rèn luyện kĩ năng giải bài tập hóa học tổng hợp

21 1,173 0
  • Loading ...
    Loading ...
    Loading ...

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 24/12/2014, 14:39

Trường THCS Giảng Võ Ba Đình – Hà Nội Rèn luyện kỹ năng giải các bài tập hóa học tổng hợp cho Học sinh giỏi SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Giáo viên: Vũ Bích Liên Bộ môn: Hóa học Năm học 2010 - 2011 Vũ Bích Liên 2 MỤC LỤC I. Đặt vấn đề 3 II. Nội dung 3 Ví dụ 1: 3 Ví dụ 2: 6 Ví dụ 3: 8 Ví dụ 4: 9 Ví dụ 5: 10 Ví dụ 6: 13 Ví dụ 7: 14 Ví dụ 8: 15 Ví dụ 9: 18 III. Kết quả 20 IV. Kết luận 21 Vũ Bích Liên 3 I. Đặt vấn đề Bài tập tổng hợp thường được sử dụng với mục đích ôn luyện các kiến thức đã học. Do đó nội dung bài tập tổng hợp phức tạp và khó. Ngoài việc kiểm tra kết quả dạy và học Hóa học, bài tập tổng hợp còn được sử dụng trong việc thi lên lớp, thi tuyển học sinh giỏi, chọn vào Phổ thông Trung học hoặc thi chọn tài năng Hóa học. Vì vậy hướng dẫn học sinh giỏi phương pháp giải bài toán tổng hợp là rất cần thiết. Dựa trên kinh nghiệm nhiều năm giảng dạy bộ môn Hóa học 9, tôi nhận thấy sự cần thiết của việc đưa ra phương pháp rèn luyện học sinh kỹ năng tư duy và giải các bài tập Hóa học tổng hợp. Hướng dẫn học sinh cách tiếp cận một bài tập theo nhiều hướng, nhiều cách giải, thông qua các dạng bài từ đơn giản đến phức tạp có thể giúp học sinh hiểu vấn đề sâu sắc hơn và nhanh chóng đưa ra cách giải hợp lý khi gặp những bài tập tương tự. Trong chuyên đề này, tôi đã tổng hợp lại những bài tập hóa học và một số phương pháp giải mà tôi đã áp dụng trong những năm học vừa qua cho đối tượng học sinh lớp chất lượng cao và Đội tuyển học sinh giỏi của trường. II. Nội dung 1. Những điều kiện cần thiết để giải bài toán Hóa học tổng hợp:  Học sinh phải nắm vững các kiến thức Hóa học, biết vận dụng những kiến thức đó vào trường hợp cụ thể mà bài toán cần đến.  Về mặt toán học, học sinh cần phải nắm vững và có kỹ năng, kỹ xảo cần thiết trong việc thực hiện các thao tác toán học phù hợp với từng dạng của bài toán.  Về mặt phương pháp, học sinh sau khi nghiên cứu kỹ các dữ kiện bài toán, biết lựa chọn phương pháp giải thích hợp, tiết kiệm được thời gian, tránh được các cách giải cồng kềnh, không cần thiết. 