Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh bài toán nhiệt luyện trong chương trình hóa học vô cơ lớp 12 THPT Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh bài toán nhiệt luyện trong chương trình hóa học vô cơ lớp 12 THPT Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh bài toán nhiệt luyện trong chương trình hóa học vô cơ lớp 12 THPT Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh bài toán nhiệt luyện trong chương trình hóa học vô cơ lớp 12 THPT Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh bài toán nhiệt luyện trong chương trình hóa học vô cơ lớp 12 THPT
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com A ĐẶT VẤN ĐỀ 1.Lý chọn đề tài Bước sang kỷ XXI, kỷ khoa học kỹ thuật bùng nổ thông tin, kinh tế Việt Nam hoà chung với kinh tế giới chuyển sang bước “kinh tế tri thức” Đứng trước thực trạng tri thức nhân loại không ngừng tăng lên, đặt lên vai ngành giáo dục nhiệm vụ nặng nề là: Phải đào tạo, phải bồi dưỡng nguồn nhân lực tiên tiến, đáp ứng nhu cầu xã hội Chớnh vỡ vậy, cơng tác dạy học nay: Phải khuyến khích tự học, phải áp dụng phương pháp bồi dưỡng cho học sinh lực tư sáng tạo, lực giải vấn đề, từ đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh Trở lại với thực tế, kỳ thi tốt nghiệp THPT tuyển sinh đại học, cao đẳng áp dụng hình thức thi trắc nghiệm khách quan mơn Hóa Học số mơn học khác Nhiều thí sinh hoang mang, lo sợ khoảng thời gian 60 phút thi tốt nghiệp phải hoàn thành 40 câu hỏi 90 phút thi tuyển sinh đại học, cao đẳng phải hoàn thành tới số lượng câu hỏi 50 câu Điều nghĩa thời gian làm trung bình cho câu hỏi 1,5 đến 1,8 phút Như vậy, kỹ làm yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới tiến độ làm chất lượng thi thí sinh Bên cạnh đó, tập hóa học vơ tập trung nhiều vào chương đại cương kim loại ( SGK Hóa Học 12, ban ) Việc giải nhanh toán nhiệt luyện góp phần đáng kể vào việc giải vấn đề trọng tâm chương vấn đề hóa học vơ 12 Là giáo viên hố học, tơi ln mong muốn dạy cho em học sinh phương pháp giải tốn hố học ngắn ngọn, xác dễ hiểu để phần giúp em giải nhanh toán nhiệt luyện tạo tảng vững để em giải nhanh tốn hóa học khác Từ tăng thêm niềm đam mê, u thích mơn học, đồng thời đem lại kết cao kỳ thi Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Tất lý động lực để nghiên cứu đề tài: “Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh tốn nhiệt luyện chương trình Hóa Học vơ lớp 12 THPT ” Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu - Hệ thống hóa kiến thức cách điều chế kim loại phương pháp nhiệt luyện vấn đề liên quan - Giới thiệu số dạng tập toán nhiệt luyện, đưa phương pháp giải nhanh tập vận dụng cho dạng - Giúp học sinh hiểu đúng, hiểu rõ chất toán nhiệt luyện cách giải nhanh tốn Qua rèn luyện khả tư thơng minh, tích cực sáng tạo nhằm tạo hứng thú học tập mơn hố học học sinh THPT - Đưa hệ thống tập để áp dụng cho HS lớp 12 Trường THPT Lê Văn Linh, từ đánh giá kiểm nghiệm đề tài Phạm vi nghiên cứu Đề tài áp dụng học sinh THPT, đặc biệt học sinh lớp 12 Trường THPT Lê Văn Linh ( nơi công tác ) Phương pháp nghiên cứu Trong trình nghiên cứu đề tài tơi có sử dụng số phương pháp nghiên cứu sau: - Nghiên cứu sách giáo khoa, sách tập hoá học THPT, sách tham khảo, nội dung lý thuyết liên quan đến toán nhiệt luyện hố học vơ Nghiên cứu phương pháp giải toán hoá học - Nghiên cứu khả tiếp thu học sinh lớp 12 Trường THPT Lê Văn Linh để có cách trình bày thật dễ hiểu, phù hợp với đối