skkn áp dụng định luật bảo toàn electron giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học

Chuyên đề : SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC A.. Tôi nhận thấy nhất là đối với học sinh lớp 10 đa phần học sinh, khi vừa

Trang 1

Chuyên đề : SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP

TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC

A PHẦN MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Trong quá trình dạy và học môn Hóa học, bên cạnh nắm vững lý thuyết thì việc làm bài tập hóa học được coi là một phần không thể thiếu trong việc củng cố kiến thức, rèn luyện những kĩ năng cơ bản của người lĩnh hội kiến thức, cụ thể là học sinh Tôi nhận thấy nhất là đối với học sinh lớp 10 (đa phần học sinh), khi vừa từ học sinh trung học cơ sở lên học sinh trung học phổ thông các em chưa tự rèn luyện sâu kĩ năng làm bài tập trắc nghiệm bởi những kiến thức ngày càng phong phú, đa dạng ở các lớp học trên, hoặc là một số các em học sinh lớp 11, 12 với nhiều lí do khi làm dạng bài tập trắc nghiệm chưa nắm vững được mục tiêu đề bài đặt ra, không nhận ra phương pháp giải quyết bài tập đó sao cho hiệu quả.Vì vậy việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài tập trắc nghiệm rất có ý nghĩa

Để đạt được mục tiêu trên, đội ngũ giáo viên là những bậc thầy cô giữ vai trò rất quan trọng, là người trực tiếp chỉ bảo hướng dẫn cho các em nhận biết được dạng bài tập này sẽ lựa chọn bằng phương pháp này phù hợp hoặc bằng phương pháp kia ( một trong số các phương pháp giải nhanh hoặc đôi lúc có thể kết hợp nhiều phương pháp trong cùng một bài tập) Hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng việc đưa loại bài tập trắc nghiệm có nhiều lựa chọn vào các kì thi được áp dụng phổ biến vì

nó có nhiều ưu điểm:

+ Gây được niềm vui hứng thú học tập của học sinh

+ Học sinh có thể tự kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của mình một cách nhanh chóng qua các bài kiểm tra trên lớp, trong các kì thi học kì, cao đẳng, đại học, hoặc trong một bài trắc nghiệm của sách tham khảo, trên mạng Internet

Thời gian làm bài đối với dạng bài tập trắc nghiệm trung bình khoảng từ 1 phút đến 1,5 phút / 1 câu , các em đã phải giải quyết một số lượng câu hỏi và bài tập tương đối lớn Do đó các em phải trang bị cho mình ngoài những cách giải thông thường, mà cần phải có những cách giải nhanh, chọn đúng

Từ thực tế trên, tôi đã mạnh dạn xây dựng chuyên đề hữu ích “ÁP DỤNG

ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC

NGHIỆM HÓA HỌC ” Đó là lí do tôi chọn đề tài này.

Trường THPT Tam Phước Trang:1 A B

L,R 0 C

A

i 2đ

Đỏ

i 1 r 1 r 2 i 2t

(n) Tím

Trắng

Trang 2

CHUYÊN ĐỀ:

ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC

II ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

Hệ thống một số bài tập trắc nghiệm được giải bằng phương pháp bảo toàn electron

III MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI

Đưa ra cách giải nhanh bài tập trắc nghiệm liên quan đến kiến thức lớp 10, 11, 12 bằng phương pháp bảo toàn electron để áp dụng vào các giờ làm bài tập trắc nghiệm nhằm giúp cho học sinh nâng cao kiến thức, biết cách lựa chọn đưa ra phương hướng giải quyết phù hợp, giúp học sinh nhìn nhận một bài toán không chỉ có một cách làm

mà có thể làm bằng nhiều cách, và vì vậy học sinh sẽ rất thích thú khi chọn cách nhanh nhất, hữu hiệu nhất, từ đó nâng cao được việc dạy và học, đạt đến chất lượng tốt trong các kì thi, kiểm tra

IV NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài về một số dạng bài tập áp dụng phương pháp bảo toàn electron

