BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH
HO THI THAM
PHẦN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI
BÀI TẬP PHẦN KIM LOẠI (CHƯƠNG TRÌNH LỚP 12 - THPT )
KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
VỊNH - 5/2009
Trang 2
MỤC LỤC
NỘI DUNG Trang
J001000 2 EE SEES EEE Ea EEE SEER EES 1 MỞ ĐẦU - 2L Q20 022012011221 11 101151115011 81118 1 181k 3
Pu 0: 04A 3
2 Lịch sử vấn đề nghiên CỨU << <2 S2 E22 E€£3 E23 E€2EEE+sEEeeseeesesss 4 3 Mục đích — Nhiệm vụ nghi1Ên CỨU - 55 E25 S32 9353535115555 54 4 4 DOi tuong NGHIEN CMU 20 4
5 Phương pháp nghiên CỨU - << < 5 s99 9 99 99.01 n0 mg 5 6 Nhitng dong gdp cla dé tad oo cc 5
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP HỐ HỌC 6
IN {i00 ai n0 8n e 6
1.2 Tác dụng của bài tập hố học - - 55 2211119553511 1E855351 5552552 6 I6 xi i8 i0 áo 6o 10
1.4 Hệ thống kết cấu chương trình sách giáo khoa phần kim loại lớp 12 12
CHƯƠNG 2: PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HỐ ;/06:7) 8.) ,07327 110 18 2.1 Cơ sở phân loại bài tập kim ÏOạI .- << 5 5< + + 3s + sesssss2 18 2.2 Phân loại và phương pháp giải bài tập kim loại - - - -««<s 19 2.2.1 Bài tập kim loại tác dụng VỚI HƯỚC . «<< < «5 S5 + +3 33525355 19 2.2.2 Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch kiểm . «<< <5 22 2.2.3 Bài tập kim loại mạnh khử oxit của kim loại yếu (phan ting nhiét MhOmM) :cccessccsssseccsssccsessceccsscceeesseecscnaeecseanecessansecsnaes 26 2.2.4 Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch axIt - - «<< <<s<+ 29 2.2.4.1 Một kim loại tác dụng với dung dịch Ì axXI -«- «5s s<- 30 2.2.4.2 Một kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit 33
2.2.4.3 Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch 1 axit - 35
2.2.4.4 Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit 38
2.2.5 Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối - - 41
Trang 3
2.2.5.1 Một kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối 41
2.2.5.2 Một kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp 2 muối 43
2.2.5.3 Hỗn hợp 2 kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối - 47
2.2.5.4 Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp muối 50
2.2.6 Bài tập điện phân - Xác định thế điện cực - -s-s<«««<<<+ 55 2.2.6.1 Điện phân nĩng chảy 1 chất hoặc dung dịch của 1 chất 56
2.2.6.2 Điện phân dung dịch chứa 2 chất khác nhau - - - -«- <2 58 2.2.6.3 Điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp ;Ì ¡00 .ốg.<®”®"^” 60
2.2.6.4 Tìm suất điện động của pin điện hố - Xác định thế điện cực của các KUM LOA L.A 61
2.2.7 Bài tập xác định tên kimm ÌOạ1 - - << << =5 «5 + 555 31333 53E535555555555355 63 2.2.7.1 Dựa vào cấu hinh electron suy ra tên kim loạI . «- << « «<2 63 00 63
2.2.7.3 Tính khoảng khối lượng mol M, 1 (a<M<b) của kim loại 66
2.2.7.4 Lập hàm số M = f(n) với n là hố trị của kim loại (n = 1 + 4) 69
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72
3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 72
3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm - 72
3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 72
3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 73
Phần kết luận SH nhe, 78
Tài liệu tham khuẢO S- SG G33 91135311113 81 18501518810 11885111035 1 nga 79
PHU LUC 1 oie cec coe coe coe coe soe cà cọ se se se se se se se se se seseeeeroeeo.Ọ, PHU LUC 2 cả soe cou cou cou en ten ven ener vevecs esses ave aeeaeeaee cesses cee ene9 PHU LUC 3 se css css css cou coe coe sue cassie cue cus cusses eee ees esace es eerece ver ces san sen san ereeee9O
Trang 4
MỞ ĐẦU
1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Chúng ta đang sống trong thời đại mà trình độ khoa học - cơng nghệ phát
triển nhanh chưa từng thấy và đã ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của mỗi
quốc gia, cũng như đến mọi hoạt động hàng ngày của mỗi cá nhân Trong thời kỳ đổi mới và hội nhập của nước ta hiện nay, việc đào tạo nên những con người thực
sự, năng động và giàu tính sáng tạo để họ thích ứng được với sự phát triển nhanh chĩng của xã hội là điều vơ cùng cần thiết
Điều 24 luật giáo dục cũng xác định “Phương pháp giáo dục phổ thơng phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, mơn học, bồi dưỡng phương pháp tự học ”
Theo tinh thần cơ bản đĩ, việc rèn luyện phương pháp tự học cho họ sinh cần được tiến hành trong suốt thời g1an các em ngồi trên ghế nhà trường thơng qua quá trình sư phạm đối với tất cả các mơn học nĩi chung và mơn học hố học nĩi riêng
Bài tập là một trong những phương tiện dạy hố học rất quan trọng và hiệu quả Điều mà các giáo viên cần quan tâm là làm thế nào để sử dụng bài tập hố học sao cho đạt hiệu quả cao nhất
Thực tế dạy học ở trường phổ thơng hiện nay, nhiều giáo viên cịn chưa tìm ra được câu trả lời nên dạy bài tập hố học như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất Thơng thường thì giáo viên ra bài tập và học sinh chỉ giải những bài tập đĩ sao cho ra kết quả Như vậy học sinh học một cách thụ động, năng lực làm việc khơng cao vì lượng kiến thức phải nắm rất nhiều Do đĩ địi hỏi giáo viên phải làm thế nào để thơng qua một bài tập học sinh cĩ thể nắm thêm được nhiều bài nữa Làm được
điều đĩ thì học sinh khơng những nắm được kiến thức chắc chắn ,sâu sắc và chủ
động mà cịn cĩ ý nghĩa rút ngắn thời gian nghiên cứu bài
Phần kim loại là một phần đĩng vai trị rất quan trọng trong chương trình hố học 12 Bài tập ở phần này rất nhiều khơng thể giải hết tất cả được Thực tế cho thấy thường các em chỉ giải những bài tập quen thuộc và lúng túng khi gặp những bài tập mới mặc dù khơng khĩ do các em khơng nhìn ra được dạng tốn, chưa biết
Trang 5vận dụng các phương pháp giải tốn Để các em cĩ thể giải tốt các bài tốn hố học thì phải rèn luyện cho học sinh cĩ kỹ năng làm bài tốt, nhận dạng nhanh loại bài tập để đưa ra được phương pháp giải thích hợp Vì các lí do trên chúng tơi lựa chọn đề tài “Phân loại và phương pháp giải bài tập kim loại?? làm khố luận tốt nghiệp
2 LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Đã cĩ nhiều cơng trình nghiên cứu về bài tập kim loại, nhiều sách tham khảo
về phân loại và phương pháp giải bài tập kim loại của các tác giả như Cao Cự Giác, Ngơ Ngọc An, Nguyễn Phước Hồ Tân đã được xuất bản
Một số luận văn về bài tập kim loại như:
- Xây dựng hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan phần kim loại (chương
trình lớp 12) - Nguyễn Thị Hải Yến - 2007
đã được bảo vệ tại khoa hố trường Đại học Vĩnh
3 MỤC ĐÍCH - NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU
3.1 Mục đích nghiên cứu
- Gĩp phần nâng cao chất lượng dạy và học hố học ở trường THPT
- Giúp giáo viên và học sinh cĩ cái nhìn hệ thống về bài tập kim loại,
phương pháp giải cho mỗi loại bài tập
3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu
- Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập hố học
- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chương trình hố học phổ thơng lớp 12
phần kim loại
- Phân loại và xây dựng phương pháp giải cho bài tập kim loại lớp 12
- Thực nghiệm sư phạm để xác định tính khả thi, hiệu quả của đề tài
4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
- Quá trình dạy và học hố học ở trường THPT
- Hệ thống các cách phân loại và các phương pháp giải bài tập nĩi chung và bài tập kim loại nĩi riêng ở trường THPT
Trang 6
5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Nghiên cứu lí thuyết về lí luận dạy học nĩi chung và lí luận về bài tập nĩi
riêng, nghiên cứu SGK, sách tham khảo về bài tập kim loại
- Điều tra cơ bản, phỏng vấn, dự giờ
- Thực nghiệm sư phạm
- Xử lí kết quả thực nghiệm bằng phương pháp thống kê
6 NHỮNG ĐĨNG GĨP CỦA ĐỀ TÀI 6.1 Về mặt lí luận
