L UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Trong đời sống hằng ngày chúng ta thường xuyên dùng phép quy đổi để tiện cho việc thanh toán như quy giá trị của hàng hóa ra tiền để trả tiền chứ không như đổi hàng hóa ở thời trung cổ, đối với những tài sản giá trị lớn như nhà, đất, … thì quy ra giá trị vàng hoặc đôla để thanh toán. Trong hóa học ở nhiều trường hợp phản ứng có những trường hợp có những quá trình phản ứng diễn ra rất phức tạp như trong phản ứng oxi hóa - khử chẳng hạn có nhiều phản ứng mà tất cả các chất trong cùng một hợp chất, hỗn hợp đều đóng vai trò là chất oxi hóa hoặc khử. Ví dụ: Hỗn hợp chứa FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 hoặc hỗn hợp chứa Fe, FeS và FeS 2 , … Cho nên đối với những bài tập tính toán dạng này mà chúng ta dùng quá trình trao đổi electron thì sẽ rất là phức tạp, hay là trong những phản ứng cháy của polime, hoặc những phản ứng trong dung dịch … Nếu giải theo cách thông thường thì rất mất nhiều thời gian, thậm chí còn không giải được. Vì thế nảy sinh ra vấn đề là phải “quy đổi” để làm đơn giản hơn, thuận lợi hơn. Phương pháp quy đổi là một phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa bài toàn ban đầu là một hỗn hợp phức tạp về dạng đơn giản, qua đó làm cho các phép tính trở nên dễ dàng, thuận tiện. Vậy với phương pháp quy đổi thì việc giải toán trở nên tương đối là đơn giản. Nhưng nếu chúng ta không biết cách áp dụng và hiểu rõ về bản chất của các phản ứng hóa học xảy ra trong dung dịch thì việc áp dụng phương pháp này sẽ không tránh khỏi những sai xót. Chúng ta cùng nhau xét ví dụ sau Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 trong HCl dư, sau phản ứng thấy tạo ra 12,7 gam FeCl 2 . Hỏi số gam FeCl 3 thu được là bao nhiêu? Hướng dẫn: Trước tiên tôi xin đưa ra theo hướng giải của phương pháp quy đổi: Phương pháp quy đổi như thế nào? Với bài toán này thì chúng ta biết rằng hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 có thể có nhiều hướng quy đổi: (Fe và Fe 2 O 3 ); (Fe và FeO); (Fe và Fe 3 O 4 ); (FeO và Fe 3 O 4 ); (FeO và Fe 2 O 3 ); (Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 ) hoặc thậm chí là chỉ một chất Fe x O y . Nhưng không phải là cách giải trong các phương pháp quy đổi trên là giống nhau mà nó cần phải chú ý dựa vào bản chất của phản ứng. Trong các phương pháp quy đổi ở trên thì việc hiểu sai bản chất của phản ứng sẽ dẫn tới kết quả khác nhau. bản chất của phản ứng sẽ dẫn tới kết quả khác nhau. 1) Cách quy đổi 01: Quy đổi hỗn hợp X về: FeO và Fe 3 O 4 Ta có: { { { { { 2 3 4 2 3 2 2 x x y y y FeO FeCl Fe O FeCl FeCl → → + Gọi x và y lần lượt là số mol của FeO và Fe 3 O 4 => ta có: 72x + 232y = 11,2 gam (*) Mặt khác ta có: 2 = 0,1 mol (2*) FeCl n x y = + Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) TRÊN ĐƯỜNG THÀNH CÔNG KHÔNG CÓ BƯỚC CHÂN CỦA KẺ LƯỜI BIẾNG L UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Từ (*) và (2*) => 3 0,075 2.0,025.