2. Dưới đây là một số ví dụ về bài tập tổng hợp theo nội dung chương trình Hóa học THCS với nhiều cách giải khác nhau. Ví dụ 1: Hòa tan 2,33g một hỗn hợp gồm sắt và kẽm trong dung dịch axit sunfuric loãng dư ta thu được 896ml hiđrô (đktc). Tìm khối lượng sắt và kẽm có trong hỗn hợp đó. Bài giải Có nhiều phương pháp để giải bài tập này, chúng ta chỉ nêu 3 phương pháp thường gặp sau: Cách 1: Dùng phương pháp số học Vũ Bích Liên 4 Tính thể tích hiđrô thu được nếu giả sử rằng cho axit sunfuric tương tác với 2,33g sắt Fe + H 2 SO 4  FeSO 4 + H 2 56g 22,4l 2,33g x(l) x = 2,33.22,4 56 = 0,932l = 932ml a) Tính thể tích hiđrô thu được nếu giả sử rằng cho axit sunfuric tương tác với 2,33g kẽm: Zn + H 2 SO 4  ZnSO 4 + H 2 65g 22,4l 2,33g y(l) y = 2,33.22,4 65 = 0,803l = 803ml b) Kết quả tính toán cho thấy, thể tích hiđro thoát ra khi cho 2,33g kẽm tác dụng với axit sunfuric ít hơn so với 2,33g sắt là: 932 – 803 = 129 ml c) Còn nếu dùng 2,33g hỗn hợp kẽm và sắt thì thể tích hiđro thoát ra ít hơn so với khi dùng 2,33g sắt là 932 – 896 = 36ml. Sự giảm thể tích hiđro thoát ra là do nguyên nhân của sự có mặt của một khối lượng kẽm nhất định trong hỗn hợp. Ta gọi khối lượng này là m. Từ kết quả của tính toán câu b, c, ta có thể lập được tỷ lệ công thức sau: - 2,33g kẽm thì thể tích hiđro thoát ra giảm 129ml hiđro - m(g) kẽm thì thể tích hiđrô thoát ra giảm 36ml 2,33  = 129 36 → m Zn = 0,65g m Fe = 2,33 – 0,65 = 1,68g Đáp số: Hỗn hợp chứa 0,65g Zn và 1,68g Fe Cách 2: Dùng phương pháp đại số - Lập và giải phương trình bậc nhất một ẩn Gọi khối lượng m Fe trong hỗn hợp là x thì khối lượng Zn là m Zn = 2,33 – x (g) Viết phương trình phản ứng giữa sắt với axit sunfuaric: Fe + H 2 SO 4  FeSO 4 + H 2 56g 22,4l x(g) v 1 Lập tỉ lệ thức 56  = 22,4 v1 Suy ra: v 1 = 0,4x (1) Vũ Bích Liên 5 Viết phương trình phản ững giữa Zn và axit sunfuric Zn + H 2 SO 4  ZnSO 4 + H 2 65g 22,4l 2,23 – x v 2 v 2 =  2,33  .22,4 65 (2) Cộng (1) và (2) ta được: v 1 + v 2 = 0,4x +  23,3  .22,4 65 = 0,896 ml (3) Giải phương trình (3) ta tìm được x = 1,68g Do đó m Zn = 2,33 – 1,68 = 0,65g Đáp số: Hỗn hợp gồm 1,68g sắt và 0,65g kẽm Cách 3: Lập phương trình bậc nhất 2 ẩn số Gọi khối lượng sắt trong hỗn hợp là x và khối lượng kẽm là y ta có phương trình: x + y = 2,33 g (1) Viết các phương trình phản ứng xảy ra: Fe + H 2 SO 4  FeSO 4 + H 2 56g 22,4l x(g) v 1 Lập tỉ lệ thức 56  = 22,4 v1 , suy ra v 1 = 0,4x (2) Zn + H 2 SO 4  ZnSO 4 + H 2 65g 22,4l y v 2 v 2 = 22,4 65 = 0,345y (3) Từ (2) và (3) ta có: v 1 + v 2 = 0,4x + 0,345y = 0,896 (4) Gộp (1) và (4) ta có hệ phương trình bậc nhất 2 ẩn số: x + y = 2,33 g 0,4x + 0,345y = 0,896 Giải hệ phương trình ta có x = 1,68; y = 0,65 Đáp số: Khối lượng kẽm trong hỗn hợp là 0,65g, khối lượng sắt là 1,68g. Vũ Bích Liên 6 Ví dụ 2: Hòa tan 10g một hợp kim gồm đồng, sắt và nhôm trong dung dịch axit clohiđric thu được 5,04l hiđro (đktc) và 3,1g chất rắn không tan. Hãy xác định thành phần phần trăm của hợp kim trên. Bài giải Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi hòa tan hợp kim trong dung dịch axit clohiđric. Fe + 2HCl  FeCl 2 + H 2  (1) 56g 22,4l 2Al + 6HCl  2AlCl 3 + 3H 2  (2) 2 mol 3.22,4mol Đồng không tan trong axit clohiđric. Đó chính là chất rắn còn lại không tham gia phản ứng. Khối lượng đồng trong hợp kim bằng: %Cu = 3,1. 