- Xây dựng được cơ sở lý luận của bài tập hĩa hoc, lam sang to tác dụng và vai trị to lớn của bài tập hĩa học đối với việc dạy và học hĩa học ở trường phổ thơng
- Dua ra hệ thống phân loại bài tập hố học nĩi chung va bài tập kim loại nĩi riêng, xây dựng phương pháp giải cho các dạng bài tập kim loại tương ứng
6.2 Về mặt thực tiễn
- Cung cấp hệ thống bài tập theo cách phân loại và đưa ra phương pháp giải cho các dạng bài phần kim loại lớp 12 cho giáo viên và học sinh
Trang 7
CHƯƠNG I
CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP HỐ HỌC
1.1 KHÁI NIỆM VỀ BÀI TẬP HỐ HỌC
Bài tập hố học là một hoặc nhiều vấn đề (câu hỏi hoặc bài tốn) mà người
giải quyết phải trả lời được thơng qua các hoạt động của tư duy
Mỗi loại bài tập cĩ tính chất và tác dụng riêng, tuy nhiên trong khuơn khổ cĩ hạn, luận văn chỉ trình bày loại bai tap định lương tức bài tốn hố học
Bài tập định lượng hay cịn gọi là bài tốn hố học là loại bài tập vừa cĩ tính hố học (cần dùng đến kiến thức hố học, ngơn ngữ hố học mới giải được) và vừa cĩ tính tốn học (cần dùng các kỹ năng tốn học mới giải được) Đối với học sinh, giải bài tập là một phương pháp học tập tích cực Để giải bài tốn hố học học sinh cần phải hiểu rõ các dữ kiện, các yêu cầu cần giải quyết, xác định các bước giải và các thao tác cần thiết Do đĩ khi giải bài tốn hố học, những kiến thức học sinh đã lĩnh hội trong quá trình học tập được củng cố, đào sâu, vận dụng Việc hồn thành và phát triển kỹ năng giải các bài tốn hố học cho phép thực hiện những mối liên hệ qua lại mới giữa các tri thức thuộc cùng một trình độ của cùng một năm học và thuộc những trình độ khác nhau của những năm học khác nhau cũng như giữa tri
thức và kỹ năng Thơng qua bài tập, giáo viên cĩ thể kiểm tra được khả năng tiếp
thu kiến thức của học sinh, đồng thời phát hiện những sai sĩt, yếu kém của học sinh mà qua đĩ cĩ kế hoạch rèn luyện kịp thời
1.2 TÁC DỰNG CỦA BÀI TẬP HỐ HỌC
1.2.1 Bài tập hĩa học cĩ tác dụng làm cho học sinh hiểu sâu hơn và làm chính xác hĩa các khái niệm đã học
Học sinh cĩ thể học thuộc lịng các khái niệm, các định luật, nhưng nếu khơng qua việc giải bài tập, học sinh chưa thể nào nắm vững những cái mà học sinh đã thuộc lịng Bài tập hĩa học sẽ rèn luyện cho học sinh kỹ năng vận dụng được các kiến thức đã học, biến những kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng của thầy thành kiến thức của chính mình
Trang 8
Ví dụ: Hồ tan 2,7g AI vào lượng dư dung dịch H,SO, chưa rõ nồng độ thấy thốt ra V lít (đktc) một khí A cĩ tỷ khối hơi so với H; là 17 Giá trị của V là
A 0,84 lít B 2,24 lít C 1,12 lit D 4,48 lit
Để giải bài tập này, học sinh phải rà sốt, nhớ lại các sản phẩm, lựa chọn khí
thích hợp và viết được phương trình phản ứng, cách cân bằng phương trình oxi hố - khử Từ đĩ học sinh học được phản ứng của AI với H,SO, đặc cĩ thể tạo ra nhiều
sản phẩm khử
1.2.2 Bài tập hĩa học đào sâu mở rộng sự hiểu biết một cách sinh
động phong phú mà khơng làm nặng nề khối lượng kiến thức của học sinh
Chỉ cĩ vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc Hơn nữa, một số bài tập với các tình huống cĩ vấn đề sẽ tạo hứng thú cho học sinh tiếp thu kiến thức được mở rộng hơn từ lý thuyết phản ứng đã học
Ví dụ: Hồ tan 28,7g Fe vào Vml dung dịch HNO; 1M thấy tao ra 6,72 lit khí khơng màu hố nâu trong khơng khí và một lượng chất rắn khơng tan cĩ khối lượng m gam Tìm giá trị của V và m
Phân tích: Với bài tập này, nếu học sinh hấp tấp vội vàng sẽ chỉ viết một phương trình phản ứng khử Fe -> Fe”, tìm ngay ra m và V Nhưng với học sinh
nắm chắc kiến thức thì sẽ nhận ra ngay đây là tình huống cĩ vấn đề khiến cho học
sinh phải đề phịng, suy xét Lúc này phản ứng: Fe” + Fe > Fe?" trong dãy điện hố sẽ được thực tế hố Đây cũng là cách mở rộng kiến thức ở bài tập vì khơng cĩ
thời gian đề cập nhiều ở bài giảng lí thuyết
1.2.3 Bài tập hĩa học củng cố kiến thức cũ một cách thường xuyên và hệ thống hĩa các kiến thức đã học
Kiến thức cũ nếu chỉ đơn thuần nhắc lại sẽ làm cho học sinh nhàm chán vì khơng cĩ gì mới và hấp dẫn Bài tập hĩa học sẽ ơn tập, củng cố và hệ thống hĩa kiến thức một cách thuận lợi nhất Một số đáng kể bài tập địi hỏi học sinh phải vận
dụng tổng hợp kiến thức của nhiều nội dung, nhiều chương, nhiều bài khác nhau
Qua việc giải các bài tập hĩa học này, học sinh sẽ tìm ra mối liên hệ giữa các nội dung của nhiều bài, chương khác nhau từ đĩ sẽ hệ thống hĩa kiến thức đã học
Trang 9
Ví dụ: Đối với chương trình 12 sau khi học xong bài Fe cĩ bài tập sau:
Chia m gam hỗn hợp A gồm Ba, AI, Fe thành 3 phần bằng nhau:
- Phần 1 cho tác dụng với nước dư thấy thốt ra 0,896 lít khí H; - Phần 2 cho vào dung dịch NaOH dư thấy cĩ 6,944 lít khí bay ra - Phần 3 cho vào dung dịch HCI dư thu được 9,184 lít khí
Tìm m và tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A Các khí đo ở đktc
Phân tích: ĐẺ giải được bài tập này, học sinh phải nắm được tính chất hố học của Fe và cả chương trước là kim loại kiểm thổ và nhơm Như vậy qua bài tập
này chúng ta đã giúp học sinh ơn lại kiến thức của phần trước cũng như phần vừa
học xong
1.2.4 Bài tập hĩa học giúp rèn luyện các kỹ năng về hĩa học
Các kỹ năng về hĩa học như:
- Kỹ năng sử dụng ngơn ngữ hĩa học
- Lập cơng thức, cân bằng phương trình hĩa học - Tính theo phương trình hố học
- Các tính tốn đại số: qui tắc tam suất, giải phương trình và hệ phương trình;
kỹ năng nhận biết các hĩa chất
- Kỹ năng giải từng loại bài tập khác nhau
Qua việc thường xuyên giải các bài tập hỗn hợp, lâu dần học sinh sẽ thuộc các kí hiệu hĩa học, nhớ hĩa trị, số ox1 hĩa của các nguyên tố,
1.2.5 Bài tập hĩa học tạo điều kiện để tư duy học sinh phát triển
Bài tập hĩa học phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện trí thơng minh cho học sinh Khi giải một bài tập, học sinh được rèn luyện các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, diễn dịch, qui nạp Và học sinh buộc phải nhớ lại các
kiến thức đã học mà cĩ liên quan đến đề bài, xác định mối liên hệ giữa những điều
kiện đã cho và yêu cầu của đề để tìm ra cách giải tối ưu nhất Qua đĩ tư duy của học sinh được phát triển, tính tích cực, độc lập của học sinh được nâng cao
Ví dụ : Cho 6,8g hỗn hợp Fe ,CuO tác dụng với HCI thu đựơc chất rắn B và dung dịch A Cho tiếp dung dịch HCI dư vào thì tan một phần cịn lại 1,28g chất rắn khơng tan Lọc bỏ chất rắn thêm NaOH dư vào và lọc kết tủa nung trong mơi
Trang 10
trường khơng cĩ khơng khí thu được Ĩg chất rắn Tìm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu
Phản tích: Để giải được bài tập này, học sinh phải nhớ lại tính chất hố hoc của kim loại, oxit kim loại khi cĩ tác dụng với axit khơng cĩ tính oxI hố Học sinh phải phân tích, lập luận được tại sao sau hai lần cho HCI vào thì cịn một chất rắn khơng tan mà đáng ra cả Fe và CuO đều tan hết trong HCI dư Đến đây học sinh phải dự đốn được chất khơng tan là Cu, nhưng Cu sinh ra từ đâu? Để trả lời câu hỏi này học sinh phải suy luận được các phương trình phản ứng khi cho Fe, CuO tác dụng với HCI thiếu Khi đĩ Fe, CuO tác dụng với HCI thiếu tạo ra FeCl,, CuCl,; Fe dư sẽ tiếp tục pu với CuCl, sinh ra Cu, vay trong chất rắn B cĩ Cu, cĩ thể cĩ
CuO dư, Fe dư Cho HCI dư vào chất B thì Fe và CuO dư tan hết, cịn lại Cu Từ
suy luận này học sinh sẽ tìm ra đuợc cách giải thích hợp
1.2.6 Tác dụng giáo dục tư tưởng
Khi giải bài tập hĩa học, học sinh được rèn luyện về tính kiên nhẫn, tính trung thực trong lao động học tập, tính độc lập, sáng tạo khi xử trí các vấn đề xảy ra Mặt khác, việc tự mình giải các bài tập hĩa học cịn giúp cho học sinh rèn luyện tinh thần kỉ luật, biết tự kiểm chế, cĩ cách suy nghĩ và trình bày chính xác, khoa học, nâng cao lịng yêu thích bộ mơn hĩa học Tác dụng này được thể hiện rõ trong tất cả các bài tập hĩa học Bài tốn hĩa học gồm nhiều bước để đi đến đáp số cuối cùng Nếu các em saI1 ở bất kì một khâu nào sẽ làm cho hệ thống bài toan bi sai