(56 35,5.3) 8,125 0,025 gam FeCl x mol m y mol = → = + = = 2) Cách quy đổi 02 : Quy đổi hỗn hợp X về : FeO và Fe 2 O 3 Ta có { { { { 2 2 3 3 2 2 x x y y FeO FeCl Fe O FeCl → → Gọi x và y lần lượt là số mol của FeO và Fe 2 O 3 => ta có 72x + 160y = 11,2 gam (*) Mặt khác 2 = 0,1 mol (2*) FeCl n x = Từ (*) và (2*) => y = 0,025 mol => 3 2.0,025.(56 35,5.3) 8,125 gam FeCl m = + = 3) Cách quy đổi 03: Quy đổi hỗn hợp X về: Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 Ta có { { { { { 3 4 2 3 2 2 3 3 2 2 2 x x x y y Fe O FeCl FeCl Fe O FeCl → + → Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 => ta có 232x + 160y = 11,2 gam (*) Mặt khác 2 = 0,1 mol (2*) FeCl n x = Từ (*) và (2*) => y = -0,075 mol => 3 2 2 = 0,1.2 + 2.(-0,075) = 0,05mol FeCl n x y = + => 3 8,125 gam FeCl m = 4) Cách quy đổi 04 : Quy đổi về Fe x O y Fe x O y => (3x-2y)FeCl 2 + (2y-2x)FeCl 3 Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => 6 7 0,1 0,1 6 (56 16 ) 11, 2 3 2 3 2 7 x y Fe O x n mol x y Fe O x y x y y = → + = => = → − − Vậy : Fe 6 O 7 + 14HCl => 4FeCl 2 + 2FeCl 3 + 7H 2 O Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => 2 0,05mol FeCl n = => 3 8,125 gam FeCl m = 5) Cách quy đổi 05: Quy đổi hỗn hợp X về: Fe và Fe 2 O 3 { { { { 2 2 3 3 2 2 x x y y Fe FeCl Fe O FeCl → → Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe và Fe 2 O 3 => ta có 56x + 160y = 11,2 gam Ta có 2 0,1 mol FeCl n x = = => y = 0,035 mol => => 3 2.0,035.162,5 11,375 8,125 gam gam FeCl m = = ≠ 6) Cách quy đổi 06 : Quy đổi hỗn hợp X về : Fe và Fe 3 O 4 { { { { { 2 3 4 2 3 2 2 x x y y y Fe FeCl Fe O FeCl FeCl → → + Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe và Fe 3 O 4 => 56x + 232y = 11,2 gam (*) Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) TRÊN ĐƯỜNG THÀNH CÔNG KHÔNG CÓ BƯỚC CHÂN CỦA KẺ LƯỜI BIẾNG L UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Mặt khác 2 0,1 mol (2*) FeCl n x y = + = Từ (*)và (2*) => 3 3 7 44 2. .(56 35,5.3) 10,341 8,125 7 220 220 gam FeCl x mol m y mol = → = + = ≠ = Tại sao ở hai phương án quy đổi về : Fe và Fe 2 O 3 và Fe và Fe 3 O 4 lại có kết quả sai như vậy ? Liệu chúng ta có sai lầm nào trong quá trình giải với hai cách quy đổi này hay không? Ta chú ý về vị trí của các cặp oxi hóa – khử trong dãy điện hóa của các kim loại: 2 3 2 2 2 Fe H Fe Fe H Fe + + + + Ta căn cứ vào ý nghĩa của dãy điện hóa (hóa học 12), cặp chất nào càng ở xa nhau thì khả năng xảy ra phản ứng sẽ mạnh. Vậy thì khi đó giữa hai phản ứng : 2 2 2Fe H Fe H + + ↑ + → + và 3 2 2 3Fe Fe Fe + + + → thì phản ứng nào sẽ xảy ra đầu tiên? Phản ứng: 3 2 2 3Fe Fe Fe + + + → sẽ xảy ra đầu tiên và sau khi hết Fe 3+ thì mới có phản ứng Fe + 2H + => Fe 2+ + H 2 Nhận xét; + Khi cho hỗn hợp: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 thì khi có khí H 2 thoát ra thì dung dịch thu được chỉ gồm có Fe 2+ . + Thứ tự phản ứng: Oxit sắt + axit; Sắt (III) + Sắt; Sắt + axit (chỉ xét với dung dịch axit HCl và H 2 SO 4 loãng) Khi đó bài toán trên với hai trường hợp quy đổi trên ta sẽ tính toán như sau: 5”) Cách quy đổi 05: Quy đổi hỗn hợp X về: Fe và Fe 2 O 3 { { { { { 3 3 2 2 3 2 2 0,1 2 2 3 HCl y y x y Fe