100 10 % = 31% Khối lượng sắt và nhôm có trong hợp kim bằng: m Fe + m Al = 10 – 3,1 = 6,9g Cách 1: Nếu hòa tan 6,9g sắt và nhôm trong dung dịch axit HCl thì thu được 5,04l hiđrô hay 5,04 : 22,4 = 0,225 mol hiđrô - Gọi số mol sắt trong hợp kim là x thì số mol hiđrô thoát ra khi sắt tác dụng với axit theo phương trình phản ứng (1) cũng bằng x. - Số mol hiđrô thoát ra do nhôm tác dụng với axit trong phản ứng (2) sẽ là (0,225 – x) và do đó số lượng mol nhôm sẽ là: 2Al + 6HCl  2AlCl 3 + 3H 2 2 mol 3 mol a 0,225 – x (mol) a = 2(0,225) 3 mol - Khối lượng sắt trong hợp kim bằng (56x) g - Khối lượng nhôm trong hợp kim bằng: 27,2 0,225 3 (g) Khối lượng của nhôm và sắt trong hợp kim bằng 6,9g Vũ Bích Liên 7 Từ đây ta có phương trình sau: 56x + 18(0,225 – x) = 6,9 56x + 4,05 – 18x = 6,9 38x = 2,85 x = 0,075 (mol) hay 0,075.56g = 4,2 hay 42% sắt - Khối lượng nhôm trong hợp kim bằng: 27,2 0,225 3 = 27.0,1 = 2,7g hay 27% Đáp số: Thành phần hợp kim gồm 31% đồng, 42% sắt và 27% nhôm Cách 2: Khi hòa tan 6,9g sắt và nhôm vào trong dung dịch HCl thì có 5,04l hiđrô thoát ra. Gọi khối lượng sắt trong hợp kim là x(g) thì khối lượng nhôm sẽ bằng (6,9 – x) (g) - Khi hòa tan x(g) hay x/56 mol sắt thì tỏa ra  56 mol hiđrô hay 22,4 56 l hiđrô - Khi hòa tan (6,9 – x) hay 6,9 27 mol Al thì tỏa ra 3 6,9 27 mol hay 22,4. 3 6,9 27 l hiđrô. Tổng thể tích hiđrô thu được là 5,04l nên có 22,4 56 + 22,4. 3 6,9 27 = 5,04 Giải ra ta được x = 4,2 g hay 42% sắt; và 2,7g (6,9 – 4,2) nhôm hay 27% nhôm. Đáp số: Hợp kim gồm 31% đồng, 42% sắt và 27% nhôm. Cách 3: Gọi khối lượng sắt trong hợp kim là x(g) và thể tích hiđrô do sắt đẩy ra trong phản ứng (1) là y 1 thì khối lượng nhôm trong hợp kim bằng (6,9 – x)(g), còn thể tích hiđrô do nhôm đẩy ra trong phản ứng (2) sẽ bằng (5,04 – y) l. Lập các tỷ lệ cần thiết: - 56g sắt đẩy được 22,4l hiđrô - x(g) sắt đẩy được y hiđrô Ta có phương trình: 56.(5,04 – y) = 67,2.(6,9 – x) Giải hệ thống phương trình ta được: X = 4,2g hay 42% sắt. Vũ Bích Liên 8 Khối lượng nhôm bằng: 6,9 – 4,2 = 2,7g hay 27% nhôm Đáp số: Hỗn hợp gồm 31% đồng, 42% sắt và 27% nhôm. Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 19,2g hỗn hợp X gồm 2 kim loại A và B cần V lít dung dịch HCl 2M thu được 8,96lít H2 (đktc) và dung dịch Y. Cho Y tác dụng với NaOh dư thu được m gam kết tủa gồm 2 hiđroxit kim loại. a) Tính V và m. Biết A và B đều có hóa trị II trong các hợp chất của bài toán này. b) Xác định 2 kim loại A, B biết MA : MB = 3 : 7, tỷ số mol của chúng trong X tương ứng là 1 : 3. Bài giải Gọi a, b lần luợt là số mol A, B tham gia. A + 2HCl  ACl 2 + H 2 a 2a a a B + 2HCl  BCl 2 + H 2 b 2b b b ACl 2 + 2NaOH  A(OH) 2 + 2NaCl a a BCl 2 + 2NaOH  B(OH) 2 + 2NaCl b b Số mol H 2 tạo thành: n H 2 = 8,96 : 22,4 = 0,4 (mol) → a + b = 0,4 (*) a) Theo phương trình (1,2): n HCl = 2(a + b) = 2.0,4 = 0,8 (mol) Do đó: V = 0,8 : 2 = 0,4 (l) Ta có: m X = a.A + b.B = 19,2 (**) Khối lượng 2 hiđroaxit kim loại là: m = a(A + 34) + b(B + 34) = (a.A + b.B) + 34(a + b) = 19,2 + 34.0,4 = 32,8 gam b) Theo bài ra: a : b = 1 : 3  b = 3a, thay vào (*) a = 0,1; b = 0,3 Vũ Bích Liên 9 Lại có M A : M B = 3 : 7  M B = 7/3 M A , thay vào (**) ta có: 0,1M A + 0,3.7/3 M A = 19,2 Do đó M A = 24, M B = 56 Vậy A là Mg; B là Fe Lưu ý: Bài toán này có thể dùng phương pháp tăng giảm khối lượng hoặc áp dụng ĐLBTKL. Ví dụ 4: Cần bao nhiêu lít oxi để đốt cháy hoàn toàn 3l hỗn hợp khí metan và etan, biết rằng tỷ khối của hỗn hợp với không khí bằng 0,6. Bài giải Tính khối lượng mol trung bình của hỗn hợp: M = 29. 0,6 = 17,4g Tìm phần mol của metal và etan trong hỗn hợp: Gọi phần mol của metan là x thì phần mol của etan là 1-x. Ta có phương trình: M h = xM CH4 + (1-x)M C2H6 = 16x + 30(1-x) = 17,4 M CH4 = 16g M C2H6 = 30g Giải phương trình ta được: x = 0,9 Như vậy trong hỗn hợp có 0,9 mol metan và 0,1 mol etan; còn trong 3l hỗn hợp thì có 0,9.3 = 2,7l metan và 0,3l etan. Viết phương trình các phản ứng cháy: CH 4 + 2O 2  CO 2 + H 2 O (1) 22,4 2.22,4 C 2 H 6 + 3,5O 2  2CO 2 + 3H 2 O (2) 22,4 3,5.22,4 Tìm thể tích oxi cần thiết để đốt cháy hỗn hợp. Theo phương trình phản ứng (1) thì: - Để đốt 22,4l metan cần 44,8l oxi - Để đốt 2,7l metan cần x(l) oxi Vũ Bích Liên 10 x = 2,7.44,8 22,4 = 5,4l Theo phương trình phản ứng (2) thì: - Để đốt 22,4l etan cần 78,4l oxi - Để đốt 0,3l etan cần y(l) oxi y = 78,4.0,3 22,4 = 10,5l Như vậy để đốt 3l hỗn hợp metan và etan cần (5,4 + 10,5) = 15,9 l oxi Đáp số: Đốt 3lít hỗn hợp cần 15,9 lít oxi. Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn 2,17g hỗn hợp X gồm 3 kim loại A, B, C trong dung dịch HCl dư thu được1,68lít H 2 (đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam hỗn hợp 3 muối khan ACl 2 , BCl 2 và CCl 3 . a) Tính m b) Biết tỷ lệ số mol trong hỗn hợp của A, B, C là 1:2:3; M A : M B = 3 : 7 và M A < M C < M B . Hỏi A, B, C là kim loại nào trong số các kim loại dưới đây: Mg = 24, Al = 27, Ca = 40, Cr = 52, Fe = 56, Zn = 65. Bài giải a) Cách 1: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL) Ta có: n H2 = 1,68 : 22,4 = 0,075 (mol) → m H2 = 0,075.2 = 0,15 (g) Phương trình hóa học: A + 2HCl → ACl 2 + H 2 (1) 1 2 1 1 mol B + 2HCl → BCl 2 + H 2 (2) 1 2 1 1 mol 2C + 6HCl → 2CCl 3 + 3H 2 (3) 1 3 1 1,5 mol Theo phương trình 1, 2, 3 ta có n HCl = 2n H2 = 0,075.2 = 0,15 (mol) [...]