tìm công thức hóa học của các chất vô cơ

Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BÁ THƯỚC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP "TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC CỦA CÁC CHẤT CÔ CƠ" 1 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Người thực hiện: Lê Văn Tuân Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Lương Ngoại SKKN thuộc môn: Hóa Học A - PHẦN MỞ ĐẦU Để việc giảng dạy và bồi dưỡng học sinh môn Hóa học THCS nói riêng và việc nâng cao chất lượng giáo dục THCS nói chung, giáo viên phải có hệ thống bài tập và phương pháp phù hợp với đặc trưng bộ môn. Nhằm mục đích học sinh có hứng thú học tập và cảm giác thích học, muốn tìm tòi, khám phá những điều chưa biết một cách có hệ thống khoa học. Ôn thi học sinh giỏi môn hóa học THCS phải có một hệ thống bài tập từ kiến thức cơ bản đến nâng cao theo một trình tự lôgic, nhằm tạo cho học sinh tính tích cực tự giác ham học hỏi. Dạng bài tập "tìm công thức hóa học của các chất vô cơ". rất phong phú và đa dạng, mang nội dung vô cùng quan trọng trong việc nghiên cứu bộ môn Hóa học. Đối với học sinh THCS cụ thể là học sinh lớp 8,9 khả năng tư duy về hóa học đang còn hạn chế, vì lượng kiến thức lĩnh hội chưa nhiều, nên chưa có nhiều kĩ năng tư duy, khả năng đột phá chưa cao, qua giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm học sinh rất lúng túng, nhất là giải quyết bài tập xác định công thức hóc học. Trong khi loại bài tập này hầu như năm nào cũng có trong các đề thi học sinh giỏi các cấp. 2 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Từ những vấn đề trên với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình vào việc tìm tòi phương pháp dạy hoc với nội dung và hệ thống bài tập phù hợp với điều kiện hiện có của học sinh, nhằm phát triển tư duy của học sinh THCS giúp các em tự lực hoạt động chiếm lĩnh tri thức, tạo tiền đề quan trọng cho việc phát triển tư duy của các em ở các cấp cao hơn góp phần thực hiện mục tiêu giáo dục đào tạo của địa phương nói riêng và mục tiêu giáo dục của nước ta nói chung. Vì những lí do trên tôi chọn mảng kinh nghiệm phương pháp giải bài tập "tìm công thức hóa học của các chất vô cơ" 3 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com B- GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ: Dạng bài tập tìm công thức hóa học nói chung và tìm công thức hóc học của chất vô cơ nói riêng là rất phong phú và đa dạng. Về nguyên tắc để giải quyết được đạng bài tập này không chỉ nắm thành thạo về kiến thức hóa học mà có kiên thức về toán học, có nhiều trường hợp phải biện luận mới xác định được công thức hóa hoc. Để xác định một nguyên tố hóa học nào thì phải tìm bằng được nguyên tử khối của nguyên tố đó. Từ đó xác định được công thức hóa học của chất. Dạng bài tập thông qua tính toán định lượng kết hợp với phương trình hóa học có nhiều loại bài tập có thể chia thành hai loại cơ bản sau: + Loại bài tập cho biết hóa trị của nguyên tố trong hợp chất, chỉ cần tìm nguyên tử khối để kết luận tên nguyên tố rồi viết công thức của chất hoặc ngược lại. + Loại bài tập không biết hóa trị của nguyên tố cần tìm hoặc dữ kiện bài toán thiếu cơ sở để xác định chính xác một giá trị nguyên tử khối (hoặc bài toán có nhiều khả năng xảy ra theo nhiều hướng khác nhau). cái khó của loại bài tập này là các dữ kiện thường thiếu hoặc không cơ bản đỏi hỏi người giải phải có kĩ năng về toán học và yêu cầu về kiến thức và tư duy hóa học cao, học sinh khó thấy hết các trường hợp xảy ra. Để giải