Ví dụ: Cho m, g hỗn hop gém Mg va Al vao m, g dung dich HNO, 24%
Sau khi các kim loại tan hết cĩ 8,96 lit hỗn hợp khí X gồm NO, N,O, N; (đkc)
thốt ra và được dung dịch A Thêm một lượng O, vừa đủ vào X, sau phản ứng được hốn hợp khí Y Dẫn Y từ từ qua dung dịch NaOH dư, cĩ 4,48lít hỗn hợp khí Z, đi ra (đkc) Tỷ khối của Z đối với H; bằng 20 Nếu cho dung dịch NaOH vào A để được lượng kết tủa lớn nhất thì thu được 62,2 g kết tủa
Tính m;¡, m; Biết lượng HNO, đã lấy dư 20% so với lượng cần thiết
Phản tích: Đề giải được bài tập này học sinh phải thực hiện từng bước một các phản ứng, nhìn nhận bản chất vấn đề để tìm ra cách giải thích hợp, nếu học sinh hấp tấp, vội vàng, tính sai ở bất kì bước nào thì cả hệ thống bai toan sé sai
Trang 11
Bài tập hĩa học cĩ nội dung thực nghiệm cịn cĩ tác dụng rèn luyện tính cẩn thận, tuân thủ triệt để qui định khoa học, chống tác phong luộm thuộm dựa vào kinh nghiệm lặt vặt, chưa khái quát, vi phạm những nguyên tắc của khoa học
1.2.7 Giáo dục kĩ thuật tổng hop
Bộ mơn hĩa học cĩ nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp, cịn bài tập hĩa học thì tạo điều kiện cho nhiệm vụ này phát triển vì những vấn đề kỹ thuật của sản xuất được chuyển tải thành nội dung trong các bài tập hĩa học như: hiệu suất, cách
khảo sát thành phần hỗn hợp chất, quy trình sản xuất H;SO,, HNO¿, bài tốn
nhiệt nhơm, sản xuất gang thép,
Ví dụ: Tính khối lượng quặng chứa 92,8% Fe,O, để sản xuất 10 tấn gang chứa 4% cacbon và 1 số tạp chất biết hiệu suất của quá trình là 87,5%
Phân tích: Với bài tập này học sinh phải hiểu được gang cĩ thành phần chủ yếu là gì, biết được nguyên liệu sản xất gang và hiểu được các quá trình sản xuất trên thực tế khơng đạt hiệu suất 100%
Bài tập hĩa học cịn cung cấp cho học sinh những số liệu lý thú của kĩ thuật,
những số liệu mới về phát minh, về năng suất lao động, về sản lượng ngành sản
xuất giúp học sinh hịa nhịp với sự phát triển của khoa học, kĩ thuật thời đại mình đang sống
Chính vì các tác dụng của bài tập hĩa học kể trên, chúng ta với tư cách là người giáo viên, phải rèn luyện cho học sinh khả năng giải bài tập hĩa học thường xuyên để học sinh phát triển tư duy, nâng cao kiến thức và đặc biệt là càng thêm tự tin và hứng thú học tập mơn hĩa học
1.3 PHAN LOAI BÀI TẬP HĨA HỌC
Hiện nay cĩ nhiều cách phân loại bài tập khác nhau trong các tài liệu giáo
khoa Vì vậy cần cĩ cách nhìn tổng quát về các dạng bài tập dựa vào việc nắm chắc
các cơ sở phân loại
1.3.1 Phân loại dựa vào nội dung tốn học của bài tập e Bài tập định tính (khơng cĩ tính tốn)
e Bai tap định lượng (cĩ tính tốn)
Trang 12
1.3.2 Phân loại dựa vào hoạt động của học sinh khi giải bài tập e Bài tập lý thuyết (khơng cĩ tiến hành thí nghiệm)
e Bai tap thực nghiệm (cĩ tiến hành thí nghiệm)
1.3.3 Phân loại dựa vào nội dung hĩa học của bài tập e Bài tập hĩa đại cương
e Bài tập hĩa vơ cơ e Bài tập hĩa hữu cơ
1.3.4 Dựa vào nhiệm vụ và yêu cầu của bài tập e Bài tập cân bằng phương trình phản ứng
e Bài tập viết chuỗi phản ứng e Bài tập điều chế
e Bai tap nhận biết
e Bài tập xác định thành phần hỗn hợp
e Bai tap lap CTPT
e Bai tap tim nguyén t6 chua biết
1.3.5 Dựa vào khối lượng kiến thức, mức độ đơn giản hay phức tạp của bài tập
e Bài tập dạng cơ bản
e Bài tập tổng hợp
1.3.6 Dựa vào cách thức tiến hành kiểm tra e Bài tập trắc nghiệm
e Bai tap tu luận
1.3.7 Dựa vào phương pháp giải bài tap e Bài tập tính theo cơng thức và phương trình e Bài tập biện luận
e Bài tập dùng các giá trị trung bình 1.3.8 Dựa vào mục đích sử dụng
e Bài tập dùng kiểm tra đầu giờ
Trang 13
e Bai tap dùng củng cố kiến thức
e Bài tập dùng ơn tập, ơn luyện, tổng kết e Bài tập dùng bồi dưỡng học sinh giỏi
e Bài tập dùng phụ đạo học sinh yếu
Mỗi cách phân loại cĩ những ưu và nhược điểm riêng của nĩ, tùy mỗi
trường hợp cụ thể mà giáo viên sử dụng hệ thống phân loại này hay hệ thống phân loại khác hay kết hợp các cách phân loại nhằm phát huy hết ưu điểm của nĩ
1.4 HỆ THỐNG KẾT CẤU CHƯƠNG TRÌNH SÁCH GIÁO KHOA PHẦN KIM LOẠI LỚP 12
1.4.1 Sách giáo khoa hố học 12 - Nâng cao: gồm 3 chương
Chương 5: Đại cương về kim loại
loại e Bai 19: Bai 20: Bai 21: Bai 22: Bai 23: Bai 24: Bai 25: Bai 26: Bai 27:
Kim loai va hop kim Day dién hoa kim loai
Luyện tap: Tinh chất của kim loại Sự điện phân
Sự ăn mịn kim loại
Điều chế kim loại
Luyện tập: Sự điện phân - Sự ăn mịn kim loại - Điều chế kim
Bài thực hành 3: Dãy điện hố của kim loại - Điều chế kim loại Bài thực hành 4: Ăn mịn kim loại - Chống ăn mịn kim loại Mục tiêu chương
s* Kiến thức:
> Giúp học sinh biết được vị trí các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hồn, tính chất và ứng dụng của hợp kim, một số khái niệm mới trong chương về pn điện hố học, sự điện phân
> Giải thích được tính chất vật lý và hố học chung của kim loại, ý nghĩa của dãy điện hố chuẩn, các phản ứng hố học xảy ra trên pin điện hố và
Trang 14
quá trình điện phân chất điện ly, điều kiện, bản chất sự ăn mịn điện hố, biện pháp chống ăn mịn kim loại, hiểu được các phương pháp điều chế kim loại cụ thể
% Kỹ năng : Biết vận dụng dãy điện hố chuẩn của kim loại, tính tốn khối lượng, lượng chất liên quan đến quá trình điện phân, thực hiện các thí nghiệm trong chương
s* Tình cảm thái độ: Cĩ ý thức vận dụng các biện pháp bảo vệ kim loại trong đời sống và lao động của các cá nhân và cộng đồng xã hội
Chương 6: Kim loại kiềm - Kim loại kiềm thổ - Nhơm
e Bai 28: Kim loại kiểm
e Bai 29: Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiểm e© Bài 30: Kim loại kiểm thổ
e Bài 31: Một số chất quan trọng của kim loại kiểm thổ e Bài 32: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiểm thổ e Bài 33: Nhơm
e Bai 34: Mot s6 hop chất quan trọng của nhơm
e Bài 35: Luyện tập: Tính chất của nhơm và hợp chất của nhơm
e Bài 36: Bài thực hành 5: Tính chất của kim loại kiểm, kim loại kiểm thổ và hợp chất của chúng
e Bai 37: Bài thực hành 6: Tính chất của nhơm và hợp chất của nhơm
Mục tiêu chương
s%* Kiến thức:
> Hoc sinh biết vị trí, cấu hình electron nguyên tử, ứng dụng của kim
loại kiểm, kim loại kiểm thổ, nhơm và một số hợp chất quan trọng của chúng, tác hại và biện pháp làm mềm nước cứng
> Học sinh hiểu: Tính chất hố học của kim loại kiểm, kiểm thổ, nhơm và một số hợp chất của Na, Ca và AI Phương pháp điều chế kim loại kiềm, kiểm
thổ, nhơm
** Kỹ năng:
Trang 15
> Tim hiểu tính chất chung của nhĩm nguyên tố theo quy trình dự đốn tính chất - Rút ra kết luận
> Viết các phương trình hố học biểu diễn tính chất hố học của chất
> Thiết lập mối liên hệ giữa tính chất và ứng dụng > Giải được các bài tập cĩ liên quan trong chương
% Tình cảm thái độ: Vận dụng các kiến thức về kim loại kiểm, kiêm thổ, nhơm để giải thích hiện tượng và giải quyết một số vấn đề thực tiễn sản xuất
Chương 7: Crơm - Sat - Dong
e Bài 38: Crơm
e Bài 39: Một số hợp chất của crơm
e Bài 40: Sắt
e Bài 4l: Một số hợp chất của sắt e Bai 42: Hop kim của sắt
e Bai 43: Déng va mét số hợp chất của đồng
e Bài 44: Sơ lược về một số kim loại khác
e Bài 45: Luyện tập: Tính chất của crơm, sắt và những hợp chất của chúng
e Bài 46: Luyện tập tính chất của đồng và hợp chất của đồng - Sơ lược
về các kim loai Ag, Au, Ni, Zn, Sn, Pb
e Bài 47: Bài thực hành 7: Tính chất hố học của crơm, sắt, đồng và
những hợp chất của chúng Mục tiêu chương
s%* Kiến thức:
> Hoc sinh biết cấu tạo nguyên tử và vị trí một số kim loại chuyển tiếp trong bảng tuần hồn
> Cau tao don chat của một số kim loại chuyển tiếp
> HS hiểu sự xuất hiện các trạng thái oxi hố, tính chất lý hố học của một số đơn chất và hợp chất, sản xuất và ứng dụng của một số chất