O Fe Fe Fe Fe + + + → + → Do có sự hình thành Fe 3+ nên Fe phản ứng hết Fe 3+ dư Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe và Fe 2 O 3 => ta có 56x + 160y = 11,2 gam Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => x = 3 0,1 mol => y = 120 7 mol 6”) Cách quy đổi 06 : Quy đổi hỗn hợp X về : Fe và Fe 3 O 4 { { { { { { 3 2 3 4 2 3 2 3 2 2 2 3 y x x y y y Fe O FeCl FeCl Fe Fe Fe + + → + + → Do có sự hình thành Fe 3+ nên Fe phản ứng hết Fe 3+ dư Gọi x và y lần lượt là số mol của Fe và Fe 3 O 4 => ta có 56x + 232y = 11,2 gam (*) Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => 3x + y = 0,1 mol (2*) Từ (*) và (2*) => 0,01875 0,04375 x mol y mol = = Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) TRÊN ĐƯỜNG THÀNH CÔNG KHÔNG CÓ BƯỚC CHÂN CỦA KẺ LƯỜI BIẾNG L UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI => 3 0,1 2 .162,5 8,125 120 3 7 -2 gam FeCl m = = ÷ ( ) 3 2 2 .162,5 8,125 gam FeCl m y x → = − = Ngoài ra chúng ta còn có thể quy đổi về hỗn hợp chỉ chứa Fe và O. Gọi a và b lần lượt là số mol của Fe và O => 56x + 16y = 11,2 (*) Khi đó để thu được FeCl 2 và FeCl 3 thì: { { { { { { { { 2 0,1 0,1 0,1 2 3 2 0,1 3( 0,1) 0,1 2 2 3 (1) (3) (2) b b a a a Fe e Fe O e O Fe e Fe + − + − − − − → + → − → Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => ( ) ( ) /(1) /(1) /(1) /(2) 0,2 0,1 0,1 3 0,1 vµ n n Fe Fe e Fe Fe e n mol mol a mol n a mol = = → = − → = − Theo định luật bảo toàn electron ta có : 0,2 + 3.(a – 0,1) = 2b <=> 3a – 2b = 0,1 (2*) Từ (*) và (2*) = ta có a = 0,15 mol và b = 0,175 mol => 3 0,15 0,1= 0,05mol FeCl n = − => 3 8,125 gam FeCl m = & Riêng với trường hợp quy đổi thành Fe và FeO thì việc cho hai chất này tác dụng với HCl không thể tạo ra FeCl 3 . Vì khi đó thì bài toán sai hoàn toàn về bản chất hóa học. Nhưng theo các bạn thì liệu rằng có thể làm được bài này hay không? Chúng ta có thể đưa ra lựa chọn chất có khả năng biến thành Fe 3+ được không? Nếu chúng ta xác định được chất có khả năng tạo ra Fe 3+ thì bài toán có thể giải được? Các bạn hãy cùng suy nghĩ ? Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 trong HCl dư, sau phản ứng thấy tạo ra 12,7 gam FeCl 2 . Hỏi số gam FeCl 3 thu được là bao nhiêu? Với cách quy đổi hỗn hợp X về Fe và FeO [???] Ngoài ra với bài toán này chúng ta có thể áp dụng phương pháp và cách làm sau: Sơ đồ hóa bài toán: 2 3 2 3 4 2 3 3 FeCl cã m 12,7 FeCl cã m ? + = → = FeCl HCl FeCl gam Fe O Fe FeO Fe O 2 0,1 FeCl n mol = Ta thấy: 2 2 th× khèi l îng t¨ng thªm 2.35,5-16=55gamO Cl − − → Đặt số mol của FeCl 3 là a mol. => tổng số mol ion lµ: 0,1.2 + 3.a (mol)Cl − 2 hèi l îng t¨ng thªm 55 gam 2mol Cl khèi l îng t¨ng thªm 12,7+a.162,5-11,2gam 0,2 3 Cl K O amol − − − → + 2.(12,7 162,5 11,2) 55.