- Đưa ra một trong những phương pháp giải nhanh, đó là “ phương pháp bảo toàn electron” nhằm thấy được sự hữu hiệu của việc giải nhanh, tiết kiệm thời gian làm bài, kết quả chính xác

i 2đ

Đỏ

i 1 r 1 r 2 i 2t

(n) Tím

Trắng

B C

Trang 3

B PHẦN NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1 Tác dụng của việc đưa ra chuyên đề “Áp dụng định luật bảo toàn electron giải nhanh bài tập trắc nghiệm hoá học” vào các tiết dạy bài tập nhằm giải một số bài tập trắc nghiệm liên quan

Định luật bảo toàn electron giúp giáo viên và học sinh:

Giải rất nhanh nhiều bài tập, kể cả bài tập có nhiều chất oxi hoá và chất khử tham gia phản ứng vì theo phương pháp này chúng ta không cần viết các phương trình phản ứng xảy ra và dĩ nhiên liên quan đến việc không cần cân bằng các phương trình phản ứng

2 Thực trạng trước khi thực hiện các giải pháp của chuyên đề

2.1 Thuận lợi

Hiện nay có nhiều sách tham khảo, ngay cả trên mạng internet cũng có các

phương pháp làm bài tập trắc nghiệm hiệu quả và nhanh gọn

2.2 Khó khăn:

Ở bộ môn hóa học, bài tập rất đa dạng và phong phú nhưng theo phân phối chương trình hóa học phổ thông không đề cập sâu đến các định luật bảo toàn giúp các em học sinh có thể đọc và nghiên cứu trước khi vận dụng Học sinh thường rất lúng túng khi nhận dạng các dạng bài tập và cách giải các bài toán

II VẬN DỤNG GIẢI PHÁP CHUYÊN ĐỀ ĐƯA VÀO THỰC TIỄN

1 Cơ sở phương pháp:

 Biết : Phản ứng oxi hóa khử

 Tổng số electron nhường = Tổng số electron nhận

 Tổng số mol electron nhường = Tổng số mol electron nhận

2 Một số chú ý:

 Chủ yếu áp dụng cho bài toán oxi hóa-khử các chất vô cơ

 Có thể áp dụng cho một phương trình, nhiều quá trình hoặc toàn bộ quá trình

 Xác định chính xác chất nhường và chất nhận electron

 Chỉ cần xác định trạng thái đầu và trạng thái cuối số oxi hóa của nguyên tố, không quan tâm đến trạng thái trung gian

 Phương pháp này có thể sử dụng kèm theo các phương pháp bảo toàn khác: ví

dụ bảo toàn khối lượng hoặc bảo toàn nguyên tố

3 Các dạng bài tập thường gặp:

1 Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp axit) loại 1.

2 Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp axit) loại 2.

3 Oxit kim loại (hoặc hỗn hợp oxit kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp axit)

loại 2

4 Bài toán liên quan tới sắt.

5 Bài toán nhúng kim loại vào dung dịch muối.

* Nói chung: Là những bài toán liên quan đến sự thay đổi số oxi hóa.

Trang 4

4 Các ví dụ minh họa:

 Dạng 1 : Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp

axit) loại 1.

* Điều cần nhớ:

- Axit loại 1 thường hay gặp, ví dụ : HCl, H2SO4 loãng

- Các kim loại tác dụng được với axit loại 1: phải đứng trước hiđro trong dãy hoạt động hóa học

- Sản phẩm: Muối và H2 

* Ví dụ : Cho 11 gam một hỗn hợp X gồm bột các kim loại Fe và Al tác dụng hết

với dung dịch HCl vừa đủ Sau phản ứng thu được 8,96 lít H2 (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng kim loại Fe, Al trong X lần lượt là:

A 30,5% ; 69,5% B 50,9% ; 49,1% C 5,09% ; 94,91% D 55,9% ; 44,1% Hướng dẫn học sinh: Fe và Al đều cùng tác dụng được với HCl, sau phản ứng thu được muối Fe2+, muối Al3+ và H2 Vậy chỉ cần viết các quá trình nhường, quá trình nhận electron để giải bài toán

Giải

Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe và Al trong X

Ta có:

+ Quá trình cho e:

Fe  Fe2+ + 2e (1)

x  2x (mol)

Al  Al3+ + 3e (2)

y  3y (mol)

+ Quá trình nhận e:

2H+ + 2e  H2 (3)

0,8  0,4 (mol) + Áp dụng định luật bảo toàn electron:

Từ (1), (2), (3), ta có: 2x + 3y = 0,8 (4)

+ Theo bài ra: 56x + 27y = 11 (5)

+ Giải hệ pt (4) và (5) : x= 0,1 ; y = 0,2

+ %Fe = 0,156100/11 =50,9% => %Al = 100-50,9 = 49,1%

+ Đáp án : B

 Dạng 2 : Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp

axit) loại 2.