Trang 16
% Kỹ năng: Vận dụng kiến thức để giải thích tính chất của các chất, phương
pháp đốn và so sánh để tìm hiểu tính chất của các chất
s* Tình cảm, thái độ: Yêu quý thiên nhiên và bảo vệ tài nguyên khống sản, vận dụng kiến thức đã học để khai thác, giữ gìn và bảo vệ mơi trường
1.4.2 Sách giáo khoa hố học 12 - Cơ bản: Gồm 3 chương
Chương V: Đại cương về kim loại
e Bai 17: Vi trí của kim loại trong bảng tuần hồn và cấu tạo của kim loại
e Bài 18: Tính chất của kim loại Dãy điện hố của kim loại e Bài 19: Hợp kim
e Bai 20: Su 4n mon kim loại
e Bai 21: Diéu ché kim loai
e Bai 22: Luyén tap: Tinh chat cua kim loai
e Bai 23: Luyén tập: Điều chế kim loại và sự ăn mịn của kim loại e Bai 24: Thực hành: Tính chất, điều chế kim loại, sự ăn mịn kim loại Mục tiêu chương
s%* Kiến thức:
> HS biết vị trí, đặc điểm về cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lý và hố
học chung của kim loại, dãy điện hố kim loại, khái niệm về hợp kim và cấu tạo
của hợp kim, các phương pháp điều chế kim loại
> HS hiểu nguyên nhân gây ra tính chất vật lý, hố học của kim loại ** Kỹ năng: Rèn luyện kỹ năng từ cấu tạo của nguyên tử kim loại suy ra
tính chất, giải bài tập về kim loại, làm những thí nghiệm đơn giản về kim loại
Chương VI: Kim loại kiềm - Kim loại kiềm thổ - Nhơm
e Bài 25: Kim loại kiểm và hợp chất quan trọng của kim loại kiểm
e Bai 26: Kim loại kiểm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiểm
e Bài 27: Nhơm và hợp chất của nhơm
Trang 17
e Bai 28: Luyén tap: Tinh chat cla kim loại kiểm, kim loại kiểm thổ va
hợp chất của chúng
e Bài 29: Luyện tập: Tính chất của nhơm và hợp chất của nhơm
e Bài 30: Thực hành: Tính chất của natri, maglê, nhơm và hợp chất của chúng
Mục tiêu chương
% Kiến thức:
> HS biết vị trí, cấu tạo nguyên tử, tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiểm thổ và nhơm, tính chất và một số ứng dụng các hợp chất quan trọng của kim
loại kiểm, kiểm thổ, nhơm
> HS hiểu nguyên nhân gây ra tính khử mạnh của kim loại kiểm, kiểm
thổ, nhơm
** Kỹ năng: Từ cấu tạo nguyên tử suy ra tính chất, giải bài tập về kim loại kiểm, kiểm thổ, nhơm, tiến hành một số thí nghiệm đơn giản
s* Tình cẩm thái độ: Cĩ thái độ tích cực, tự giác trong học tập
Chuong VII: Sat va một số kim loại quan trọng
Bài 31: Sắt
Bài 32: Hợp chất của sắt Bài 33: Hợp kim của sắt
Bài 34: Crơm và hợp chất của crơm
Bài 35: Đồng và hợp chất của đồng
Bài 36: Sơ lược về niken, kẽm, chì, thiếc
Bài 37: Luyện tập: Tính chất hố học của sắt và một số hợp chất của
sắt
e Bài 38: Luyện tập: Tính chất hố học của crơm, đồng và một số hợp chất của chúng
e Bai 39: Thực hành: Tính chất hố học của sắt, đồng và hợp chất của
sắt, đồng
Mục tiêu chương:
Trang 18
s* Kiến thức:
> Hoc sinh biết vị trí, cấu tạo nguyên tử, tính chất của sắt và một số hợp
chất quan trọng của sắt
> Thành phần, tính chất và ứng dụng của gang, thép Tính chất và ứng dụng của crơm, đồng, niken, kẽm, chì, thiếc
> Học sinh hiểu nguyên nhân gây ra tính chất hố học cơ bản của hợp chất sắt (II) và sắt (II)
** Kỹ năng:
> Từ cấu tạo nguyên tử suy ra tính chất
> Giải bài tập về sắt và một số hợp chất
> Tiến hành một số thí nghiệm đơn giản s* Tình cảm, thái độ:
> Cĩ thái độ tích cực, tự giác, hợp tác trong học tập
> Cĩ ý thức bảo vệ những đồ vật bằng sắt (chống gi)
Trang 19
CHUONG 2
PHAN LOAI VA PHUONG PHAP GIAI BAI TAP HOA HOC
PHAN KIM LOAI
2.1 CƠ SỞ PHÂN LOẠI BÀI TẬP KIM LOẠI
Nội dung kiến thức hố học về kim loại thuộc phần vơ cơ ở sách giáo khoa hố học lớp 12 Kiến thức ở phần này nhiều nhưng học sinh cũng đã nắm được sơ lược một số phần thơng qua các chương của hố học vơ cơ ở lớp dưới Tuy nhiên học sinh chưa cĩ cái nhìn tổng quát về bài tập kim loại, các dạng bài tập và phương
pháp giải cụ thể cho từng loại Thực tế trường phổ thơng, số tiết hĩa trong tuần ít,
phần lớn dùng vào việc giảng bài mới và củng cố các bài tập cơ bản trong sách giáo khoa Bài tập giáo khoa mở rộng và các bài tập tốn chỉ được đề cập ở mức thấp
Khi đọc đề bài tập hĩa nhiều học sinh bị lúng túng khơng định hướng được cách
giải, nghĩa là chưa hiểu rõ bài hay chưa xác định được mối liên hệ giữa giả thiết và cái cần tìm Các nguyên nhân làm học sinh lúng túng và sai lầm khi giải bài tập:
- — Chưa hiểu một cách chính xác các khái niệm, ngơn ngữ hĩa hoc (vi dụ như: nồng độ mol, dung dịch lỏng, đặc, vừa đủ, .)
- — Chưa thuộc hay hiểu để cĩ thể viết đúng các phương trình phản ứng,
chưa nắm được các định luật cơ bản của hĩa học
- — Chưa thành thạo những kỹ năng cơ bản về hĩa học, tốn học (cân bằng phản ứng, đổi số mol, V, nồng độ, lập tỉ lệ, .)
- — Chưa nhìn ra được dạng tốn để tìm ra được mối tương quan giữa các
giả thiết, giả thiết với kết luận để cĩ thể lựa chọn và sử dụng phương pháp thích
hợp đối với từng bài cụ thể
Cũng như với bài tập hố học nĩi chung, bài tập kim loại nĩi riêng cũng cĩ
nhiều cách phân loại khác nhau
2.1.1 Dựa vào nội dung
Trang 20
o Bai tap đại cương về kim loại
o_ Bài tập kim loại phân nhĩm chính nhĩm IA o Bai tap kim loại phân nhĩm chính nhĩm IIA
o Bai tap vé kim loại nhơm và hợp chất của nĩ o_ Bài tập về kim loại chuyển tiếp (Cr — Fe — Cu) 2.1.2 Dựa vào phương pháp giải bài tập
o Bai tap 4p dụng định luật bảo tồn electron
o_ Bài tập áp dụng định luật bảo tồn khối lượng, tăng giảm khối lượng o_ Bài tập dựa vào các giá trị trung bình
o_ Bài tập áp dụng định luật bảo tồn điện tích o Bai tap tinh theo cơng thức và phương trình o Bai tap sử dụng phương pháp ghép ẩn số
2.1.3 Dựa vào tính chất của kim loại
o Bai tap kim loại tác dụng với nước
o Bai tap kim loại tác dụng với dung dịch kiểm o Bai tap kim loai tac dụng với axít
o Bai tap kim loại tác dụng với muối
o Bai tap về xác định thế điện cực, điện phân, định luật Faraday ©_ Bài tập xác định tên kim loại
Mỗi cách phân loại đều cĩ những ưu điểm riêng của nĩ Tuy nhiên cách phân loại theo tính chất của kim loại phù hợp khi giảng dạy tất cả các chương của kim loại, mặt khác chưa cĩ một tác giả nào thật sự đi sâu nghiên cứu theo cách phân loại này Vì thế luận văn của chúng tơi xin trình bày theo cách phân loại thứ 3 tức phân loại theo tính chất của kim loại
2.2 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP KIM LOẠI
2.2.1 Bài tập kim loại tác dụng với nước Phương pháp giải:
Tuỳ thuộc vào bản chất kim loại
* Với kim loại nhĩm IA (L1, Na, K ), Ca, Ba, Sr thì phản ứng ở điều kiện
thường va cho ra bazơ kiềm, giải phĩng hiđro:
Trang 21
M + nHO —> M(OH), + “=H,
2
* Với kim loại là Nhơm thì cĩ xảy ra phản ứng nhưng do Al(OH), két tua bám vào AI ngăn cách khơng cho nhơm tiếp xúc với nước nên phản ứng ngừng lại
* Với Mg thì phản ứng với nước ở nhiệt độ cao phản ứng mãnh liệt: Mg + HO ——› MgO + H,
* Với kim loại Fe thì phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao:
3Fe + 4HO —> Fe,O, + 4H, (khoảng 570C)
Fe + HO —> FeO + H, (trén 570°C)
Tuy nhiên trong các bài tốn hố học thường chỉ gặp các dạng tốn liên quan đến kim loại tan trực tiếp trong nước, vì thế khi giải cần chú ý các điểm sau:
PTTQ: M + nH,O —>» M(H), + 2H, †
Nhận xéí: Nếu dùng một mol kim loại thì số mol nguyên tử H giải phĩng bằng hố trị của kim loại hoặc số mol H; giải phĩng bằng 2 s6 mol OH tao ra
x toe ye ` 1
= số mol H; giải phĩng là: n„ = 7 uA
Nhận xét này giúp ta giải nhanh trong một số trường hợp mà khơng cần phải viết phương trình phản ứng
- Nếu bài tốn cho nhiều kim loại tan trực tiếp trong nước tạo dung dịch
kiểm và sau đĩ lấy dung dịch kiểm tác dụng với hỗn hợp axit thì nên viết các phản ứng xảy ra ở dạng ion để giải
Ví dụ I: Hồ tan mẫu hợp kim Ba - Na vào nước được dung dịch A và cĩ 13,44 lít khí H; bay ra (đktc) Cần dùng bao nhiêu ml HCI 1M để trung hồ hồn
tồn nọ dung dịch A?