(0,2 3 )a a → + − = + => a = 0,05mol => 3 8,125 FeCl m gam = Phương pháp làm này chỉ được áp dụng khi lượng chất trong hỗn hợp chỉ phản ứng với lượng axit đã cho mà không có bất kì phản ứng nào khác. Và khi có những phản ứng khác xảy ra giữa các chất trong hỗn hợp với axit thì cách làm trên sẽ sai hoàn toàn. Và để chứng minh cho điều này và nhằm nhấn mạnh hiệu quả của phương quy đổi chúng ta sẽ xét ví dụ sau: Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) TRÊN ĐƯỜNG THÀNH CÔNG KHÔNG CÓ BƯỚC CHÂN CỦA KẺ LƯỜI BIẾNG L UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Ví dụ 1: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan vừa đủ trong 560 ml dung dịch HCl 1M, thu được 0,224 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Xác định giá trị m. Ví dụ 2: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan trong lượng dư dung dịch HCl 1M, thu được 0,224 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Xác định giá trị m Nhận xét: Vậy là cùng với dạng toán là cho hỗn hợp sắt và các oxit tác dụng với dung dịch HCl dư thì ta cũng sẽ có một bài toán khác. Nhưng có thể nói đây là bài toán sẽ có tác dụng nhấn mạnh được việc hiểu rõ bản chất của các phản ứng hóa học xảy ra khi đề bài cho sự hình thành khí H 2 . Và đây cũng là điểm mấu chốt khiến cho không ít người sai lầm trong phương pháp giải. Với bài toán này tôi mong rằng các em học sinh cũng như các bạn đồng nghiệp cần phải chú ý tìm hiểu kỹ về bản chất phản ứng hóa học của một bài toán rồi hãy đưa ra phương pháp giải cho phù hợp. Tránh tình trạng hiểu sai bản chất về phản ứng, để rồi dẫn tới đưa ra kết quả sai. Khi học xong dãy điện hóa của kim loại thì ta có được vị trí của các cặp oxi hóa – khử, ta sẽ có vị trí cặp oxi hóa khử của sắt: 2 3 2 2 2Fe H Fe Fe H Fe + + + + Như nhận xét đã nói ở trên: + Khi cho hỗn hợp: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 thì khi có khí H 2 thoát ra thì dung dịch thu được chỉ gồm có Fe 2+ . + Thứ tự phản ứng: Oxit sắt + axit; Sắt (III) + Sắt; Sắt + axit (chỉ xét với dung dịch axit HCl và H 2 SO 4 loãng) Vậy thì khi đó giữa hai phản ứng : 2 2 2Fe H Fe H + + ↑ + → + và 3 2 2 3Fe Fe Fe + + + → Thì phản ứng: 3 2 2 3Fe Fe Fe + + + → sẽ xảy ra đầu tiên và sau khi hết Fe 3+ thì mới có phản ứng Fe + 2H + => Fe 2+ + H 2 Nếu chúng ta không lắm rõ được điều này thì việc giải toán và áp dụng các phương pháp giải sẽ sai lầm. Trước tiên tôi xin đưa ra cách làm của bài toán theo hướng của phương pháp quy đổi a) Hướng quy đổi 01 : Ta quy đổi hỗn hợp X về : Fe và Fe 2 O 3 với số mol lần lượt là a và b mol => 56a + 160b = 20 gam (*) Ta có các phương trình phản ứng : Fe 2 O 3 + 6HCl => 2FeCl 3 + 3H 2 O b mol 2b mol Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) TRÊN ĐƯỜNG THÀNH CÔNG KHÔNG CÓ BƯỚC CHÂN CỦA KẺ LƯỜI BIẾNG L UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Sau đó, do vị trí của cặp oxi hóa – khử : 2 3 2 2 2Fe H Fe Fe H Fe + + + + Nên sẽ có phản ứng : 2FeCl 3 + Fe => 3FeCl 2 2b mol a mol Do có sự hình thành khí H 2 thì FeCl 3 sẽ phản ứng hết (a > b) sau đó có tiếp phản ứng của: Fe + 2HCl => FeCl 2 + H 2 mol a - b mol a - b mol Theo đề bài ta có: a – b = 0,01 mol (2*) Từ (*) và (2*) => a = 0,1 mol và b = 0,09 mol Vậy tổng số mol của nguyên tử Fe là: a + 2b = 0,28 mol => 2 3 22,4 gam Fe O m = b) Hướng quy đổi 02: Ta quy đổi hỗn hợp về Fe và O với số mol