... dạy và học Hóa học Thực tế dạy và học Hóa học ở Phổ thông đã chứng minh rằng chỉ có thể đạt hiệu quả cao trong dạy – học Hóa học nếu biết sử dụng hệ thống bài tập một cách hợp lý, khoa học trong đó có phối hợp các dạng bài tập khác nhau từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp và sau đó mới đến những bài tập tổng hợp Từ nhiều lần luyện tập, học sinh được nâng cao kiến thức, rút ra các trường hợp khác... Trong hai năm học vừa qua, cùng với sự nỗ lực của các giáo viên tổ bộ môn Hóa của trường, việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm trên đây đã đưa ra những kết quả cụ thể Trong năm học 2009 – 2010, trường chúng tôi có 3 học sinh đạt giải ba cấp Thành phố môn Hóa 9 Đặc biệt trong năm học này, số các học sinh tham gia thi học sinh giỏi Thành phố đã tăng lên 7 em IV Kết luận Giải bài tập hóa học là yếu tố hết... em hệ thống hóa các kiến thức liên quan, áp dụng kỹ năng toán học và hóa học để đưa ra cách giải thông minh, ngắn gọn và hợp lý nhất Đây là cách tiếp cận vô cùng quan trọng với học sinh học tốt bộ môn Hóa học, nhất là những em học sinh giỏi khi tham gia các kỳ thi học sinh giỏi cấp Quận và Thành phố Sau khi áp dụng phương pháp trên, kết quả đối chiếu như sau: Khối lớp chất lượng cao Nhóm học sinh giỏi... axit dư, hỗn hợp kim loại X hết Theo bài ra ta có hệ phương trình: 56a + 65b = 2,98 2a + 2b = 0,1 Giải hệ: a = 0,03; b = 0,02 Do đó: %Fe = 56,37%; %Zn = 43,63% III Kết quả Bên cạnh việc xây dựng nền tảng kiến thức Hóa học cơ bản cho học sinh, kết hợp với hệ thống câu hỏi dẫn dắt, giáo viên hướng dẫn cho học sinh suy nghĩ tìm tòi và khắc sâu được các kiến thức nâng cao Mặt khác, các bài tập bổ sung này... được kết quả tốt trong các kỳ thi học sinh giỏi Trên đây chỉ là một số kinh nghiệm của bản thân đã đạt được trong quá trình giảng dạy, luyện thi học sinh giỏi, tham khảo một số tài liệu tham khảo cũng như học hỏi từ đồng nghiệp Tôi tha thiết mong muốn các đồng chí giáo viên dạy Hóa đóng góp ý kiến để có phương pháp tốt hơn, giúp học sinh ngày càng yêu thích bộ môn Hóa học Tôi xin chân thành cảm ơn Hà... khối lượng hỗn hợp X Khi tính khối lượng muối, cần biết cách khai triển và nhóm nghiệm chung lại theo (*) và (**) để giải quyết bài toán b) Theo bài ta có: nA : nB : nC = a : b : c = 1 : 2 : 3 Suy ra a : b = 1 : 