A 120ml B 1200ml C 60ml D 600ml Phan tich: ny, = 0,6 (mol)
Nhan xét Noy~ = 2ny, = 1,2(mol)
=> Naq = Nyt = Mo = —.1,2 = 0,12 (mol) > Vy, = 0,12 @) = 120 ml
Dap an A
Trang 22Ví dụ 2: Cho 2g Ca vào 198,1g H;O được dung dịch cĩ nồng độ % là
A.1% B.185% C.2% D 1,84%
Phân tích: nạ, = 0,05 mol => nụ = 22, = 0,05 (mol) > my, = 2 + 198,1 — 0,05.2 = 200(g) Myon, = 0405.74 = 3,7 (g)
=> C% = 2" 100% = 1,85% -› Đáp án B
200
Nhận xét: Khi tính nồng độ phân trăm cần chú ý khối lượng dung dịch sau phản ứng cĩ thể bị thay đổi do cĩ chất kết tủa hoặc bay hơi
Vi du 3: Cho 0,69g Na vào 100ml dung dịch HCI cĩ nồng độ C (mol/l) Kết thúc phản ứng thu được dung dịch A Cho lượng dư dung dịch CuSO, vào dung dịch A thu được 0,49g một kết tủa Trị số của C là
A 0,25M B 0,3M C.0,4 M D 0,2M
Phân tích: Ta cĩ: Ny, = 0,03 (mol)
Na + dd HCI auc, —2 NaCl, NaOH —“=-> cu(on), J Novox, = 9,005 (mol) > Dyson = 2Ngyox, = 9,01 (mol)
> Dy = 0,03 — 0,01 = 0,02 = nyg
=> Ciq =0,2M Đáp án D
Nhận xét: Khi cho các kim loại cĩ khả năng tan trong nước vào dung dịch axit thi kim loại phản ứng với axit trước, sau đĩ nếu axit hết kim loại mới tiếp tục phản ứng với nước
Ví dụ 4: Hịa tan 8,15g hỗn hợp 2 kim loại kiểm Na và K vào H;O được
dung dịch A
a Để xác định lượng bazơ kiểm trong dung dịch A cần chuẩn bị tối thiểu
bao nhiéu ml dung dich HCl 1M?
b Dé trung hịa dung dich A cần dùng 250ml HCI 1M Xác định khối lượng
mỗi kim loại trong hỗn hợp
Phân tích:
a Vụ tối thiểu cần chuẩn bị :
Đặt M thay cho K, Na (M cũng là nguyên tử lượng trung bình)
Trang 23
M + H,0 — >» MOH + „H,† (1)
M OH + HCl —> MCI +H,0 (2)
Theo (1) va (2) Nyc = DOH = DM
Lượng HCI tối thiểu cần chuẩn bị là lượng HCI mà trong trường hợp nhiều
nhất cĩ khả năng dùng tới thì vẫn đáp ứng đủ, tức n:„ max
vi 23 <M <39 => <5 <n < 5 © 0,209 <n_ < 0,354
Vậy lượng HCl t6i da cĩ khả năng sẽ dùng tới là n,„; = 0,354(mol)
= Vict 1M cin chun bi = 9,354 () = 354 ml
b lacĩ = ny =0,25 mol
Theo (1) va (2) > n_ =0,25mol = ny, + ng =0,25mol ny, = 0,1 mol
Ma 23.n,, + 39.ny = 8,15 } 5 { >m,,= 2,3g My = 5,85g
ny = 0,15 mol
2.2.2 Bai tap kim loai tac dung véi dung dich kiém
Phương pháp giải:
* Kim loại tác dụng với dung dịch kiêm thực ra là kim loại tác dụng với nước tạo ra hiđroxit, sau đĩ hiđroxit lưỡng tính mới tác dụng với bazơ kiềm
* Với các kim loại như AI, Zn, Be, Pb thì đều cĩ tính chất trên PTTQ:
M + nHạO —>M(OH)n +nj›; Hạ
M(OH), + (4-n)NaOH+>Na,,MO, + 2H;O
M + (n-2)HạO + (4-n)NaOH->Na¿y,MO; + n/>H,
Nhận xét: - Số mol H, giải phĩng: nụ, = “.ny
n
- Néu bài tốn cho hồ tan kim loại kiểm A và 1 kim loại B hố trị n vào
nước thì cĩ thể cĩ 2 trường hợp sau xảy ra:
+ B là kim loại tan trực tiếp trong nước (Ba, Ca) + B là kim loại cĩ hidroxIt lưỡng tính
Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm hai kim loại Al, Ba Cho lượng dư nước vào 4,225g
hỗn hợp A, khuấy đều để phản ứng xảy ra hồn tồn thấy cĩ chất khí thốt ra, phần
Trang 24chất rắn cịn lại khơng bị hồ tan hết là 0,405g Khối lượng mỗi kim loại AI, Ba
trong 4,225g hỗn hợp A lần lượt là
A 1,485g và 2,74g B 0,405g và 3,82g
C 1,03g và 3,195g D 2,16g và 2,065g
Phân tích: Cho hỗn hợp AI và Ba vào H;O dư thì trước hết Ba phản ứng hết
với nước tạo dung dịch kiểm, sau đĩ AI phản ứng với dung dịch kiểm Do sau phản ứng vẫn cịn chất rắn nên AI dư, Ba(OH), đã hết
PTPU: Ba + 2H,O —> Ba(OH), = H,T
a a
Sau đĩ: Ba(OH), + 2AI + 2H;O -> Ba(AIO,), + 3H; †
a 2a
Ta c6: 137a + 2a.27 + 0,405 = 4,225 = a=0,02
=> m,, = 0,02.137 = 2,74g > m, = 4,225 — 2,74 = 1,485g
Dap an A
Ví dụ 2: Cho 31,2g hỗn hợp bột Al va ALO, tác dụng với dung dịch NaOH dư thu được 16,8 lít khí H; (0ˆC và 0,8 atm) Khối lượng A1,O: trong hỗn hợp ban đầu là
A 10,8g B 16,2g C 20,4g D 15g
Phân tích: Số mol khí thốt ra là do AI phản ứng với dung dịch NaOH, từ
đĩ tính được khối lượng của Al cĩ trong hỗn hợp, suy ra khối lượng Al,O, dễ dàng
0,8.1,68 _ ~ 2
Dy, = 273.0,082 = 0,6 (mol) Ma ĐẠI = 3 ‘Ny,
=> Ng, =0,4(mol) > myo, = 31,2 —0,4.27 = 20,48 Dap an C Vi du 3: Hoa tan hét 26g mét kim loai M vao dung dich Ba(OH), cé mét khí thốt ra và khối lượng dung dịch tăng 25,2g M là
A.K B AI C Ba D Zn Phản tích:
- Cách giải thơng thường:
Mad sau pu = Mag gay + My — My, ~> My, = 26 - 25,3 = 0,82
Trang 25
Xét 2 trường hợp M là kim loại tan trược tiếp trong nước hoặc M là kim loại luỡng tính tan trong dung dịch kiềm, viết ptpư cho các trường hợp và giải ra tìm ra phương trình liên hệ giữa khối lượng nguyên tử và hố trị của M
- Cách giải nhanh: Dùng phương pháp bảo tồn electron: Quá trình ox1 hố: Quá trình khử:
M - M™ + ne 2H* + 2e > Ht a n.a 0,8 0,4 => na=0,8 (1) Mặt khác: M.a = 26 (2) Từ (1) và (2) > M = 32,5n Đáp án D Nghiệm thoả mãn: n = 2, M = 65 -> M là Zn
Vi du 4: Hồ tan 0,3 mol hỗn hợp gồm AI và Al,C, vao dung dich KOH du thu được V lít khí (đktc) và dung dịch X Sục CO; dư vào dung dịch X thu được 46,8g kết tủa Tìm giá tri của V 2
Phán tích: Gọi a, b lần lượt là số mol AI và AlL,C; cĩ trong hỗn hợp Khi cho
hỗn hợp vào dung dịch KOH thì tạo ra hỗn hợp khi CH, va H, :
AI+ KOH+H,O ——> KAIO, + 2H,†
PTPƯ:
3
a a =a
2
AlL,C; + 4KOH +4H,O ——> 4KAIO, + 3CH,†
b 4b 3b
KAIO,+CO,+H,O ——> K,CO; + AI(OH), Ỷ
a +4b a +4b
Ta cĩ: a+b=043 (1)
~ z 46,5
Mặt khác: HẠton›, = a+ 4b = 7 = 0,6(mol) (2) Từ (1) và (2) ta suy ra a= 0,2 (mol); b = 0,1(mol)
> Dy, = sa=03 mol Noy , = 3b = 0,3 mol => V=(0,3 + 0,3)22.4 = 13,4(lit)
LOP 46A — HOA - DH VINH
Trang 26Cách giải nhanh: Ta khơng viết ptpư mà biểu diễn các quá trình xảy ra
bằng sơ đồ rồi áp dụng định luật bảo tồn nguyên tố để tìm ra số mol mỗi chất
trong hỗn hợp:
Al, ALC, —““>H, 7, CH,†1,KAIO, —“““^2 >y AI(OH), {
Ta cĩ:a+ b =0,3 (1)
Mặt khác áp dụng định luật bảo tồn nguyên tố ta lại cĩ: fAtow›, = HẠi + 4nẠ¡y,c, =0,6 (2)
Từ (1) và (2) ta suy ra a = 0,2 mol b = 0,1mol
= nụ = sa = 0,3 mol Noy, = 3b = 0,3 mol
=> V=(0,3 + 0,3)22,4 = 13,4 (lit)
Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm 2 kim loại kiểm A và B thuộc 2 chu kỳ liên tiếp và 1 kim loại kiểm thổ M Lấy 16,5g X chia thành 2 phần bằng nhau :
- Phần 1 tác dụng hết với H;O thấy tạo ra 3,92 lít H; (đkc) - Phần 2 trộn thêm bột Zn rồi hịa tan vào H,O
Tính khối lượng bột Zn tối đa cĩ thể trộn để hỗn hợp ở phần 2 tan hồn tồn trong H,O và tìm khối lượng hỗn hợp muối zincat thu được
Giải: 3 kim loại và kiểm thổ đều tan được trong nước:
A+HO ——> AOH + 2H, t (1) B+H,O — > BOH + 5 Hb t (2) M+2HO —>M(OH, + H, † @) Từ (1), (2) và (3) = nạ, = 50 OH™ 3,92 => n_ =2n, =2,“ = 0,35 mol OH Mo 22,4 Xét phan 2: Zn+ 20H — > ZnO, + H,†_ (4) 0,35 2 1 > Han — 2 Don => M,, = 65 = 11,375 g Ta biết : ở phản ứng (4) :
+ Kim loại chuyển hết vào muối (ở dang ion kim loại)
Trang 27+ Zn chuyền hét vao mudi (6 dang ZnO,” )
= bảo tồn khối lượng và bảo tồn nguyên tố, ta cĩ :
_16,5 + n (65+32) = 25,225¢g
Mnusi zincat — Myr + TH o,2- ZnO;?~
Vậy khối lượng mối tạo thành là 25,225g
2.2.3 Bài tập kim loại mạnh khử oxit của kim loại yếu (phản ứng nhiệt nhơm)
Các kim loại mạnh cĩ thể khử được kim loại yếu ra khỏi oxit của nĩ
PTTQ: M+M',O, —› M;O, +M'
Dk: M' đứng sau AI và M đứng trước M' trong dãy hoạt động hố học Đối với chương trình phổ thơng, ta chủ yếu gặp phản ứng loại này ở phản ứng nhiệt nhơm
PTPU:
Các trường hợp cĩ thể xảy ra:
AIL+M,O, —=—> Al;O,+ M+Q
- TH 1: Phản ứng xảy ra hồn tồn (hiệu suất 100%), khi đĩ cĩ thể cĩ các
khả năng :
Sản phẩm Sản phẩm sau phản ứng Chất ban đầu
2 nhiét nhom
a M va ALO, AI và M,O, hết
b M, AI, ALO, Al du, M,O, hết
c M,M,O, Al,O, AI hết, M,O, dư
Khi đĩ dựa vào các dữ kiện của bài tốn để cĩ thể kết luận về sản phẩm: + Hỗn hợp sau phản ứng chứa 2 kim loại > AI dư, M,O, hết
+ Hỗn hợp sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH, giải phĩng H;
= AI dư, M,O, hết
Nếu bài tốn khơng cho ta đầy đủ dữ kiện thì cĩ thể phải biện luận cả 3 trường hợp xảy ra
Trang 28
- TH 2: Phản ứng xảy ra khơng hồn tồn, khi đĩ sản phẩm cĩ M, Al,O¿,
M,O,, Al du Lic này ta áp dụng các định luật bảo tồn khối lượng và định luật
bảo tồn nguyên tố để cĩ thể thiết lập 1 số phương trình tốn học
Ví dụ 1: Nung 3,24 gam AI với m gam Fe,O, trong điều kiện khơng cĩ khơng khí Khi phản ứng kết thúc đem hồ tan chất rắn thu được bằng dung dịch
NaOH cĩ dư thì khơng thấy chất khí thốt ra và cịn lại 15,68g chất rắn khơng tan Các phản ứng xảy ra hồn tồn, trị số của m là
A 18,56 gam B 21,448 gam C 16,64 gam D 16,4 gam
Phản tích: Chat ran thu được sau phản ứng hồ vào dung dịch NaOH khơng
thấy khí thốt ra nên AI hết Ta cĩ:
0,12
ny, =0,12 mol > Mo (trong Al, 03) = 2 16.3 = 2,88(g)
=> m= 15,68 + 2,88 = 18,56(g) Đáp số A
Vi du 2: Tron 8,1 gam bột AI với 17,4 gam bột Fe„O, rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhơm Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử Fe;O, thành Fe Hồ tan hồn tồn hỗn hợp chất rắn sau phản ứng vào dung dịch H,SO, lỗng, dư thì thu được 8,736 lit H, (đktc) Hiệu suất phản ứng là
A 53,3% B 80% C.65% D.50%
Phan tich: n,, = 0,3 mol Nye ,o, = 9,075 mol n;, = 0,39 mol
Do phản ứng xảy ra khơng hồn tồn nên cả AI và Fe,O, đều dư Hỗn hợp
rắn sau phản ứng gồm AI, Fe, Fe;O,, Al,O; Gọi a là số mol AI đã phản ứng
SAI + 3Fe;O, ——> 4 ALO, + 9Fe
3a 9a
a ——_ —
8 8
2Al + 3H,SO, ——> AL(SO,), + 3H,?
03a ¿62-2
Fe + H,SO, ——> FeSO, + H,?
9a 9a
8 8
3.(0,3— 9 3
a, = =9 tộc =0/39© a=0,16-> nạ o,másø= g- =0,06 mol Do 93 >9 _, tính H% theo Fe,O, : H% = vo 100 80%
2
Trang 29
Đáp án B
Ví dụ 3: Trộn 2,7 gam AI vào 20 gam hỗn hợp Fe;O, và Fe;O; rồi tiến hành
phản ứng nhiệt nhơm được hỗn hợp A Hồ tan A trong axit HNO; thấy thốt ra 8,064 lít NO, (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Khối lượng của Fe,O, trong hỗn
hợp là
A 5,68 gam B 6,08 gam C 7,24 gam D 8,53 gam Phân tích: nụ; = 0,1 mol nạo, = 9,36 mol
Sơ đồ: Al, Fe,O,, Fe,O, —“>H6n hop kim loai + hén hop oxit
—*2 y›Ƒe”, Al”,NO;
Nhận xét nhanh: dùng phương pháp bảo tồn e
Quá trình oxi hố : Quá trình khử :
Al—> Al + 3e N + le —>N 0,1 0,3 0,36 — 0,36 8 +— 3 +3 Fe, —— 3Fe + le x x => 03+ x = 0,36 =x =0,06 mol > My,o,= 20 - Mg 50, = 20 - 232.0,06 = 6,08g Dap an B
Ví dụ 4: Nung hỗn hop 5,2 gam Cr,O, va m gam Al 6 nhiét d6 cao, sau khi phản ứng xảy ra hồn thu được 23,3 gam hỗn hợp chất rắn Cho tồn bộ lượng chất
rắn phản ứng với axit HCI dư thấy thốt ra V lít khí H; ở đktc Giá trị của V là
A 7,84 lít B 4,48 lít C 3,36 lit D 10,08 lit
Phân tích: nẹ, 9, = 0,1 mol
PTPU: Cr,0, + 2Al —— ALO, + 2Cr
Thận hợp sau phản ứng — Thuận hợp đâu — THẠI † Hy o, > Mai = 23,3 — 15,2 =8,1(g)
=> n,, = 0,3 mol > sau phan ứng AI dư, Cr,O; hết Nara = 9,3 —0,2 = 0,l(mol) ; nạ = 2 nạ„,o, = Ú,2 mol
PTPƯ: 2Al+ 6HCI —> 2AICI, + 3H, †
0,1 0,15
Trang 30Cr+ 2HCI ——> CrCL+ H,t
0,2 0,2
=n,, =0,35 mol > Vị, = 7,84 lít Đáp án A
Ví dụ 5: Tiến hành phản ứng nhiệt nhơm hỗn hợp X gồm AI và Fe;O, (hiệu suất 100%) thì thu được hỗn hợp Y Lượng dung dịch NaOH tối đa để phản ứng với
Y là 100 m1 NaOH 0,8 M và khi đĩ thu được 806,4 ml H; ở đktc Tính % theo khối lượng của các chất trong các hỗn hợp X và Y
Phân tích: Y + dd NaOH cĩ khí H; thốt ra nên AI dư, Fe,O, hết Ta cĩ: Dxaon = 0,08 mol ny, = 0,036 mol
PTPU: 3Fe,0, + §AI ——› 4ALO,+ 9Fe
8a 4a
a — — 3a
3 3
2Al + 2NaOH +2HO ——› 2NaAlO; + 3H;,†
0,024 0,024 4 0,036
ALO; + 2NaOH — > 2NaAlO, + H,O
4a 8a
3 3
8a
DNaow = 3 + 0,024 = 0,08 = a = 0,021 (mol) - Thành phần % khối lượng các chất trong X:
8
m„ ọ = 232.4 = 4,872g My, = (> + 0,024).27 = 2,16g
4,872 oy _ _
>% Gỗ = 48724216 9” = 69,3% JoM a} = 100- 69,3 = 30,7% - Thành phần % khối lượng các chất trong Y:
m,, = 3a.56 = 3,528 (g) m,,= 0,024.27 = 0,648 (g)
My1,0,7 5 +1025 2,856g
= %m,, = 9,2% % mại, o,= 40,6% % mạ, = 50,2%
2.2.4 Bài tập kim loại tác dụng với axit Phương pháp giải:
Trang 31
e V6i dung dich HCl, H,SO, lỗng: vai trị chất oxi hoa 14 ion H", ion nay nhan electron cua nguyên tử kim loại giải phĩng H;:
2M + 2nH' —› M*+H,Ì (nlà số oxi hố thấp của kim loại M) Đặc điểm: + Kim loại phải đứng trước H trong dãy điện hố
+ Muối thu được là muối cĩ hố trị thấp của kim loại + Khí giải phĩng là khí H
e Với dung dịch axit cĩ tính ox1 hố mạnh như HNO,, H,SO, dac (vai tro chất oxi hố là nguyên tố trung tâm , ý của anion NO; và SO?- )
SO,† M + HSOj, —“> M,(SO,, + 4 SỈ + HO HST NH,†(NH,NO,) M + HNO;„ —> M@ĐNO,, + jN,† + H,0 N,O † NO
M + HNO,, ——› MWNO;, + NO,T +H,O
Nhận xét:
- Kim loại là bất kì trừ Au và Pt
- Kim loại Ee, AI, Cr thụ động trong dung dịch H,SO,, HNO; đặc nguội (lưu ý là chỉ khi đặc nguội thì các kim loại trên mới khơng tác dụng vì khi đĩ tạo ra lớp “oxIt
bền” trên bề mặt kim loại ngăn cách khơng cho kim loại tiếp xúc với axit)
- Số oxi hố n là cao nhất của M
- Sản phẩm khử của axit phụ thuộc vào tính khử của kim loại, nồng độ của
axit, nhiệt độ tiến hành phản ứng Nĩi chung axit bị khử xuống mức ox1 hố càng thấp khi nồng độ càng lỗng và tác dụng với kim loại càng mạnh
2.2.4.1 Một kửừn loại tác dụng với dung dịch I axit Phương pháp giải:
Loại bài tập này tương đối đơn giản, khi giải cần lưu ý:
-_ Khi viết phương trình phản ứng chú ý tính chất của axit để xác định sản phẩm của phản ứng là chất khử gì, hĩa trị của kim loại thể hiện như thế nào
Trang 32
- Nếu kim loại tác dụng với axit cĩ tính oxi hố mạnh tạo nhiều sản phẩm khử thì nên viết phương trình phản ứng cho và nhận electron, áp dụng định luật bảo tồn electron để lập ra các phương trình, hệ phương trình
- Nếu cần phải ghép các phương trình phản ứng thì phải lưu ý đến tỉ lệ mol