tượng học sinh - Vận dụng phương pháp giải tập vào thực tiễn giảng dạy mình, học tập học sinh, thu thập ý kiến phản hồi từ học sinh đồng nghiệp, rút kinh nghiệm sữa chữa, bổ sung, hoàn thiện Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com - Đánh giá việc áp dụng phương pháp giải nhanh giải toán nhiệt luyện hố học - Tổ chức trị chuyện, trao đổi với giáo viên học sinh trình nghiên cứu Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Cở sở lý luận vấn đề 1.1 Phương pháp nhiệt luyện Phương pháp nhiệt luyện ba phương pháp để điều chế kim loại ( nhiệt luyện, thủy luyện điện phân ) Cơ sở phương pháp dùng chất khử C, CO, H 2, Al… khử ion kim loại oxít kim loại nhiệt độ cao Phương pháp dùng để điều chế kim loại có tính khử trung bình như: Zn, Fe, Sn, Pb… VD1 Dùng chất khử CO, H2 Fe2O3 + 3CO t → 2Fe + 3CO2 o PbO + H2 t → Pb + H2O o ( SGK hóa học 12, ban bản, trang 96 ) VD2 Dùng chất khử kim loại nhôm (ta gọi phản ứng nhiệt nhôm) Cr2O3 + 2Al t → 2Cr + 2Al2O3 o Trường hợp quặng sunfua kim loại Cu2S, ZnS, FeS2 phải chuyển sunfua kim loại thành oxít kim loại Sau khử oxít kim loại chất khử thích hợp Thí dụ với ZnS: - Nung quặng ZnS với O2 dư 2ZnS + 3O2 t → 2ZnO + 2SO2 o - Khử ZnO C nhiệt độ cao ZnO + C t → CO + Zn o Với kim loại hoạt động Hg, Ag cần đốt cháy quặng thu kim loại mà không cần phải khử tác nhân khác: HgS + O2 t → Hg + SO2 o ( SGK hóa học 12, nâng cao, trang 138 ) 1.2 Phản ứng nhiệt nhôm Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Phản ứng nhiệt nhôm phản ứng dùng Al kim loại khử oxít kim loại thành kim loại nhiệt độ cao Phương pháp dùng để điều chế kim loại hoạt động Al có nhiệt độ nóng chảy cao Cr, Fe VD 3Fe3O4 + 8Al t → 9Fe + 4Al2O3 o Cr2O3 + 2Al t → 2Cr + Al2O3 o Hỗn hợp gồm bột Al bột Fe 2O3 Fe3O4 gọi hỗn hợp tecmit ( khơng dùng FeO phản ứng xảy tỏa nhiệt) Để phản ứng xảy phải mồi hồ quang đốt cháy sợi dây Magie Phản ứng tỏa nhiều nhiệt làm cho nhiệt độ hỗn hợp lên tới 2500oC – 3000oC Fe2O3 + 2Al t → 2Fe + Al2O3 o ∆Η < Sắt tạo thành dạng nóng chảy dùng hàn đường ray ( Cơ sở lý thuyết hóa học – Đào Hữu Vinh, trang 275 ) 1.3 Định luật bảo toàn khối lượng Nguyên tắc: Trong phản ứng hóa học nguyên tố khối lượng chúng bảo tồn Từ suy ra: Tổng khối lượng chất tham gia = Tổng khối lượng chất sản phẩm Hoặc chất tham gia có chất dư thì: Tổng khối lượng chất trước phản ứng = Tổng khối lượng chất sau phản ứng ( Phương pháp giải nhanh tốn trắc nghiệm Hóa Học vơ - Th.S Cao Thị Thiên An, trang 22 ) 1.4 Định luật bảo toàn electron Nguyên tắc: Trong phản ứng oxi hóa-khử: Tổng electron chất khử nhường = Tổng electron chất oxihóa nhận Từ suy ra: Tổng số mol electron chất khử nhường = Tổng số mol electron chất oxihóa nhận Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com ( Phương pháp giải nhanh tốn trắc nghiệm Hóa Học vơ - Th.S Cao Thị Thiên An, trang ) Thực trạng vấn đề Bài toán nhiệt luyện dạng toán chương trình hóa học vơ lớp 12 Cách giải tốn nhiệt luyện khơng đề cập tới SGK thực tế lại có nhiều toán liên quan tới vấn đề SGK, sách tập đề thi Trong sách tham khảo, tập phản ứng nhiệt luyện chưa thực quan tâm, đề cập đến phần nhỏ phản ứng nhiệt nhôm, gộp chung với vấn đề khác mà chưa bóc tách riêng rẽ, cụ thể Trên thực tế, người ta dùng phương pháp nhiệt luyện để sản xuất kim loại công nghiệp Đặc biệt, phản ứng nhiệt nhôm sau: 2Al + Fe2O3 t → 2Fe + Al2O3 o dùng để điều chế lượng nhỏ sắt nóng chảy hàn đường ray Như vậy, việc hiểu giải nhanh toán nhiệt