- Axit loại 2 thường hay gặp, ví dụ : HNO3 (loãng hay đặc), H2SO4 đặc

- Các kim loại tác dụng được với axit loại 2: Hầu hết các kim loại(trừ Au, Pt)

2

H

8,96

= =0,4mol

22,4

n

Trang 5

- Sản phẩm của dạng bài này: Muối, sản phẩm khử và H2O.

* Ví dụ : Hòa tan m (g) Al vào dung dịch HNO3 rất loãng thì thu được hỗn hợp gồm 0,012 mol khí N2O và 0,01 mol khí NO ( phản ứng không tạo NH4NO3) Tính giá trị của m?

A 11,34g B 2,7g C 27g D 1,134g

Giải + Quá trình cho e:

Al  Al3+ + 3e (1)

x  3x (mol)

2N+5 + 8e  2N+1 (2)

0,096  0,0122 (mol)

N+5 + 3e  N+2 (3)

0,03  0,01 (mol) + Áp dụng định luật bảo toàn electron:

Từ (1), (2), (3), ta có: 3x = 0,03 + 0,096 = 0,126

=> x = 0,042 => mAl = 27 0,042 = 1,134 gam

+ Đáp án : D

 Dạng 3 : Oxit kim loại (hoặc hỗn hợp oxit kim loại) tác dụng với axit (hoặc

hỗn hợp axit) loại 2.

- Axit loại 2 thường hay gặp, ví dụ : HNO3 (loãng hay đặc), H2SO4 đặc

- Tất cả các oxit kim loại đều tác dụng

+ Đối với oxit kim loại (trong đó chứa kim loại có số oxi hóa cao nhất): Sản phẩm: Muối và H2O

+ Đối với oxit kim loại (trong đó chứa kim loại có số oxi hóa chưa cao nhất): Sản phẩm: Muối, sản phẩm khử và H2O

* Ví dụ : Hòa tan hết 3,24(g) FeO trong dung dịch HNO3 Sau một thời gian thấy thoát ra 0,336(lít) khí X (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Vậy X là:

A NO B N2O C NO2 D NH4NO3

Giải

Nhận xét: FeO là oxit kim loại (trong đó chứa kim loại Fe có số oxi hóa chưa cao nhất

là +2): Sản phẩm: Muối, sản phẩm khử và H2O

FeO

3,24

= =0,045mol

72

n

X

0,336

= =0,015mol

22,4

n

Trang 6

Fe2+  Fe3+ + 1e (1)

0,045 0,045 (mol)

N+5 +  e  sản phẩm khử X (2)

0,015  0,015 (mol)

+ Áp dụng định luật bảo toàn electron:

Từ (1), (2), ta có: Số mol e cho = số mol e nhận => 0,045 = 0,015

=>  = 3

=> (2)  N+5 + 3e  N+2

=> sản phẩm khử X là NO

+ Đáp án : A

 Dạng 4: Bài toán liên quan tới sắt.

- Sắt (Fe) có 2 hóa trị: II và III

- Nếu sản phẩm tạo muối sắt (III), mà Fe còn dư thì: Fe + Fe3+  2Fe2+

- Sắt để ngoài không khí thì hỗn hợp sản phẩm có thể chứa: Fe dư, FeO, Fe3O4,

Fe2O3

- Fe, Al, Cr thụ động trong axit HNO3 (đặc, nguội) và H2SO4 (đặc, nguội)

* Ví dụ : Cho m (g) bột Fe để ngoài không khí Sau một thời gian thu được

11,8(g) hỗn hợp X gồm các chất Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Hòa tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được 2,24 (lít) NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m là:

A 0,94g B 9,94g C 5,6g D 56g

Giải Tóm tắt đề bài: Feo O2

  hỗn hợp X HNO3

   { Fe+3 và N+2} Nhận xét: Điều quan tâm ở bài toán này là oxi có tham gia phản ứng