lần lợt là a và b mol => 56a + 16b = 20 gam (*) Trong phản ứng của hỗn hợp X với dung dịch HCl thì sau cùng chỉ thu được Fe 2+ nên ta có: { { { { { { 2 2 2 2 2 0,02 0,01 2 2 2 2 0,02 2 2 (2*) o b b a a O e O Fe e Fe a b H e H − + + + → − → → = + + → Từ (*) và (2*) => a = 0,28 mol và b = 0,27 mol => 2 3 22,4 gam Fe O m = c) Hướng quy đổi 03: Quy đổi về hỗn hợp Fe và FeO với số mol lần lượt là a và b mol => 56a + 72b = 20 gam (*) { { { { 2 2 2 0,02 0,01 2 2 2 2 0,02 (2*) a a Fe e Fe H e H a + + − → + → → = Từ (*) và (2*) => a = 0,01 mol và b = 0,27 mol. Vậy tổng số mol của Fe là: a + b = 0,28 mol => KQ Đó là ba kết quả có được khi tiến hành theo phương pháp quy đổi phân tử và quy đổi nguyên tử. Qua đó chúng ta có thể thấy được hiệu quả của phương pháp quy đổi cùng với việc hiểu rõ bản chất phản ứng hóa học xảy ra khi áp dụng vào việc giải toán. Còn với các hướng và cách quy đổi khác như: (FeO, Fe 2 O 3 ), … thì nó sẽ khiến cho bài toán là phi thực tế do không có khả năng tạo ra khí H 2 . Vậy việc hiểu bản chất hóa học xảy ra trong một bài toán là rất quan trọng, nó sẽ quyết định xem chúng ta giải bài toán đó đúng hay sai. Còn nếu ta xét bài toán theo phương pháp tăng giảm khối lượng thì như thế nào? Ta có sơ đồ hóa bài toán: Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) TRÊN ĐƯỜNG THÀNH CÔNG KHÔNG CÓ BƯỚC CHÂN CỦA KẺ LƯỜI BIẾNG L UYN THI I HC NM 2009 & 2010 UYN THI I HC NM 2009 & 2010 CHUYấN : NHNG SAI LM GP PHI TRONG GII TON CHUYấN : NHNG SAI LM GP PHI TRONG GII TON V HIU QU CA PHNG PHP QUY I V HIU QU CA PHNG PHP QUY I 0 2 3 4 2 3 d kk dung dich D Kết tủa m gam rắn HCl NaOH t Fe H FeO Fe O Fe O + + Ta cú Fe + 2HCl => FeCl 2 + H 2 H HCl n mol n mol = = 2 pứ 0,01 0,02 số mol HCl phản ứng với oxit là: 0,54mol Vy khi ú O Cl 2 thay bằng 2 vy khi ú s mol ca O trong oxit l: 0,27 mol => m Fe = 20 0,27.16 = 15,68 gam => n Fe = 0,28 mol => Vy khi lng ca Fe 2 O 3 l: 0,14.160 = 22,4 gam 24 gam Qua õy ta nhn thy rng cú hai kt qu khỏc nhau? Vy cỏch no l cỏch sai? V sai im no? Ta phõn tớch chi tit bi toỏn theo tng phng trỡnh: Khi cho hn hp X gm: Fe, FeO, Fe 3 O 4 v Fe 2 O 3 vo dung dch axit HCl thỡ s cú cỏc phn ng sau: Fe 2 O 3 + 6HCl => 2FeCl 3 + 3H 2 O Fe 3 O 4 + 8HCl => 2FeCl 3 + FeCl 2 + 4H 2 O FeO + 2HCl => FeCl 2 + H 2 O Sau ú, do v trớ ca cp oxi húa kh : 2 3 2 2 2Fe H Fe Fe H Fe + + + + Vy khi ú s cú phn ng gia : 2FeCl 3 + Fe => 3FeCl 2 sau ú mi cú phn ng Fe + 2HCl => FeCl 2 + H 2 Khi ta b qua phn ng gia FeCl 3 vi Fe thỡ khi ú ta s cú c 2 O 2- s b thay th bi 2Cl - . M quờn i lng Fe ó tham gia phn ng vi mui FeCl 3 khi ú kt qu ca bi toỏn s sai lch i mt lng do thiu lng Fe tham gia phn ng ny. V bi toỏn ny ó c khỏ nhiu tỏc gi gii v cho rng cỏch trờn l ỳng. H cho rng: Trong vớ d ny do sau phn ng st khụng thay i s oxi húa hon ton thnh s oxi húa cao nht m nú li bao gm st cú s oxi húa l (+2) v (+3). Nờn chỳng ta s khụng th no kt hp c phng phỏp bo ton electron vi phng phỏp quy i gii. Vy ra cn chỳ ý rng : Khụng phi bt c bi toỏn no liờn quan ti cỏc oxit st cng cú th gii bng phng