luyện trở nên quan trọng nhiều ý nghĩa Vì vậy, q trình giảng dạy tơi đưa số toán nhiệt luyện vào kiểm tra tiết dành cho học sinh lớp 12 Thế hầu hết em học sinh sử dụng phương pháp giải dựa phương trình phản ứng cân bằng, đặt ẩn lập hệ phương trình Một số em mơ hồ chưa hiểu rõ chất vấn đề chí bế tắc Chỉ số em sử dụng phương pháp giải nhanh cịn vụng về, máy móc chưa linh hoạt Tơi thiết nghĩ, nguyên nhân yếu em học sinh chưa tìm thấy hứng thú q trình học, em thấy khó chán nản dẫn tới lười học Một phần giáo viên chưa tạo tiết học thực lôi học sinh, chưa giúp em nhận hay, dễ giải tốn hay nói cách khác giáo viên chưa giúp học sinh lĩnh hội phương pháp giải nhanh Trước thực trạng trên, tơi thấy rõ tầm quan trọng tốn nhiệt luyện cần thiết phải hướng dẫn em có phương pháp giải nhanh dạng tốn Tôi định nghiên cứu đề tài “Hướng dẫn học sinh Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com lớp 12 phương pháp giải nhanh toán nhiệt luyện chương trình hóa học vơ cơ” đưa đề tài ứng dụng vào thực tiễn học sinh lớp 12 Trường THPT Lê Văn Linh Giải pháp tổ chức thực Với toán nhiệt luyện ta chia thành dạng tốn sau: 3.1 Dạng Khử oxít kim loại chất khử CO, H2 Giáo viên (GV) hướng dẫn học sinh (HS) nghiên cứu toán sau: Bài toán: Khử hồn tồn m1 gam Fe2O3 cần V1 lít khí CO Sau phản ứng thu chất rắn có khối lượng m2 gam V2 lít khí CO2 Các khí đo đktc Đề u cầu tìm giá trị m1, m2, V1, V2? Giải: Cách Sơ đồ phản ứng: Fe2O3 + CO t → chất rắn + CO2 o Ta có, CO lấy oxi oxit phản ứng theo sơ đồ: CO + O → CO2 Suy ra: nCO = nCOpư = nO(trong oxít pư) ( viết tắt nO) Suy ra: V1 = V2 = 22,4 nO (1) Nếu biết lượng oxi oxít ta tính thể tích khí tham gia phản ứng (V1) thể tích khí sau phản ứng (V2) theo cơng thức (1) Nếu biết V1 ( V2 ) m1 ( m2 ) ta suy lượng oxi oxít, từ ta tính khối lượng chất rắn sau phản ứng (m 2) khối lượng oxít ban đầu (m1) theo công thức sau: m1 = m2 + mO hay m1 = m2 + 16.nO (2) Tùy vào kiện yêu cầu toán mà ta sử dụng công thức (1) công thức (2) dùng đồng thời công thức cho phù hợp Cách Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng ta giải nhanh tốn Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Sơ đồ phản ứng: Fe2O3 + CO t → chất rắn + CO2 o Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m1 + mCO pư = m2 + mCO hay m1 + 28.nCO pư = m2 + 44 nCO Trong đó: nCO pư = nCO 2 GV lưu ý HS: - Nếu thay CO H2 hỗn hợp khí gồm H2 CO khơng ảnh hưởng tới kết tốn Khi ta có: nH O = nH pu = nO n( CO2 , H O ) = n( CO , H ) pu = nO - Nếu phản ứng xảy hồn tồn chất rắn thu kim loại - Nếu phản ứng xảy không hồn tồn chất rắn sinh gồm kim loại oxít dư oxít mà kim loại có số oxihóa thấp ban đầu (Fe3O4, FeO, Fe Fe2O3 dư ) Như vậy: + Nếu biết khối lượng oxít , biết số mol CO, H2 tham gia phản ứng số mol CO2, H2O tạo ra, ta tính lượng oxi oxít phản ứng (hay hỗn hợp oxít) suy lượng kim loại (hay hỗn hợp kim loại chất rắn) Và ngược lại + Nếu biết khối lượng oxít khối lượng chất rắn sau phản ứng ta tính lượng oxi oxít từ suy lượng khí thu lượng khí dùng ban đầu Từ kiến thức GV hướng dẫn HS tìm hiểu ví dụ cụ thể: Ví dụ ( Bài – SGK hóa học 12, bản, trang 98 ) Khử hoàn toàn 30g hỗn hợp X gồm CuO, FeO, Fe 3O4, Fe2O3, Fe, MgO cần dùng 5,6 lít khí CO (đktc) Khối lượng chât rắn thu sau phản ứng là: A 28g B 26g C 24g D 22g Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Phân tích: Bài tốn cho biết khối lượng hỗn hợp oxít thể tích chất khử CO cần dùng Như vậy, từ CO ta tính lượng oxi oxít phản