(thể tích) của các khí theo dữ kiện bài ra
- Nếu cho kim loại tan trong nước (kim loại kiểm, Ba, Ca ) tác dụng với
dung dịch axit cần lưu ý:
+ Dung dịch axit dùng dư: chỉ cĩ một phản ứng giữa kim loại và axIt + Kim loại dùng dư: ngồi phản ứng giữa kim loại và axit cịn cĩ phản ứng kim loại cịn dư tác dụng với nước của dung dịch
Ví dụ I: Chom gam Cu phan ứng hết với dung dịch HNO; thu được 8,96 lít khí NO và NO; ở đktc cĩ khối lượng m = 15,2g Giá trị của m là
A 25,6 gam B 16 gam C 2,56 gam D 8 gam Phan tich: Dyo.no, = 9,4 mol
Goi a, b lần lượt là số mol NO, NO,, ta cĩ: 30a + 4ĩb = 15,2 a=0,2
nh 0 sua
Dùng phương pháp bảo tồn electron:
Quá trình nhận electron: Quá trình cho eletron:
N° +3e => N® Cu > Cu” +2e
0,6 0,2 X 2x
N®+e > N*
0,2 0,2
=> 2x=0,6+0,2=0,8 3 x=0,4 > m=0,4.64 = 25,6(g)
Dap an A
Vi du 2: Cho 29,25 gam kim loai Kali vao 500 ml dung dich HCl 1M thu được V lít khí H; ở đktc Giá trị của V là
A 8,4 lít B 16,8 lit C 5,6 lit D 11,2 lit Phan tich: ny = 0,75 (mol)
Trang 33
Nhận thấy K là kim loại tan trong nước nên khi cho vào dung dịch axit thì dù
axit hết hay dư K vẫn tan hết và giải phĩng khí H,
-> viết phương trình ion và tính thể tích khí thốt ra theo K
2K + 2H* — 2K* +H, T
0,75 ——_ 0,375
=> V = 0,375 22,4 = 8,4() Dap an A
Ví dụ 3: Cho 22,4g kim loại Fe phản ứng hết với 0,5 lit dung dich HNO, 2,4M thu được 6,72 lít NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất và dung dịch X chỉ chứa m gam muối Tìm giá trị của m?
Phan tich: Np, = 0,4 mol Nuno, = 1,2 mol Nyo = 0,3 mol
PTPU : 4H* + NO; + 3e ——› NO +2H;O
1,2 < 0,3
Phát hiện : Dung dịch X chỉ chứa muối -> kim loại và axit da phản ứng hết
_ _ _ +
Musi = Mx + Myo (khơng tham gia vào các quá trình oxh-khử ) ˆ ˆ HA + (Ny 5 Nyo)62
= 22,4 + 62.0,9 = 78,2 (g)
Ví dụ 4: Hồ tan hồn tồn 11,7 gam bột Zn trong dung dịch HNO, loang thu được hỗn hợp khí N,, N,O cĩ thể tích là 0,672 lít ở đktc và dung dịch cĩ chứa 34,82 gam muối Tính % thể tích khí N; và N,O tạo ra trong hỗn hợp
Phan tich: Ta c6: "z,.No,), ="zn = 0,18(mol)
Suy ra Mz,,vo,), = 9,18 189 = 34,02 g < 34,82 g = cé mudi NH,NO, M yx,v0, = 34,82 - 34, 02 = 0,8 gam = 0,01mol Dink = 0,03
Goi 0 y, =X, Nyo =Y
Qua trinh oxi hoa: Quá trình khử:
+5 0 Zn ->Zn” +2e 2N+10e > N, 0,18 0,18 2 10x x +5 +1 N+ 8 > JN, By oy 3 N*+ 8e > N
Trang 348.0,01 0.01
Theo định luật bảo tồn electron ta cĩ: 10x + 8y +8.0,01=2 0,18 Mặt khác :x + y =0,03
Giải ra được x = 0,02; y=0,01 0,02
03 100 = 66,7% % Vụ,o= 100 - 66,7 = 33,3%
=> 2% VN, =
2
2.2.4.2 Một kừm loại tác dụng với hỗn hop axit
Phương pháp giải:
e_ Trường hợp 1: Hỗn hợp axit cĩ H' đĩng vai trị chất oxi hod (HCI, H,SO, loang ) Khi đĩ:
- Viết phương trình điện li của các axit > s6 mol H* HƠI ——> H' + CT
H,SO, ——\2H* + SO?
- Viết phương trình phản ứng dạng lon > phuong trinh đại số: M + nH' —>M" + 2H, †
(n là số oxi hố thấp của kim loai)
e_ Trường hợp 2: Hỗn hợp axit gồm axit thường HCI, H;SO,I và axit mạnh HNO: Khi đĩ H” đĩng vai trị mơi trường cịn NO; đĩng vai trị chất oxi hoa Cac bước:
- Viết phương trình điện li của 2 axit —>số mol H” và số mol NO;
- Viết phương trình phản ứng dạng 1on
- Lập luận để xác định chất dư, chất phản ứng hết bằng cách so sánh các tỉ số giữa số mol và các hệ số tỉ lượng trong phương trình phản ứng của các chất tham gia, tỉ số nào nhỏ nhất thì chất đĩ sẽ phản ứng hết
Chú ý: + NO; ở mơi trường trung tính khơng thể hiện tính oxi hố
Trang 35
+ NO; ở mơi trường bazơ cĩ tính oxI hố yêu ( dung dich KNO, +
NaOH cĩ thể bị AI, Zn khử đến NH, )
+ NO; ở mơi trường axit cĩ tính oxi hố mạnh, khi đĩ ta xem như
kim loại phản ứng với dung dịch HNO; mặc dù H' cĩ thể do một axit khác cung cấp, do đĩ nên viết phương trình phản ứng oxi hố kim loại dưới dang ion
Ví dụ 1: Cho 8,4g bột Fe phản ứng với 100ml dung dịch gồm H;SO, 0,8M và HCI 1,2M Các phản ứng xảy ra hồn tồn, V,, thốt ra ở đktc là
A 0,336 lít B 3,136 lít C 6,272 lít D 3,36 lít
Phản tích: Đề tìm V phải tính xem chất nào hết,chất nào dư Ta cĩ:
Ny* =2.1„ sọ + nạo = 0,28 (mol) Ne = 0,15 (mol)
PTPU : Fe + 2H' -› Fe?” +H,
= Fe du, H* hét > Vy, = 5 Tia’ 22,4 = 3,136 (lit) ĐápánB
Vi du 2: Cho 6,4g Cu vao 120ml dung dich g6m HNO, 1M và H,SO, 0,5M tạo thành V lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị của V là
A 0,672 lít B 1,344 lit C 2,688 lit D 14,93 lit
Phân tích: Hỗn hợp gồm axit thường và axit cĩ tính oxi hod manh nén H*
đĩng vai trị mơi trường, NO; 0đĩng vai trị chất oxi hoa Ta cĩ: Ng, = 0,1 mol Nuno, =xo, = 0,12 mol
n„+ =0,5.2 0 12 +0,12 = 0,24 mol
PTPU :3Cu + 2NO; + 8H -> 3Cu” + 2NO + 4H,O
z P 4A Avo: Nc, Nays + x, Z +
Xét tỉ lệ: > > ca > 3) > H hét => tinh Vo theo H
0,24.2
> Vo = 22,4 = 1,334 (1) —> Đáp số B
Ví dụ 3: Vàng cũng như bạch kim chỉ bị hồ tan trong nước cường thuỷ Dé xác định dộ tinh khiết của vàng, người ta lấy một khối vàng cĩ khối lượng 34,475g hồ tan hết trong nước cường thuỷ thì thu được 1,136 lít khí NO duy nhất (đktc) Phần trăm khối lượng vàng cĩ trong thỏi vàng trên là
A 90% B 80% C 80% D 70%
Trang 36
Phân tích: Ta cĩ: ˆ mục = 0,14 mol
Do Au hết nên ta cĩ thể dùng phương pháp bảo tồn electron: nhìn ra bản chất của quá trình cho và nhận electron
N* + 3e N” Au > Au*+3e 0,42 < 0,14 a 3a => 3a=0,42 © a=0,14 27,58 >m,, =27,8g > % Au= 34,475 100 = 80% Dap an B Vi du 4: Cho 3,84 gam Cu vào 200 ml dung dich chtta KNO, 0,16M va H,SO, 0,4M thấy sinh ra một chất khí X cĩ tỷ khối so với H; là 15 và dung dich A
a) Tính thể tích khí sinh ra ở đktc
b) Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M tối thiểu cần cho vào dung dịch A để kết tủa tồn bộ ion Cu”? cĩ trong dung dich A
Phán tích : Dung dịch KNO, + H,SO, cĩ H” làm mơi trường và NO; là chất oxi hố nên cĩ thể coi Cu tác dụng với dung dịch axit HNO:
Để tính được thể tích chất khí sinh ra phải xác định được cơng thức chất khí,
tìm chất hết, chât dư
Vow tối thiểu cần cho vào dung dịch A = Vạ„o„ dùng để trung hồ dung
dịch A (nếu cịn dư axit) + Vụ„o„ để tác dụng hết với lon Cu””
Ta cĩ: nạ„= 0,06mol; nụ„:=Z2n, „= 0,16 mol; nyo:= neyo,= 0,032 mol
a Do khí X là sản phẩm khử của ion NO¿ = X cĩ thể là N,, N;O, NO, NO,
Mặt khác M ,= 15.2=30 =X là NO
PTPU: 3Cu + 8H* + 2NO , —> 3Cu” + 2NO +4H,O
B/d: 0,06 0,16 0,032 P/u: 0,048 0,128 0,032 0,048 0,032 Du: 0,012 0,032 0 0,048 0,032 Thể tích khí sinh ralà: Vy > = 0,032 22,4 = 0,7168(1) b Vuaou : H* + OH ~ HO 0,032 0,032
Trang 37Cu** + 20H —Cu(OH), 0,012 2.0,012
=> Now- =Dyioy = 0,032 + 0,024 = 0,056(mol) => Vy,oq = 0,1120)
2.2.4.3 Hén hop kim loai téc dung v6i 1 axit Phương pháp giải:
a Khi giải loại bài tập này cũng cần lưu ý axit tham gia phản ứng là axit loại nào, tạo ra khí gì?