quyết các bài tập này, bắt buộc học sinh phải biện luận. II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ Thực trạng chung: Trường THCS Lương ngoại là trường thuộc xã đặc biệt khó khăn. Hầu hết gia đình thuần nông, điều kiện học tập của học sinh còn hạn chế, các em chưa có nhiều động lực trong học tập, phần lớn học sinh học chưa tốt, nhất là các môn tự nhiện. Số học sinh học được và chăm học môn hóa học rất ít. Qua khảo sát thực tế và thông qua giảng dạy nhiều năm cho thấy nhiều học sinh còn rất lúng túng, nhất là khi giải quyết các bài toán biện luận xác định công thức hóa học, học sinh làm rất yếu, hầu hết học sinh rất ngại học khi phải 4 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com làm dạng bài tập này. Vì vậy học sinh rất thụ động và không có hứng thú trong các buổi học bồi dưỡng học sinh giỏi. Đối với học sinh: Số lượng học sinh rất ít, số học sinh học được cũng không nhiều, mỗi năm ôn thi học sinh giỏi chỉ có hai đến ba học sinh tham gia, khả năng tư duy còn hạn chế, sư nhanh nhẹn không có, nếu giáo viên dạy mà không có phương pháp, không có nội dung và hệ thông kiến thức phù hợp với các em, thì các em hoc sinh sẽ không có hứng thú theo học và không có phương pháp học ôn phù hợp với khả năng nhận biết của mình. Từ những hạn chế đó, tôi không ngừng học hỏi và tìm ra những phương pháp, những nội dung dạy phù hợp với tình hình thực tế của nhà trường cụ thể là phù hợp với sự nhận thức của học sinh. Từ những kinh nghiệm của mình cùng với sự tiến bộ dần dần của học sinh đến nay tôi đưa ra mảng kinh nghiệm phương pháp giải các bài tập tìm công thức hóa học của các chất vô cơ. III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN Phương pháp giải bài tập tìm công thức hóa học được chia thành các dạng chính sau: 1. Tìm công thức hóa học của chất khi biết hóa trị của nguyên tố trong hợp chất. 2. Biện luận tìm các chất kim loại kiềm, kiềm thổ thuộc hai chu kỳ liên tiếp nhau. 3. Biện luận khả năng xảy ra đối với các chất ban đầu đã cho. 4. Biện luận các khả năng có thể xảy ra đối với các chất tạo thành trong phản ứng. 5. Tìm công thức hóa học bằng cách biên luận trong giải hệ phương trình. * Cần chú ý rằng biện luận chỉ là một khâu trong quá trình giải bài toán biện luận, do đó học sinh cần năm phương pháp chung để giải một bài toán hóa học là: + Đặt công thức của chất cần tìm + Đặt a,b, là số mol các chất ban đầu đề bài đã cho. 5 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com + Viết các phản ứng có thể xảy ra + Căn cứ vào các dữ liệu đề bài cho, lập hệ phương trình toán học dự vào công thức tính số mol, số gam, các chất. + Giải hệ chọn kết quả phù hợp. * Trong quá trình giảng dạy tôi thực hiện theo quy trình như sau: Hình thành cho học sinh từ kiến thức cơ bản đến khó, nhăm bồi dưỡng cho học sinh phát triển kỹ năng từ biết làm đến vận dụng linh hoạt và sáng tạo. Để bồi dưỡng mỗi dạng tôi thường thực hiện như sau: Thông qua những bài tập cơ bản và đơn giản, rồi rút ra nhưng nguyên tắc và phương pháp vân dụng, cuối cùng giao bài tập cho học sinh tự luyện với mức độ khó dần và kiểm tra việc làm của học sinh Sau đây là một số dạng bài tập tìm công thức hóa học, từ cách nhận dạng, kinh nghiệm giải quyết mà tôi đã thực hiện và đúc kết từ thực tế. DẠNG 1: BÀI TẬP TÌM CÔNG THỨC CỦA NGUYÊN TỐ HAY HỢP CHẤT CỦA NGUYÊN TỐ KHI BIẾT HÓA TRỊ CỦA NGUYÊN TỐ. Phương pháp chung: Đặt công thức của chất đã cho theo bài toán. Gọi a số mol, A là nguyên tử khối hay phân tủ khối của chất cần tìm Viết phương trình hóa