ứng dễ dàng tính khối lượng chất rắn thu sau phản ứng ( cách ) Hoặc tính lượng khí CO2 sinh sử dụng định luật bảo tồn khối lượng để giải tốn mà khơng cần viết phương trình phản ứng hay đặt ẩn giải hệ ( cách ) Giải Cách Sơ đồ phản ứng: X + CO t → chất rắn + CO2 o Ta có, CO lấy oxi oxít theo sơ đồ: CO + O → CO2 5,6 Ta có: nO = nCO = 22,4 = 0,25 mol Từ CT (2) suy ra: mchất rắn = mX – mO = 30 – 0,25.16 = 26 g Chọn đáp án B Cách Sơ đồ phản ứng: X + CO t → chất rắn + CO2 o 5,6 Ta có: nCO = nCO = 22,4 = 0,25 mol Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mX + mCO = mchất rắn + mCO hay 30 + 0,25.28 = mchất rắn + 0,25.44 ⇒ mchất rắn = 26 g Chọn đáp án B GV lưu ý: - Ở cần ý rằng: Fe, MgO khơng tham gia phản ứng tồn nguyên vẹn trước sau phản ứng mà không ảnh hưởng đến kết toán Ta phải hiểu chất rắn thu gồm kim loại Cu, Fe sinh MgO, Fe ban đầu không phản ứng Ví dụ 2: Nung m g hỗn hợp rắn gồm Fe 2O3, Fe cho luồng khí CO (thiếu) qua hỗn hợp Sau pư thu 30,2 g chất rắn 22 g CO2 Tính m? A 38,2 B 32,8 C 28,3 D.23,8 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Phân tích: Đây trường hợp ngược lại so với ví dụ Ở ta lại biết lượng chất rắn sau phản ứng lượng khí CO sinh ra, ta suy lượng oxi oxít phản ứng từ suy khối lượng chất rắn ban đầu Ta dùng định luật bảo tồn khối lượng để giải tốn tương tự ví dụ Giải: Cách Sơ đồ phản ứng: ( Fe2O3, Fe ) + CO t → chất rắn + CO2 o Ta có, CO lấy oxi oxít theo sơ đồ: CO + O → CO2 ⇒ nO = nCO2 = 22 = 0,5 mol 44 Áp dụng CT (2) ta có: m = 30,2 + 0,5.16 = 38,2 g Chọn đáp án A Cách Sơ đồ phản ứng: ( Fe2O3, Fe ) + CO t → chất rắn + CO2 o 22 Ta có: nCO = nCO = = 0,5 mol 44 Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mhhđầu + mCO = mchất rắn + mCO hay m + 0,5.28 = 30,2 + 0,5.44 ⇒ m = 38,2 g Chọn đáp án B GV nhận xét: Với đề thấy lượng CO thiếu hỗn hợp chứa oxít ban đầu dư Tới em HS phân vân oxít dư lượng oxi oxít dư Vậy phải làm nào? Câu trả lời đơn giản Đối với dạng tập ta khơng cần quan tâm tới điều Thực chất lượng oxi lượng oxít tham gia phản ứng Lượng oxít dư lại nằm chất rắn sau phản ứng Ví dụ 3.(Trích đề thi tuyển sinh ĐH, Cao Đẳng khối A năm 2008 ) Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO H phản ứng với lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO Fe3O4 nung nóng Sau phản ứng xãy hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32g Gía trị V là: A 5,60 B 0,224 C 0,112 D 0,448 10 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Al → Al3+ + 3e 2H+ + 2e → H2 Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3nAldu = 2nH = 3,36 = 0,3 22,4 Suy ra: nAldư = 0,1 mol Suy ra: n Al tham gia phản ứng (1) = 0,5 – 0,1 = 0,4 mol ⇒ nFe3O = 0,4 = 0,15mol Vậy m = mAl + mFe O = 0,5.27 + 0,15.232 = 48,3 g Chọn đáp án B Ví dụ 2: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, Cao Đẳng khối A năm 2008 ) Nung nóng m gam hỗn hợp Al Fe2O3 mơi trường khơng có khơng khí đến phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp rắn Y Chia Y làm phần nhau: - Phần cho tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng, dư sinh 3,08 lít H2 (đktc) - Phần cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 0,84 lít khí H2 (đktc) Giá trị m là: A 29,40 B 22,75 C 29,43 D 21,40 Phân tích: Ở phần 2: Chất rắn sau phản ứng tác dụng với dung dịch NaOH có khí H2 bay chứng tỏ Al dư Như vậy, giải ta xét phần trước Từ lượng H2 ta suy lượng Al dư Chất rắn sau phản ứng gồm Fe, Al 2O3 Al dư Bài toán chia hỗn hợp thành