- Mấu chốt quan trọng là phải nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của chất oxi hóa, chất khử, không quan tâm đến trạng thái trung gian

+ Xét toàn bộ quá trình: Có Fe, O2 và N+5 (HNO3) có sự thay đổi số oxi hóa

+ Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, ta có: mFe + moxi = mhh X

=> moxi = mhh X - mFe = 11,8 – m => noxi = (11,8-m)/32

Feo  Fe3+ + 3e (1)

m/56 3m/56 (mol)

O2 + 4e  2O-2 (2)

(11,8-m)/32 (11,8-m)/8 (mol)

N+5 + 3e  N+2 (3)

0,3  0,1 (mol)

Trang 7

Từ (1), (2), (3) ta có: 3m/56 = (11,8-m)/8 + 0,3 => m = 9,94(g)

+ Đáp án : B

- Thuộc dãy điện hóa của kim loại

- Kim loại hoạt động mạnh đẩy được kim loại hoạt động yếu hơn ra khỏi dung dịch muối

- Kim loại tạo thành sẽ bám lên thanh kim loại tham gia phản ứng

* Ví dụ : Ngâm một đinh sắt nặng 30g trong dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy đinh sắt ra, sấy khô, cân nặng 34g Khối lượng sắt tham gia phản ứng là:

A 26g B 27g C 28g D 29g

Giải

Nhận xét: Khối lượng đinh sắt sau phản ứng tăng

Gọi x là số mol Fe tham gia phản ứng

Feo  Fe2+ + 2e (1)

x  2x (mol)

+ Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có:

số mol electron cho = số mol electron nhận = 2x

Cu2+ + 2e  Cu (2)

2x  x (mol)

+ Từ (1), (2), kết hợp đề bài, ta có: (64-56)x = 34-30 =4 => x = 0,5

=> Khối lượng sắt tham gia phản ứng là: 560,5 = 28g

+ Đáp án : C

5 Bài tập áp dụng:

Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 1,5g hỗn hợp Y gồm Al và Mg bằng dung dịch H2SO4 loãng

dư thu được 1,68 lít khí H2 (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng kim loại Al, Mg trong Y lần lượt là:

A 60% ; 40% B 50% ; 50% C 55% ; 45% D 55,2% ; 44,8%

Giải

Gọi x, y lần lượt là số mol của Al và Mg trong Y

Ta có:

Al  Al3+ + 3e (1)

x  3x (mol)

Mg  Mg2+ + 2e (2)

y  2y (mol)

2

H

1,68

= =0,075mol

22,4

n

Trang 8

2H+ + 2e  H2 (3)

0,15 0,075 (mol)

Từ (1), (2), (3), ta có: 3x + 2y = 0,15 (4)

+ Theo bài ra: 27x + 24y = 1,5 (5)

+ Giải hệ pt (4) và (5) : x= 1/30; y = 0,025

+ %Al = ( 1

30 27100 )/1,5 =60% => %Mg = 100-60 = 40%

+ Đáp án : A

Bài 2: Cho 5,4g Al và 6,4g Cu tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu được V lít SO2 là sản phẩm khử duy nhất (đktc) Giá trị của V là:

A 8,96 B 4,48 C 3,36 D 11,2

Giải

Al

5,4

n = =0,2mol

27

Cu

6,4

n = =0,1mol

64

Cu  Cu2+ + 2e

0,1  0,2 (mol)

Al  Al3+ + 3e

0,2  0,6 (mol)

+ Áp dụng định luật bảo toàn electron: số mol e cho = số mol e nhận = 0,8

S+6 + 2e  S+4

0,8  0,4 (mol)

=> V = 0,4 22,4 = 8,96 lít

+ Đáp án : A

Bài 3: Cho hỗn hợp gồm 0,15mol Zn và 0,1 mol Cu tan hoàn toàn trong dung dịch

HNO3 1M loãng, sau phản ứng thu được khí NO là sản phẩm khử duy nhất Thể tích (lít) dung dịch HNO3 cần dùng là:

A 0,76 B 0,8 C 0,67 D 0,34

Giải Nhận xét:

 Cả 2 kim loại sau phản ứng đều tạo ra muối nitrat, trong đó kim loại có số oxh cao nhất là +2

-3

NO

n (tạo muối) = ne nhận

 n HNO 3 phản ứng =

-3

NO

n (tạo muối) +

-3

NO

n (tạo khí và muối amoni)= 3nNO + nNO = 4

nNO

R R2+ + 2e

Trang 9

0,25  0,5 (mol)

+ Áp dụng định luật bảo toàn electron: số mol e cho = số mol e nhận = 0,5

N+5 + 3e  N+2

0,5  0,5/3 (mol)

+ V HNO 3=n/ CM = 40,5

3 = 0,67 lít

+ Đáp án : C

Bài 4: Hòa tan 0,56g Fe vào 100ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,2M và H2SO4 0,1M thu được V lít khí H2 (đktc) Thể tích V là:

A 179,2 ml B 224 ml C 264,4 ml D 336 ml

Giải

nHCl = CM V= 0,20,1 = 0,02 mol (1)

2 4

H SO

n =0,10,1 = 0,01 mol (2)

Từ (1), (2) => n = H + 0,02 + (0,012) = 0,04 mol

Theo bài cho, ta thấy n H + dư , nFe phản ứng hết Vì vậy tính số mol H2 dựa vào số mol Fe

Fe  Fe2+ + 2e (1)

0,01  0,02 (mol)

2H+ + 2e  H2 (2)

0,02  0,01 (mol)

=> V = 0,0122,4 =0,224 lít = 224 ml

+ Đáp án : B

Bài 5: Hòa tan hoàn toàn 6g hỗn hợp X gồm Fe và một kim loại A ( hóa trị II) vào dd

HCl dư, thu được 3,36 lít khí H2 (đktc) Nếu chỉ hòa tan hết 1g A thì dùng không hết 0,09 mol HCl trong dung dịch Kim loại A và số mol A trong X là:

A Mg ; 0,075 B Zn ; 0,075 C Ba ; 0,075 D Ni; 0,075

Giải

 H2

3,36

n = =0,15mol

22,4 => nX = n H2= 0,15 => MX = 6/ 0,15 = 40

 Khi hòa tan hết 1g A thì dùng không hết 0,09 mol HCl trong dung dịch:

Gọi khối lượng mol của A là MA

Ta có:

Fe

0,56

= =0,01mol

56

n

Trang 10

A  A2+ + 2e (1)

1/ MA 2/ MA (mol)

2H+ + 2e  H2 (2)

< 0,09 < 0,09 (mol)

Từ (1), (2), ta có: 2/ MA < 0,09 => MA > 22,2 => 22,2 < MA < 56 ( MFe) => A là Mg

Fe  Fe2+ + 2e (3)

x  2x (mol)

Mg  Mg2+ + 2e (4)

y  2y (mol)

2H+ + 2e  H2 (5)

0,3  0,15 (mol)

Từ (3), (4),(5) ta có: 2x + 2y = 0,3 (6)

+ Theo đề bài: 56x +24y = 6 (7) => x = y = 0,075 mol

+ Đáp án : A

Bài 6: Cho 7,68g hỗn hợp X gồm Mg và Al tan hoàn toàn vào 400ml dd Y gồm HCl

1M và H2SO4 0,5M, thu được 8,512 lít khí H2 (đktc) Phần trăm khối lượng của Al trong X là:

A 56,25% B 55,25% C 57,25% D 54,25%

Giải

Mg  Mg2+ + 2e (1)

x  2x (mol)

Al  Al3+ + 3e (2)

y  3y (mol)

2H+ + 2e  H2 (3)

0,76  0,38 (mol)

Từ (1), (2),(3) ta có: 2x + 3y = 0,76 (4)

+ Theo đề bài: 24x +27y =7,68 (5) => x = 0,14 mol ; y =0,16 mol

=> %Al = (0,1627100)/7,68 = 56,25%

+ Đáp án : A

Bài 7: Cho 2,4g Mg tác dụng hết với dung dịch H2SO4 đặc thu được V lít H2S là sản phẩm khử duy nhất (đktc) Giá trị của V là:

A 11,2 B 22,4 C 3,36 D 0,56

Định dạng
Số trang	20
Dung lượng	282,5 KB