học Lập phương trình, giải tìm khối lượng mol chất cần tìm, suy ra nguyên tử khối, phân tử khối của chất, từ đó xác đinh được nguyên tố hay hợp chất cần tìm Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 1,14 gam kim loại hóa trị II bằng 250 ml dung dịch H 2 SO 4 0,3M. Để trung hòa lượng axit dư cần dùng 60 ml dung dịch NaOH 0,5M, Xác định tên kim loại? Giải: Gọi R là công thức hóa học của kim loại hóa trị II Gọi a là số mol của R Số mol của H 2 SO 4 = 0,25.0,3 = 0,075 Số mol của NaOH = 0,06.0,5 = 0,03 PTHH: R + H 2 SO 4 RSO 4 + H 2 (1) 6 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com amol amol amol H 2 SO 4 + 2NaOH Na 2 SO 4 + H 2 O (2) 0,075-a 2(0,075-a) Theo (1) và (2) ta có 2(0,075-a)= 0,03 suy ra a= 0,6 Khối lượng mol của R = 1,44: 0,06 = 24, R là Mg Ví dụ 2: Cho vào nước dư 3g oxit của 1 kim loại hoá trị 1, ta được dung dịch kiềm, chia dung dịch làm hai phần bằng nhau: - Phần 1: Cho tác dụng hoàn toàn với 90 ml dung dịch HCl 1M, sau phản ứng dung dịch làm quỳ tím hoá xanh. - Phần 2: Cho tác dụng với V(ml) dung dịch HCl 1M sau phản ứng dung dịch không làm đổi màu quỳ tím Tìm công thức phân tử oxit. Giải: Gọi công thức oxit kim loại hóa trị I: M 2 O n HCl = 1.0,09 = 0,09mol Phương trình hóa học: M 2 O + H 2 O 2MOH (1) amol 2amol MOH + HCl MCl + H 2 O (2) Phần1: amol amol Do phần làm giấy quỳ tím hóa xanh nên dung dịch MOH còn dư nên HCl phản ứng hết nên theo PTHH (1) (2) ta có a > 0,09 mà n M2O = 3 2 16M + = a ⇒ 3 2 16M + > 0,09 suy ra M < 8,67 Là kim loại kiềm nên: M là Li Ví dụ 3: Hòa tan 8,7 gam một hỗn hợp gồm K và một kim loại M thuộc phân nhóm chính nhóm II trong dung dịch HCl dư thì thấy có 5,6 dm 3 H 2 ( ĐKTC). 7 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Hòa tan riêng 9 gam kim loại M trong dung dịch HCl dư thì thể tích khí H 2 sinh ra chưa đến 11 lít ( ĐKTC). Hãy xác định kim loại M. Giải: Đặt a, b lần lượt là số mol của mỗi kim loại K, M trong hỗn hợp Thí nghiệm 1: 2K + 2HCl → 2KCl + H 2 ↑ a a/ 2 M + 2HCl → MCl 2 + H 2 ↑ b b ⇒ số mol H 2 = 5,6 0,25 2 0,5 2 22,4 a b a b + = = ⇔ + = Thí nghiệm 2: M+ 2HCl → MCl 2 + H 2 ↑ 9/ M (mol) → 9/ M Theo đề bài: 9 11 22,4M < ⇒ M > 18,3 (1) Mặt khác: 39 . 8,7 39(0,5 2 ) 8,7 2 0,5 0,5 2 a b M b bM a b a b + = − + =   ⇔   + = = −   ⇒ b = 10,8 78 M− Vì 0 < b < 0,25 nên suy ra ta có : 10,8 78 M− < 0,25 ⇒ M < 34,8 (2) Từ (1) và ( 2) ta suy ra kim loại phù hợp là Mg Bài tập vận dụng: Bài 1: Cho 12 một Oxit kim loại hóa trị II phản ứng hoàn toàn với 0,6 mol HCl. Xác định tên kim loại đã dùng. Bài 2: Hòa tan 49,6 gam hỗn hợp gồm muối sunfat và muôi cacbonat của một kim loại hóa trị I vào nước thu được dung dịch A. Chia A lầm hai phàn bằng nhau. - Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch H 2 SO 4 dư thu được 2,24 lít khí ở đktc - Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch BaCl 2 dư thu được 43 g kết tủa trắng. a) Tìm công thức hóa học của 2 muối ban đầu. 8 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com b) Tính % về khối lượng của các muối trên có trong hỗn hợp? Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 27,4 gam hỗn hợp gồm M 2 CO 3 và MHCO 3 (M là kim loại kiềm) bằng 500 ml dung dịch HCl 1M thấy thoát ra 6,72 lít khí CO 2 (ở đktc). Để trung hòa lượng axit còn dư phải dùng 50ml dung dịch NaOH 2M a) Xác định 2 muối ban đầu b) Tính % về khối lượng của mỗi muối trên. DẠNG 2: BIỆN LUẬN TÌM CÁC CHẤT KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ THUỘC HAI CHU KỲ LIÊN TIẾP NHAU Phương pháp giải: Có thể đưa các bài toán này về dạng biện luận trong giải hệ phương trình, tuy nhiên bài giải sẽ dài dòng còn phải thêm bước biện luận. Với dạng toán này, phương pháp công thức trung bình rất hữu hiệu. Phương pháp này là phương pháp quy hỗn hợp về một chất đại diện, do vậy các phản ứng xảy ra đối với hỗn hợp xem như chỉ xảy ra với chất đại diện này. Lưu ý: trong phương pháp công thức trung bình, các số liệu về hỗn hợp (số mol, khối lượng, thể tích) xem như là số liệu riêng của chất đại diện. Ví dụ 1: Hòa tan 28,4 g hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại kiềm thổ bằng dung dịch HCl dư được 10 lít khí (54,6 0 C và 0,8604atm) và dung dịch X. a) Tính tổng số gam các muối trong dung dịch X. b) Xác định hai kim loại trên nếu chúng thuộc hai chu kì liên tiếp. Giải: a) Gọi công thức trung bình 2 muối cacbonat trên là ACO 3 Gọi a là số mol của hỗn hợp 2 muối này Ta có phản ứng: ACO 3 + 2 HCl ACl 2 + H 2 O + CO 2 a mol amol a mol Ta có hệ: a(A + 60) =28,4 a= 0,8604.10 0,082.326,6 = 0,3 Giải ra ta được: A = 34,6 9 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Vậy tổng khối lượng các muối trong dung dịch X = a(A+71) = 0,3(34,6+71) =31,7g b) Gọi A,B là khối lượng mol 2 kim loại trên, ta có: A < A < B A < 34,6 < B Chỉ có A=24 và B=40 là phù hợp Vậy hai kim loại trong muối là Mg và Ca Ví dụ 2: Cho 8 gam hỗn hợp gồm 2 hyđroxit của 2 kim loại kiềm liên tiếp vào H 2 O thì được 100 ml dung dịch X. Trung hòa 10 ml dung dịch X trong CH 3 COOH và cô cạn dung dịch thì thu được 1,47 gam muối khan. 90ml dung dịch còn lại cho tác dụng với dung dịch FeCl x dư thì thấy tạo thành 6,48 gam kết tủa. Xác định 2 kim loại kiềm và công thức của muối sắt clorua. Giải: Đặt công thức tổng quát của hỗn hợp hiđroxit là ROH, số mol là a (mol) Thí nghiệm 1: m hh = 10 8 100 ⋅ = 0,8 gam ROH + CH 3 COOH → CH 3 COOR + H 2 O (1) 1 mol 1 mol suy ra : 0,8 1,47 17 59R R = + + ⇒ R ≈ 33 vậy có 1kim loại A > 33 và một kim loại B < 33 Vì 2 kim loại kiềm liên tiếp nên kim loại là Na, K Có thể xác định độ tăng khối lượng ở (1) : ∆m = 1,47 – 0,8=0,67 gam ⇒ n ROH = 0,67: ( 59 –17 ) = 0,67 42 M ROH = 0,8 42 50 0,67 ⋅ ; ⇒ R = 50 –17 = 33 Thí nghiệm 2: m hh = 8 - 0,8 = 7,2 gam 10 [...]... một chất rắn không tan Xác định công thức của hai oxit đã dùng Cho hiệu suất các phản ứng đạt 100% DẠNG 4: TIM CÔNG THỨC HÓA HỌC BẰNG CÁCH BIỆN LUẬN CÁC KHẢ NĂNG XẢY RA ĐỐI VỚI CHẤT TẠO THÀNH SAU PHẢN ỨNG * Áp dụng đối với những bài toán mà chất tạo thành trong phản ứng do chưa xác định được tính chất hóa học rõ ràng (là kim loại hoạt động hay kém hoạt động), do đó học sinh thường lúng túng khí viết các. .. nghiên cứu tìm hiểu về mảng kinh nghiệm "tìm công thức hóa học của các chất vô cơ" bản thân tôi đã rút ra được một số điều như sau: Đây là một trong những dạng bài tập phức tạp và khó, cần có tư duy tốt và kĩ năng nhận biết chất, bản chất của vấn đề và từng bước mở rộng hiểu biết vấn đề đó Do vậy trong quá trình giảng dạy mảng kiến thức này cho học sinh, bản thân mỗi giáo viên cần trang bị cho các em tỉ... dạng biện luận tìm công thức hóa học thường gặp nhất trong các bài toán hóa học có biện luận, do số ẩn ít hơn số phương trình có trong hệ Phương pháp: Dạng này ta thường dùng các phép biện luận sau: Phép kẻ bảng nhằm chọn nghiệm phù hợp, thường dùng trong các bài toán về kim loại chưa rõ hóa trị; các bài toán có phương trình biểu diễn mối quan hệ giữa các nguyên tử khối, Phép dùng bất đẳng thức kép nhằm... sót mà học sinh thường mắc phải Như vậy nhiệm vụ của giáo viên không