phần nên lượng chất phần lượng chất phần 15 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Từ phần lượng khí H2 sinh Fe Al dư phản ứng Sử dụng lượng Al ta tính lượng Fe Từ phản ứng nhiệt nhôm suy lượng Al Fe2O3 tính m Giải PTPƯ: Fe2O3 + 2Al t → 2Fe + Al2O3 o (1) Chất rắn Y thu tác dụng với NaOH có khí bay chứng tỏ Al dư Vậy Y gồm Al2O3, Fe Al dư Các trình xảy ra: Al → Al3+ + 3e Fe → Fe2+ + 2e 2H+ + 2e → H2 - Xét phần 2: Chỉ Al phản ứng sinh H2 Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3n Aldu = 2nH = 0,84 = 0,075 ⇒ n Aldu = 0,025mol 22,4 - Xét phần 1: Chỉ Fe, Al phản ứng sinh H2 Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3n Aldu + 2nFe = 2nH = 3,08 = 0,275 ⇔ 0,075 + 2nFe = 0,275 22,4 Suy ra: nFe = 0,1 mol Từ phản ứng (1) suy ra: nFe O3 = 0,05mol nAlpư = 0,1 mol; nAl ban đầu = 0,1 + 0,025 = 0,125 mol 16 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Vì phần nên khối lượng hỗn hợp đầu là: m = 2(0,125.27 + 0,05.160) = 22,75g Chọn đáp án B GV cần lưu ý cho HS: - Đối với tốn nhiệt nhơm mà chất rắn chia làm phần nhau, kết tính phần ta phải nhân lượng chất rắn ban đầu -Trong phần Al2O3 tham gia phản ứng khơng sinh khí nên khơng ảnh hưởng tới đáp án Vì ta khơng cần quan tâm tới phản ứng - Trong trình làm linh hoạt xét phần trước đơn giản q trình tính tốn Ví dụ Nung nóng m gam hỗn hợp X gồm Al Fe2O3 đến phản ứng xảy hoàn toàn thu hỗn hợp rắn Y Chia Y làm phần: - Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 0,672 lít khí H (đktc) chất rắn Z Hòa tan Z dung dịch HCl dư thu 2,688 lít khí H (đktc) - Phần 2: Cho tác dụng với dung dịch HCl dư sinh 10,08 lít H2 (đktc) Giá trị m là: A 29,40 B 43,56 C 53,52 D 13,38 Phân tích: Khác với ví dụ 2, ví dụ hỗn hợp chất rắn thu sau phản ứng chia làm phần khơng Tuy nhiên, tỉ lệ số mol chất phần phải nhau, lượng chất phần gấp k lần lượng chất phần Vì thế, GV lưu ý HS cách giải toán phải xác định tỉ lệ chất tìm k Giải PTPƯ: Fe2O3 + 2Al t → 2Fe + Al2O3 o (1) 17 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Chất rắn Y thu tác dụng với NaOH có khí bay chứng tỏ Al dư Vậy Y gồm Al2O3, Fe Al dư Các trình xảy ra: Al → Al3+ + 3e Fe → Fe2+ + 2e 2H+ + 2e → H2 - Xét phần 1: Tác dụng với dung dịch NaOH Al phản ứng sinh H2 Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3n Aldu (1) = 2nH = 0,672 = 0,06 ⇒ nAldu (1) = 0,02mol 22,4 Z Fe Cho Z tác dụng với dung dịch HCl dư, áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 2nFe (1) = 2nH = 2,688 = 0,24 ⇒ nFe (1) = 0,12mol 22,4 - Xét phần 2: Chỉ Fe, Al phản ứng sinh H Giả sử phần gấp k lần phần 1, đó: nAldư(2) = 0,02k (mol); nFe(2) = 0,12k (mol) Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3n Al ( ) + 2nFe ( ) = 2nH = 10,08 = 0,9 22,4 Hay: 3.0,02k + 2.0,12k = 0,9 mol, Suy k = Vậy Y có: nAldư = 0,02 + 0,02k = 0,08 (mol); nFe = 0,12 + 0,12k = 0,48 (mol) 18 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Từ phản ứng (1) suy ra: nFe O3 = 0,24mol nAlpư = 0,48 mol nAl ban đầu = 0,48 + 0,08 = 0,56 mol Khối lượng hỗn hợp đầu là: m = 0,56.27 + 0,24.160 = 53,52g Chọn đáp án C Nhận xét: Qua ví dụ ta thấy tốn nhiệt nhơm toán phức tạp Tùy u cầu tốn mà có cách giải khác Việc giải nhanh dạng tốn địi hỏi phải nắm vững kiến thức nhôm hợp chất, hiểu chất vấn đề biết phân tích, sáng tạo giải tốn 3.3 Một số tập vận dụng phương pháp giải Câu Thổi từ từ V (lít) hỗn hợp khí X (đktc) gồm CO H qua ống đựng 16,8g hỗn hợp oxít: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hồn