phỏp quy i kt hp vi phng phỏp bo ton electron. Chỳng ta ch cú th ỏp dng phng phỏp quy i c khi m st thay i nờn trng thỏi 1 s oxi húa. Vi bi toỏn ny chỳng ta cng vn s dựng phng phỏp quy i nhng kt hp vi phng phỏp bo ton khi lng, bo ton nguyờn t v bo ton in tớch Nh vy l h ó sai lm v cha hiu rừ bn cht ca cỏc quỏ trỡnh phn ng xy ra trong dung dch. & Vy khi ú d kin : va trong 560 ml dung dch HCl 1M ny khụng cn dựng ti trong vic gii toỏn khi ỏp dng phng phỏp quy i v bo ton electron. Nú ch c ỏp dng khi s dng phng phỏp bo ton khi lng, bo ton nguyờn t v bo ton in tớch. tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) TRấN NG THNH CễNG KHễNG Cể BC CHN CA K LI BING L UYN THI I HC NM 2009 & 2010 UYN THI I HC NM 2009 & 2010 CHUYấN : NHNG SAI LM GP PHI TRONG GII TON CHUYấN : NHNG SAI LM GP PHI TRONG GII TON V HIU QU CA PHNG PHP QUY I V HIU QU CA PHNG PHP QUY I Vi bi ny chỳng ta s ỏp dng phng phỏp bo ton khi lng, bo ton nguyờn t v bo ton in tớch gii khi m chỳng ta tỡm c lng Fe hoc lng FeCl 3 tham gia phn ng vi nhau. Phng phỏp gii khi ỏp dng phng phỏp trờn Ta cú s húa bi toỏn: 0 2 3 4 2 3 d kk dung dich D Kết tủa m gam rắn HCl NaOH t Fe H FeO Fe O Fe O + + Ta cú Fe + 2HCl => FeCl 2 + H 2 H HCl n mol n mol = = 2 pứ 0,01 0,02 số mol HCl phản ứng với oxit là: 0,54mol Mt khỏc ta cú phn ng: 2FeCl 3 + Fe => 3FeCl 2 Gi a l s mol ca Fe tham gia phn ng => s mol ca FeCl 3 l 2a mol Trong phn ng gia hn hp X vi axit thỡ 2H + + O 2- => H 2 O Vy khi ú s mol ca O trong oxit l: 0,27 mol => m Fe = 20 0,27.16 = 15,68 gam Theo nh lut bo ton nguyờn t Fe ta cú: 0,01.56 + 56a + 2a.56 = 15,68 => a = 0,09 mol Vy t s mol ca Fe s l: 0,01 + 0,09.3 = 0,28 mol Vy khi lng ca Fe 2 O 3 l 24,0 gam. V cng t bi toỏn trờn, chỳng ta cú th bin i thnh nhiu bi toỏn khỏc tng ng: Bi 1: Cho 20 gam hn hp X gm Fe, FeO, Fe 3 O 4 v Fe 2 O 3 hũa tan va trong 600ml dung dch HCl aM, thu c V lớt H 2 ( ktc) v dung dch D. Cho dung dch D tỏc dng vi dung dch NaOH d, lc kt ta v em nung ngoi khụng khớ n khi lng khụng i thu c 24 gam cht rn. Xỏc nh giỏ tr V v a . Hng dn: Ta cú 2 3 0,15 0,3 0,2 Fe O Fe O n mol n mol n mol = = = Ta quy i hn hp X v hn hp ch cha Fe v O. khi ú ta cú cỏc quỏ trỡnh cho v nhn electron. { { { { { { 2 2 0,2 2.0,2 0,3 2.0,3 2 2 2 2 2.0,3 2.0,2 2 2 2 x=0,1 mol =>V=2,24 lit o x x O e O Fe e Fe x H e H + + + = + + Vy khi ú ta s d dng tớnh c s mol axit phn ng 2H + + O 2- => H 2 O v 2H + => H 2 l cỏc phng trỡnh cú s tham gia ca H + /HCl Vy tng s mol ca HCl l: 0,1.2 + 0,2.2 = 0,6 mol => 1 HCl M C M = Bi 2: Cho 20 gam hn hp X gm Fe, FeO, Fe 3 O 4 v Fe 2 O 3 hũa tan va trong V ml dung dch HCl 1M, thu c 2,24 lớt H 2 ( ktc) v dung dch D. Cho dung dch D tỏc dng vi dung dch NaOH d, lc kt ta v em nung ngoi khụng khớ n khi lng khụng i thu c m gam cht rn. Xỏc nh giỏ tr V v m. tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) TRấN NG THNH CễNG KHễNG Cể BC CHN CA K LI BING L UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Đáp số: V = 600 ml Bài 3: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan vừa đủ trong V ml