những tạo cơ hội cho học sinh rèn kỹ năng giải bài tậphóa học, mà còn xây dựng một nền tảng kiến thức vững chắc, hướng dẫn các em biết kết hợp nhuần nhuyễn những kiến thức kỹ năng hóa học với năng lực tư duy toán học C- KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 23 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Trong quá trình học tập,... tử khối của kim loại, , thường dùng số mol chất khảo sát không định được là bao nhiêu Ví dụ 1 Hòa tan hoàn toàn 11,7g một kim loại cần dùng 180ml dung dịch HCl nồng độ 2M Xác định kim loại đã dùng Gợi ý: Đặt công thức của kim loại và gọi hóa trị của kim loại, từ dữ kiện bài ra lập hệ phương trình, rồi biện luận theo hóa trị và tìm kết quả phù hợp Giải: Gọi M là tên kim loại và n là hóa trị của nó Giọi... lượng học sinh của lớp bồi dưỡng hiểu bài thao tác thành thạo dạng bài tập hoá học ngay tại lớp chiếm tỷ lệ cao - Giáo viên tiết kiệm được thời gian, học sinh tự giác, độc lập làm bài Phát huy được tính tích cực của học sinh - Dựa vào dạng phân loại bài tập này giáo viên có thể bồi đưỡng học sinh giỏi có hệ thống và khoa học được tiết kiệp được thời gian dạy trên lớp, tăng cường thời gian tự học của học. .. định công thức các muối DẠNG 3 : BIỆN LUẬN CÁC KHẢ NĂNG XẢY RA ĐỐI VỚI CÁC CHẤT BAN ĐẦU ĐÃ CHO * Đây là dạng toán thường gặp khi chất ban đầu chưa xác định được cụ thể tính chất hóa học (là kim loại hoạt động hay kém hoạt động ) nên ta phải xét từng khả năng có thể xảy ra với chúng Giải bài toán theo nhiều trường hợp và chọn ra kết quả phù hợp Ví dụ 1: Cho 7,22gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M có hóa. .. hoạt động hóa học Phần 1: n Fe = n H2 = 0,095mol Suy ra khối lượng của Fe = 0,095.56= 5,32> 3,16: vô lí! Ví dụ 2: Hỗn hợp A gồm CuO và một oxit của kim loại hóa trị II (không đổi) có tỉ lệ mol 1: 2 Cho khí H2 dư đi qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nóng thì thu được hỗn hợp rắn B Để hòa tan hết rắn B cần dùng đúng 80 ml dung dịch HNO 3 1,25M và thu được khí NO duy nhất Xác định công thức hóa học của oxit kim... có biện pháp để kích thích khả năng tự nguyện nghiên cứu, tìm tòi của các em Giáo viên phải thường xuyên kiểm tra, đánh giá, có biện pháp khắc phục kịp thời những sai lầm thiếu sót của học sinh Giáo viên nên biên soạn giáo án cho các tiết dạy ôn chia kiến thức thành các chuyên đề cụ thể, dạy sâu và chắc từng chuyên đề đó, từ đó tìm ra lôgic của các dạng bài tập khác nhau Trong quá trình thực hiện đề... loại Biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn Hướng dẫn Gợi ý để học sinh thấy được RO có thể bị khử hoặc không bị khử bởi H 2 tùy vào mức độ hoạt động của R HS: Phát hiện nếu R đứng trước Al thì RO không bị khử, suy ra chất rắn B gồm: Cu, RO Nếu R đứng sau Al trong dãy hoạt động hóa học của kim loại thì RO bị khử thì hỗn hợp răn B gồm: Cu và kim loại R Giải: Đặt công thức tổng quát của oxit kim loại . tìm công thức hóa học của các chất vô cơ. III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN Phương pháp giải bài tập tìm công thức hóa học được chia thành các dạng chính sau: 1. Tìm công thức hóa học của chất. tập " ;tìm công thức hóa học của các chất vô cơ& quot; 3 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com B- GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA VẤN ĐỀ: Dạng bài tập tìm công. bài tập từ kiến thức cơ bản đến nâng cao theo một trình tự lôgic, nhằm tạo cho học sinh tính tích cực tự giác ham học hỏi. Dạng bài tập " ;tìm công thức hóa học của các chất vô cơ& quot;. rất