tồn Sau phản ứng thu m (g) chất rắn hỗn hợp khí nặng khối lượng hỗn hợp X 0,32g Vậy V m là: A 0,224 14,48 B 0,448 18,46 C 0,112 12,28 D 0,448 16,48 Câu Cho luồng khí CO từ từ qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp gồm CuO, Fe2O3, MgO FeO nung nóng Sau thời gian cịn lại 14,4g chất rắn Khí thoát khỏi ống sứ hấp thụ vào dung dịch Ca(OH) 2dư 16,0g kết tủa Giá trị m A 18,67 B 19,26 C 16.96 D 16,70 19 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Câu Thổi chậm 2,24 lít(đktc) hỗn hợp khí gồm CO H qua ống sứ đựng hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng 24,0g(dư) nung nóng Sau phản ứng hồn tồn thu chất rắn có khối lượng là: A 20,6g B 21,7g C 18,8g D 22,4g Câu (Trích đề thi tuyển sinh ĐH, Cao Đẳng khối A năm 2009 ) Cho luồng khí CO(dư) qua ống đựng 9,1g hỗn hợp rắn gồm CuO Al 2O3 nung nóng đến phản ứng hoàn toàn, thu 8,3g chất rắn Khối lượng CuO có hỗn hợp ban đầu A 4,0g B 0,8g C 8,3g D 2,0g Câu Khử oxít sắt cacbonoxit nhiệt độ cao người ta thu 0,84g Fe 0,88g khí cacbonic Cơng thức phân tử oxít sắt dùng là: A Fe2O3 B Fe3O4 C FeO D Không xác định Câu Thổi luồng CO dư qua ống sứ đựng hỗn hợp Fe 3O4 CuO nung nóng đến phản ứng hoàn toàn, ta thu 2,32 g hỗn hợp kim loại Khí cho vào bình đựng nước vơi dư thấy có 5g kết tủa trắng Khối lượng hỗn hợp oxít kim loại ban đầu bao nhiêu? A 3,12g B 3,22g C 4g D 4,2g Câu 7: Dẫn khí CO từ từ qua ống sứ đựng 14 gam CuO, FeO, Fe 2O3 nung nóng thời gian thu m gam chất rắn X Toàn khí thu sau phản ứng dẫn chậm qua dung dịch Ca(OH)2 dư, kết tủa thu cho tác dụng với dung dịch HCl dư 2,8 lít khí (đktc) Giá trị m là: A 12g B 21g C 1,2g D 2,1g Câu Dùng lượng khí CO thổi qua 8g bột Fe xOy nung nóng để khử hồn tồn lượng oxít sắt Lượng khí bị hấp thụ Ca(OH) dư thu 15 g kết tủa Tìm CTPT oxít sắt A Fe2O3 B Fe3O4 C FeO D Không xác định 20 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Câu Hỗn hợp X gồm Al Fe3O4 Thực phản ứng nhiệt nhơm hồn tồn thu chất rắn Y Chia Y làm phần Phần cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 6,72 lit H2 (đktc) Phần cho tác dụng với dung dịch HCl dư thu 26,88 lit khí H (đktc) Khối lượng Al Fe3O4 hỗn hợp đầu bằng: A 54g; 139,2g B 29,7g; 69,6g C 27g; 69,6g D 59,4g; 139,2g Câu 10: Trộn 10,8 gam bột Al với 34,8 gam bột Fe3O4 tiến hành phản ứng nhiệt nhơm (trong điều kiện khơng có khơng khí) Hịa tan hoàn toàn chất rắn sau phản ứng dung dịch H2SO4 lỗng (dư) thu 10,752 lít khí H2 (ở đktc) Hiệu suất phản ứng nhiệt nhôm là: A 60 % B 70 % C 90 % D 80 % Hướng dẫn giải đáp số Câu CO Sơ đồ phản ứng: Hỗn hợp oxít + H CO2 o t → chất rắn + H 2O Độ tăng khối lượng khí khối lượng oxi oxít phản ứng mO = 0,32 g Áp dụng CT (1) ta có: V = 22,4.nO = 22,4 0,32 = 0,448 lít 16 Áp dụng CT (2) ta có: 16,8 = m + mO = m + 0,32 Suy m = 16,8 – 0,32 = 16,48 g Chọn đáp án D Câu Sơ đồ phản ứng: oxít + CO t → chất rắn + CO2 o ) CO2 Ca (OH→ CaCO3 16,0 Ta có: nO = nCO = nCaCO = = 0,16 mol 100 Áp dụng CT (2) ta có: m = m chất rắn + 16.nO = 14,4 +16.0,16 = 16,96 g Chọn đáp án C Câu 21 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com CO Sơ đồ phản ứng: Hỗn hợp oxít + H CO2 o t → chất rắn + H 2O 2,24 Ta có: nO = nH ,CO = 22,4 = 0,1 mol Áp dụng CT (2) ta có: 24 = m chất rắn + 0,1.16 ⇒ m chất rắn = 22,4 g Chọn đáp án D Câu PTPƯ: CuO + CO t → Cu + CO2 o Áp dụng CT (2) ta có: 9,1 = 8,3 +16.nO ⇒ Suy nO = 0,05 mol ⇒ nCuO = nO = 0,05 mol Suy mCuO = 0,05.80 =4 g Chọn đáp án A Câu Sơ đồ phản ứng: oxít + CO t → Fe + CO2 o 0,88 Ta có nO = nCO = = 0,02 mol 44 nFe = 0,84 = 0,015 mol 56 Ta có: nFe : nO = 0,015 : 0,02 = : CTPT oxít sắt Fe3O4 Câu Sơ đồ phản ứng: Hỗn hợp oxít + CO t → chất rắn + CO2 o ) CO2 Ca (OH→ CaCO3 Ta có: nO = nCO = nCaCO = = 0,05 mol 100 Áp dụng CT (2) ta có: m = mkim loại + 16.nO = 2,32 +16.0,05 = 3,12 g Chọn đáp án A Câu Sơ đồ phản ứng: oxít + CO t → chất rắn + CO2 o ) CO2 Ca (OH→ CaCO3 HCl CO2 → 2,8 Ta có: nO = nCO = 22,4 = 0,125 mol Áp dụng CT (2) ta có: 14 = mchất rắn + 16.nO ⇒ mchất rắn = 14 - 16.0,125 22 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com ⇒ mchất rắn = 12 g Chọn đáp án A Câu Sơ đồ phản ứng: FexOy + CO t → Fe + CO2 o ) CO2 Ca (OH→ CaCO3 15 ta có nO = nCO = nCaCO = = 0,15 mol nFe = 100 − 0,15.16 = 0,1 mol 56 Ta có: nFe : nO = 0,1 : 0,15 = : Vậy CTPT oxít sắt Fe2O3 Chọn đáp án A Câu PTPƯ: 3Fe3O4 + 8Al t → 9Fe + 4Al2O3 (1) o Chất rắn Y thu tác dụng với NaOH có khí bay chứng tỏ Al dư Vậy Y gồm Al2O3, Fe Al dư - Xét phần 1: Chỉ Al phản ứng sinh H2 Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3n Aldu = 2nH = 6,72 = 0,6 ⇒ nAldu = 0,2mol 22,4 - Xét phần 2: Chỉ Fe, Al phản ứng sinh H2 Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3n Aldu + 2nFe = 2nH = 26,88 = 2,4 ⇒ nFe = 0,9mol 22,4 - Từ phản ứng (1) suy ra: nAlpư = 0,8 mol nAl ban đầu = 0,2 + 0,8 = mol Vì phần nên khối lượng Al hỗn hợp đầu là: m = 2.1.27 = 54g Chọn đáp án A 23 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Câu10 n Al = 10,8 34,8 = 0,4mol ; nFe3O4 = = 0,15mol 27 232 Gọi 3x số mol Fe3O4 phản ứng PTPƯ: 3Fe3O4 + 8Al t → 9Fe + 4Al2O3 Ban đầu: 0,15 0,4 Phản ứng 3x 8x Sau phản ứng o 0,15-3x 0,4-8x 9x 4x 9x (1) 4x Chất rắn thu gồm Fe, Al2O3, Fe3O4 dư Al dư cho tác dụng với H2SO4 lỗng Fe Al sinh khí Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 3nAl dư + 2nFe = 2nH 10,752 Hay 3(0,4-8x) + 2.9x = 22,4 = 0,96 ⇔ x = 0,04 mol Từ phản ứng (1) ta thấy Fe3O4 phản ứng vừa đủ so với Al ⇒H = x.100 3.0,04.100 = = 80% Chọn đáp án D 0,15 0,15 Thực nghiệm sư phạm Trong q trình dạy học, khóa dạy thêm, ơn thi tốt nghiệp, luyện thi đại học bồi dưỡng học sinh giỏi, thân cảm nhận vụng về, khó khăn em tốn nhiệt luyện hóa học Điều thơi thúc tơi tìm hiểu, nghiên cứu sâu sắc đề tài mạnh dạn đưa phương pháp giải dạng tập vào thực tiễn Qua giảng dạy thấy em học sinh hứng thú với dạng toán này, đồng thời em giải xác nhiều tập thời gian ngắn Thậm chí có HS cần bấm máy tính có kết Qua theo dõi thống kê kết kiểm tra 45 phút ( gồm câu trắc nghiệm câu tự luận ) em học sinh lớp 12 thấy: Ban đầu khả tiếp thu học sinh lớp 12A, 12B năm học 2012-2013 tương đương Nhưng lớp 12B cho em kiểm tra 45 phút chưa dạy em cách 24 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com giải nhanh toán nhiệt luyện, cịn lớp 12A tơi cho em kiểm tra 45 phút sau dạy em cách giải nhanh toán nhiệt luyện Kết sau: Lớp Sĩ số Giỏi Số % Khá Số % Trung bình Số % Yếu Số % Kém Số % lượn 12B 41 12 41 lượn lượn lượn lượn g g 15 36,5 g 18 43,9 g 12, g 4,88 20 48,7 11 26,8 2 4,8 0 A 2,44 19,5 8 Qua bảng tổng hợp cho thấy mức độ hứng thú học tập em sau lĩnh hội phương pháp giải cao nhiều so với trước Do em ý thức nhiệm vụ cụ thể học tiếp cận với phương pháp học đại, nên hứng thú học tập tích cực tham gia xây dựng Về thái độ, tác phong học tập nghiêm túc, nhanh nhẹn thông minh Đây kết đáng khích lệ thầy trị Trường THPT Lê Văn Linh Như vậy, dạng tốn nhiệt luyện hóa học vơ khơng cịn gánh