2 → b = 2a; a : c = 1 : 3 → c = 3a Thay vào (*) a + 2a + 1,5.3a = 0,075 a = 0.01; b = 0,02; c = 0.03 Lại có MA : MB = 3 : 7 A chia hết cho 3, B chia hết cho 7 Trong các kim loại đề bài cho, chỉ... 7: Để đốt một hợp chất hữu cơ có chứa nitơ cần 504ml oxi Khối lượng nước tạo thành bằng 0,45g Thể tích các phẩm khí của phản ứng bằng 560ml Sauk hi cho hỗn hợp khí qua dung dịch xút thì thể tích của chúng giảm còn 112ml (đo ở đktc, không tính để thể tích nước tạo thành) Tìm công thức phân tử của chất hữu cơ, biết khối lượng phân tử của nó bằng 75 Bài giải Tính khối lượng hiđrô có trong hợp chất hữu... sau khi kết thúc phản ứng lại làm bay hơi hỗn hợp sản phẩm như trên, lần này thu được 9,2g chất rắn khan a) Viết các phương trình hóa học Tính nồng độ mol của dung dịch HCl đã dùng b) Tính thành phần phần trăm về khối lượng của mỗi oxit trong hỗn hợp M Vũ Bích Liên 15 Bài giải a) PTHH: CuO + 2HCl Fe2O3 + 6HCl → → CuCl2 + H2O (1) FeCl3 + 3H2O (2) Khối lượng của mỗi phần m = 9,6 : 2 = 4,8 (g) Vì hai phần... 7,495 (g) Chú ý: Trong bài tập trên, với 3 cách làm đã giải quyết tốt nội dung câu a: - Trong cách 1: Cần viết được phương trình của ĐKBTKL, thấy được mối liên hệ về tỉ lệ số mol của HCl với H2 trong 3 phản ứng - Trong cách 2: Cần thấy được trong HCl: nCl = nHCl Nhận thấy 3 kim lại phản ứng với axit tạo hỗn hợp muối, khối lượng muối = mX + mCl - Trong cách 3: Lập phương trình toán học (*) và (**) theo... + 18.0,5a Giải ra a = 0,12 Nồng độ mol của dung dịch HCl là 0,12 : 0,1 = 1,2M Phần 2: Gọi số mol HCl p/ư là b Suy ra số mol H2O là 0,5b Tương tự 4,8 + 36,5b = 9,2 + 18.0,5b Giải ra b = 0,16 < 0,12.2 = 0,24  HCl dư Tính thành phần % khối lượng làm tưng tự như Cách 1 Ví dụ 9: Hỗn hợp X gồm Fe, Zn và dung dịch Y là HCl Người ta thực hiện các thí nghiệm (TN) sau đây: - - TN1: Lấy 2,98g hỗn hợp X cho vào . Bài tập tổng hợp thường được sử dụng với mục đích ôn luyện các kiến thức đã học. Do đó nội dung bài tập tổng hợp phức tạp và khó. Ngoài việc kiểm tra kết quả dạy và học Hóa học, bài tập tổng. Võ Ba Đình – Hà Nội Rèn luyện kỹ năng giải các bài tập hóa học tổng hợp cho Học sinh giỏi SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Giáo viên: Vũ Bích Liên Bộ môn: Hóa học Năm học 2010 - 2011 Vũ Bích. đưa ra cách giải hợp lý khi gặp những bài tập tương tự. Trong chuyên đề này, tôi đã tổng hợp lại những bài tập hóa học và một số phương pháp giải mà tôi đã áp dụng trong những năm học vừa qua
- Xem thêm -

Xem thêm: rèn luyện kĩ năng giải bài tập hóa học tổng hợp, rèn luyện kĩ năng giải bài tập hóa học tổng hợp, rèn luyện kĩ năng giải bài tập hóa học tổng hợp

Từ khóa liên quan