dung dịch H 2 SO 4 1M, thu được 2,24 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Xác định giá trị V và m. Đáp số: V = 300 ml và m = 24 gam Bài 4: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan trong 300 ml dung dịch H 2 SO 4 1M, thu được 2,24 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 dư, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Xác định giá trị m. Đáp số: 93,9 gam Bài 6: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan trong 200 ml hỗn hợp Y gồm: H 2 SO 4 1M và HCl 0,1M, thu được 2,24 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 dư, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Xác định giá trị m. Đáp số: 70,6 gam Bài 7: Bài toán gốc: (Trích trong ví dụ 01 – Trang 38 – Sách 16 phương pháp và kĩ thuật giải nhanh – Tác giả: Phạm Ngọc Bằng (chủ biên) Hòa tan hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe 2 O 3 vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa . Lọc kết tủa, rửa sạch và đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn Y. Giá trị m là A. 16,0 gam B. 30.4 gam C. 32,0 gam D. 48,0 gam Trên cơ sở đó ta có thể phát triển thành một số dạng bài tập khác tương tự có độ phức tạp hơn như: Bài 7”: Hòa tan hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe 2 O 3 vào dung dịch HCl dư, sau phản ứng thu được dung dịch D và V lít khí (ở điều kiện tiêu chuẩn). Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa . Lọc kết tủa, rửa sạch và đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn Y. Giá trị m và V là A. 16,0 gam và 2,24 lít C. 32,0 gam và 4,48 lít B. 32,0 gam và 2,24 lít D. 48,0 gam và 4,48 lít Ngoài ra các bạn có thể phát triển thêm thành nhiều dạng bài toán khác dựa trên cơ sở của bài toán gốc. Bài viết này được tôi viết trong thời gian ngắn, ngay sau khi phát hiện những sai lầm của các em học sinh và của một số bạn đồng nghiệp. Nên sẽ không tránh khỏi những thiếu xót. Rất mong ghi nhận được những ý kiến đóng góp về bài viết này. Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) TRÊN ĐƯỜNG THÀNH CÔNG KHÔNG CÓ BƯỚC CHÂN CỦA KẺ LƯỜI BIẾNG L UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 UYỆN THI ĐẠI HỌC NĂM 2009 & 2010 CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN CHUYÊN ĐỀ: NHỮNG SAI LẦM GẶP PHẢI TRONG GIẢI TOÁN VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) TRÊN ĐƯỜNG THÀNH CÔNG KHÔNG CÓ BƯỚC CHÂN CỦA KẺ LƯỜI BIẾNG . HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Trong đời sống hằng ngày chúng ta thường xuyên dùng phép quy đổi để tiện cho việc thanh toán như quy giá trị của hàng hóa. PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI VÀ HIỆU QUẢ CỦA PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Từ (*) và (2*) => 3 0,075 2.0,025.(56 35,5.3) 8,125 0,025 gam FeCl x mol m y mol = → = + = = 2) Cách quy đổi 02 : Quy đổi hỗn. giải của phương pháp quy đổi: Phương pháp quy đổi như thế nào? Với bài toán này thì chúng ta biết rằng hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 có thể có nhiều hướng quy đổi: (Fe và Fe 2 O 3 );