nặng em học sinh lớp 12 nữa, mà ngược lại trở thành phần gỡ điểm em kỳ thi, kỳ thi tốt nghiệp tuyển sinh đại học, cao đẳng tới 25 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com C KẾT LUẬN 26 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Trong đề tài tơi tập trung tìm hiểu phương pháp giải nhanh tập phản ứng nhiệt luyện hoá học chương trình Hóa Học vơ dành cho học sinh lớp 12 Tôi hướng dẫn em phương pháp giải nhanh áp dụng phương pháp hiệu dạng tập Một tốn hố học có nhiều cách giải khác nhau, xong để tìm phương pháp giải nhanh, ngắn gọn mà xác khơng phải tìm Việc áp dụng phương pháp giải vào giải tập phản ứng nhiệt luyện đơn giản hoá số tốn khó Khi giải khơng cần thiết phải thao tác nhiều mà giải tốn cách xác Tôi hy vọng thông qua đề tài việc nắm vững phương pháp giải giúp HS THPT nói chung học sinh lớp 12 Trường THPT Lê Văn Linh nói riêng giải toán nhiệt luyện cách hiệu khoảng thời gian ngắn Đồng thời rèn luyện cho em phong cách học tập khoa học, sáng tạo thông minh Nhờ tăng thêm niềm đam mê, u thích mơn Hóa Học lịng em học sinh THPT Do thời gian nghiên cứu có hạn nên nghiên cứu khoa học không tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, tơi mong đóng góp ý kiến bạn đọc XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh Hóa, ngày 10 tháng năm 2013 ĐƠN VỊ Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Người viết SKKN 27 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com Hắc Thị Phương TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Trường, “Hóa Học 12, bản”, NXB Giáo dục Lê Xuân Trọng, “Hóa Học 12, nâng cao”, NXB Giáo dục Nguyễn Xuân Trường, “Sách giáo viên Hóa Học 12”, NXB Giáo dục Đào Hữu Vinh, “Cơ sở lý thuyết Hóa Học”, NXB Giáo dục Th.S Cao Thị Thiên An, “Phương pháp giải nhanh tốn trắc nghiệm Hóa Học vơ cơ”, NXB Đại Học Quốc Gia Hà Nội Phạm Ngọc Bằng, : “ 16 Phương pháp kỹ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn Hóa Học”, NXB Đại Học sư phạm Vũ Anh Tuấn, “Hướng dẫn ôn tập thi tốt nghiệp trung học phổ thông” năm học 2012, 2013, NXB Giáo dục Đề thi tốt nghiệp mơn Hóa Học năm 2010, 2012 Bộ giáo dục đào tạo Đề thi tuyển sinh Đại Học, Cao Đẳng môn Hóa Học năm 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012 Bộ giáo dục đào tạo 28 Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: hungtetieu1978@gmail.com MỤC LỤC Trang A Đặt vấn đề Lý chọn đề tài Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu B Giải vấn đề Cơ sở lý luận vấn đề 1.1 Phương pháp nhiệt luyện 1.2 Phản ứng nhiệt nhôm 1.3 Định luật bảo toàn khối lượng 1.4 Định luật bảo toàn electron Thực trạng vấn đề Giải pháp tổ chức thực 3.1 Dạng 1.Khử oxit kim loại chất khử CO, H2 3.2 Dạng Bài tốn nhiệt nhơm 3.3 Một số tập vận dụng phương pháp giải 13 Thực nghiệm sư phạm C Kết luận 29 ... nghiên cứu đề tài: ? ?Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh phương pháp giải nhanh toán nhiệt luyện chương trình Hóa Học vơ lớp 12 THPT ” Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu - Hệ thống hóa kiến thức cách... hungtetieu1978@gmail.com Trong đề tài tơi tập trung tìm hiểu phương pháp giải nhanh tập phản ứng nhiệt luyện hoá học chương trình Hóa Học vơ dành cho học sinh lớp 12 Tôi hướng dẫn em phương pháp giải nhanh áp dụng phương. .. giải nhanh toán nhiệt luyện, cịn lớp 12A tơi cho em kiểm tra 45 phút sau dạy em cách giải nhanh toán nhiệt luyện Kết sau: Lớp Sĩ số Giỏi Số % Khá Số % Trung bình Số % Yếu Số % Kém Số % lượn 12B