- Nếu 2 kim loại cĩ tính khử khác nhau rõ rệt cùng phản ứng với l axit cĩ
tính oxi hố mạnh tạo ra một hỗn hợp khí và biết rằng mỗi kim loại chỉ tạo ra một
khí thì kim loại nào cĩ tính khử mạnh hơn sẽ khử axit về sản phẩm cĩ số oxi hố thấp hơn
b Khi bài tốn chỉ cho tổng khối lượng của 2 kim loại mà khơng xác định được số mol mỗi kim loại và số mol ban đầu của axit thì ta phải biện luận hỗn hợp 2 kim loại cĩ tan hết trong axit đã cho hay khơng
c Nếu bài tốn yêu cầu tính khối lượng muối trong dung dịch ta áp dụng: = 2X Moeation + 2 M
m mu6i cation anion hoặc Hmùi — Hìm 2 gịm loại + Manion
Ví dụ 1: Hồ tan 9g hỗn hợp bột X gồm Mg, AI bằng H,SO, lỗng dư thu
được V lít khí A (đktc) và dung dịch B Thêm từ từ dung dịch NaOH vào B cho đến khi đạt kết tủa lớn nhất thì dừng Lọc kết tủa nung trong khơng khí thu được 16,2g
chất rắn Giá trị của V là
A 6,72 lít B 7,84 lít C 8,96 lít D 10,08 lít
Phan tích: H;SO, lỗng là axit thường nên khí A là H; Cách giải thơng thường:
Gọi a, b là số mol Mg, AI cĩ trong hỗn hợp, viết đầy đủ các phương trình phản ứng, lập hệ phương trình biểu thị mối liên hệ khối lượng các kim loại và khối lượng các oxit sau phản ứng, giải ra a, b và từ đĩ tìm thể tích khí A
Cách giải nhanh: Viết sơ đồ phản ứng
AI MgSO, Mg(OH), MgO
H,SO, H, + NaOH ` r0 2
Mg Al,(SO,), Al(OH), ALO,
Trang 38
mọ = m,„¡ — mụ = 16,2 — 9 = 7,2 > no =0,45 mol Nhận xét: n, tim loại cho = ẹg* á nhận = 2Dọ = 0,45.2 = 0,9
2H' + 2e > H, 2a a
=> 2a=0,9 © a=0,45 => V =0,45.22,4 =10,080) DapanD
Vi du 2: Hồ tan hết 1,08 gam hỗn hơp Cr và Fe trong dung dịch HCI lỗng
thu được 448 ml khí (đktc) Lượng crom cĩ trong hỗn hợp là
A 0,065 gam B 0,520 gam C 0,560 gam D 1,015 gam Phan tich: Cr va Fe khi tac dụng với HCI đều thể hiện hố trị 2 Gọi a, b lần
lượt là số mol Cr và Fe cĩ trong hỗn hợp
nụ, = 0,02 mol
m„,= 52a + 56b = 1,08 a =0,01
ny, =a + b=0,02 | ° {e001
=> my, = 52.0,01 = 0,52 (g) Dap an B
Ví dụ 3: Cho 10g hỗn hợp bột Fe, Mg, Zn phản ứng với 150ml dung dịch
H,SO, 1M cĩ V lít khí H; (đktc) bay ra Giá trị của V là
A 10,085đ) B 6,72) C 3,36() D khơng xác định được Phân fích: nạ sọ, = 0,15 mol
10
Gọi n là tổng số mol của 3 kim loại => 65 <n< 24 © 0,153<n<0,42
Vì 3 kim loại cĩ hố trị2 -> gọi ⁄ là cơng thức chung cho cả 3 kim loại
0,153<n_- <0,42
PTPU: M +H,SO, > MSO,+H,1
Ta cĩ: n„ so, = 9,15 <n; M min = kim loai du, axit hét
> Ny, =Dy,s0, =0,15 mol > Vy, =0,15.22,4 = 3,360) Dap an C Ví dụ 4: Hịa tan 7,2g Mg và 6,5g Zn vào lượng dư dung dịch H,SO, đặc đun nĩng, sau phản ứng hồn tồn thu được dung dịch X; 3,2g kết tủa vàng và 2,24 lít khí A(đkc) Xác định khí A
Phân tích: nụ, = 0,3mol; n,,=0,lmol; ng) =0,lmol; n, =0,1mol
Trang 39
Hịa tan Zn, Mg vào H,SO, đặc thu được kết tủa S và khí A, gọi x là số e mà
+6
S nhận để tạo phân tử khí A Các bán phản ứng oxy hĩa, khử :
Quá trình oxi hố: Quá trình khử: Mg — > Mg” + 2e s +Ĩc —> §S 0,3 0,6 0,6 0,1
Zn ——~» Zn* + 2e s + xe — >» A
0,1 0,2 0,1.x 0,1
>, De nhusng = 0,6 + 0,2 = 0,8mol > De nanan = 0,6 + 0,1.x(mol)
Bảo tồn e : 3n, uy =2, n, „ạạ 0,1.x = 0,8 — 0,6 Dx =2 Vậy s nhan 2e dé tao A > A là khí SO,
2.2.4.4 Hơn hợp kim loai tac dung voi dung dich hén hop axit
Phương pháp giải:
Khi giải bài tập loại này thường phải biện luận rất nhiều trường hợp, để đơn giản ta giải theo phương pháp bảo tồn electron trong phản ứng oxI hố khử theo các bước sau đây:
- Viết các quá trình oxi hố hoặc khử (khơng cần viết phương trình phản ứng
và bỏ qua các sản phẩm trung gian)
- Tính n, „„„ và n, „„„ theo dữ kiện bài tốn
- Nếu bài tốn khơng cho các chất tham gia hết hay dư thì phải biện luận:
+ Nếun „„„>nu„ > chấtoxi hố dư
+ Nếun,„„<nu„ — chất khử dư
+ Nếun,„„ =n,u„ — phản ứng xẩy ra vừa đủ
- Lưu ý trường hợp này rất khĩ viết các phương trình phản ứng do đĩ nếu bài tốn yêu cầu tính khối lượng muối thì áp dụng:
m mudi = m cation + Manion tao musi = Mbh kimioai * Manion tao musi
aniontaomuédi “” Manion ban đầu Manion tao khi
Vi du 1: Hoa tan hoan tồn 3g hỗn hợp gồm Cu và Ag vào dung dịch gồm
HNO, dac va H,SO, dac, nĩng, dư thu được 2,94g hỗn hợp khí B gồm NO; và khí
Trang 40A 1,08g và 1,92g B 1,2g va 1,8¢
C 1,92g và 1,08g D 1,8g và 1,2g
Phân tích: Do chất ox1 hố của 2 axit là các lon NO; và SOZ nên khí X
cĩ thể là NO, N,O, N,, SO,, H,S, NH; Ta cĩ:
ny = 0,06 > M, =49
Myo, =46<49 > Mx, > 49 —› X phải là SO;
Goi a,b là số mol NO,, SO; cĩ trong hỗn hợp Ta cĩ:
are © yr gọi
46a + 64b = 2,94 b=0,01
Gọi x, y là số mol Cu, Ag cĩ trong hỗn hợp Dùng phương pháp bảo tồn e: Qua trinh oxi hoa Qua trinh khtr
Cu > Cu” + 2e Nf+le > N* X 2x 0,05 0,05 Ag Ag'+le S“+2e + S* y y 2.0,01 0,01 => 2x+y =0,05 + 0,01.2 = 0,07 (1) Mà 64x + 108y = 3 (2) Tu (1) va (2) > x = 0,03; y = 0,01 > mg, = 1,92g; m,, = 1,08g Dap an A Ví dụ 2: Hồ tan hồn tồn 5,65g hỗn hợp 2 kim loại cĩ hố trị khơng đổi trong hỗn hợp 2 axit HCI, H;SO, lỗng, dư thu được V lít khí H; (đktc) Khi nung 3,94g kim loại này trong oxi dư thu được 8,05g hỗn hợp 2 oxit Giá trị của V là
A 3,36 lít B 6,72 lít C 11,2 lit D khơng xác định được Phân tích: Phát hiện trong ca hai trường hợp dù tác dụng với axit hay ox1 thì đều oxi hố hết kim loại về số oxi hố duy nhất của nĩ Do đĩ : T( s„¡ nhan = D g* nhạn
Mà Mo, tham gia phản ứng =m, „ - mi vụ toai = 8,05 — 5,65 = 2,4 (g) >No, = 0,075 (mol)
O, + 4e — 2Q! 2H* + 2e —> H,†
0,075 0,3 2x x
=> 2x = 03 x= 0,15 > Vy, =0,15.22,4= 3,360) ĐápánA