Dạy dạng bài xác định công thức hoá học trong bồi dưỡng học sinh giỏi THCS

Dạy dạng xác định cơng thức hố học bi dng hc sinh gii THCS Phần I: Đặt vấn đề Trong giai đoạn việc phát båi dìng häc sinh giái lµ nhiƯm vơ rÊt quan trọng giáo viên Để có học sinh giỏi hoá cấp quốc gia quốc tế việc bồi dỡng học sinh giỏi THCS sở tảng Tuy nhiên công tác bồi dỡng học sinh giỏi THCS gặp nhiều khó khăn đòi hỏi học sinh giáo viên phải cố gắng nỗ lực có hiệu cao Đặc biệt môn hoá thời gian học lớp ( tiết / tuần) yêu cầu nắm kiến thức lại mức độ cao Vì giáo viên nhiều thời gian dạy kiến thức nâng cao luyện cho học sinh lớp Hơn việc dạy bồi dỡng học sinh giỏi không theo tài liệu phơng pháp cố định mà đòi hỏi giáo viên trình dạy, vừa dạy vừa học hỏi tìm tòi tự đúc rút phơng pháp cách dạy cho riêng tự tìm loại sách để dạy cho học sinh cho có hiệu Vì việc đợc đọc, đợc học, đợc trao đổi kinh nghiệm giáo viên dạy bồi dỡng học sinh giỏi môn cần thiết bổ ích Bản thân giáo viên dạy Hoá trờng THCS Đồng Minh đà nhiều năm đà nhiều lần dạy bồi dỡng học sinh giỏi Tôi nhận thấy để dạy đội tuyển học sinh giỏi đạt hiệu cao không cô trò lỗ lực mà giáo viên cần nghiên cứu tài liêu áp dụng vào thực tế giảng dạy đúc rút học bổ ích cần thiết cho Có nh kết học sinh giỏi đợc trì phát huy năm sau cao năm trớc Trong trình bồi dỡng học sinh giỏi có nhiều phơng pháp, kinh nghiệm thờng dạy theo chuyên đề nh chuyên đề nhận biết, chuyên đề xác định công thức hoá học, toán nồng độ dung dịch, toán tăng giảm khối lợng Mỗi chuyên đề có đặc điểm riêng đòi hỏi giáo viên cần đầu t nghiên cứu loại sách đặc biệt sách nâng cao đề thi häc Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS sinh giái cấp năm trớc từ xây dựng phơng pháp giải chung cho chuyên đề hệ thống tập theo trình tự từ dễ đến khó Trong trình dạy giáo viên dạy cho học sinh phơng pháp giải chung trớc sau hớng dẫn học sinh lµm vµi bµi vÝ dơ Häc sinh từ phơng pháp giải chung phát triển theo hớng khác hệ thống tập Mặc dù công tác bồi dỡng học sinh giỏi có nhiều ngời nghiên cứu có nhiều kinh nghiệm tôi, có thành tích cao song với việc nghiên cứu đúc rút kinh nghiệm giúp mở rông thêm tầm hiểu biết kiến thức chuyên môn Kinh nghiệm học bổ ích giúp vững tin năm tiếp theo, dạy bồi dỡng học sinh giỏi đạt hiệu cao Tôi xin mạnh dạn trình bày kinh nghiệm nhỏ dạy dạng xác định CTHH để bạn đồng nghiệp tham khảo Tôi mong viết bổ ích cho bạn công tác dạy bồi dìng häc sinh giái ho¸ 9, nã cã thĨ gióp bạn dạy đội tuyển học sinh giỏi thuận lợi hơn, đạt hiệu cao Rất mong nhận đợc ý kiến đóng góp bạn để viết đợc hoàn chỉnh Phần II: nội dung I Cơ sở khoa học lý luận: - Bài tập xác định CTHH THCS đợc xây dựng dựa số quy tắc định luật sau: 1.Quy tắc hoá trị * Trong CTHH tích số hoá trị nguyên tố, nhóm nguyên tố tích số hoá trị nguyên tố, nhóm nguyên tố Công thức tổng quát: Ax By Ta có: a x = b y => (x,y lµ sè tự nhiên tối giản nhất) Trong dạy xác định CTHH máy móc ( chuyển chéo hoá trị nguyên tố thành số) Dy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Aa Bb Chó ý: NÕu hoá trị nguyên tố cha tối giản rót gän tríc råi chun chÐo sau VD: SVIOII > S3 O1 > SO3 Định luật bảo toàn khối lợng * Trong phản ứng hoá học tổng khối lợng chất sản phẩm tổng khối lợng chất tham gia phản ứng - PTHH tổng qu¸t: A + B > C + D Ta cã mA + mB = mC + mD => mA = mC + mD - mB Định luật thành phần không đổi VD: Trong CTHH: H2O theo định luật thành phần không đổi tồn tỉ lệ: thÕ - Tõ 0,4g H vµ 3,2g O ta tÝnh ®ỵc nH = 0,4 : = 0,4 mol, nO = 3,2 : 16 = 0,2 mol VËy tØ lÖ sè nguyªn tư => CTHH H2O - Tõ 3,6g H2O ta tính đợc: mH = mO = = 0,4 g = 3,2 g II.Thùc tr¹ng d¹y båi dìng häc sinh giỏi môn hoá 9: Thuận lợi Trang thiết bị: Hoá chất, dụng cụ thí nghiệm đợc cung cấp đủ Đội ngũ giáo viên hầu hết giáo viên trẻ đợc đào tạo chuyên ngành có lực chuyên môn tốt Học sinh Vĩnh Bảo có truyền thống học tốt Đặc biệt học sinh giỏi môn Hoá có bề dầy thành tích năm đội tuyển Hoá có từ - giải thành phố có đến giải nhất, nhì Với phát triển công nghệ thông tin nh ngày số thí nghiệm khó, độc hại đợc thay thí nghiệm băng đĩa, quy trình sản xuất hoá học đợc mô Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS gióp viƯc d¹y thuận lợi Những kiến thức trìu tợng nh cấu tạo nguyên tử, diễn biến phản ứng hoá học đợc mô tả hình ảnh vi tính sinh ®éng râ rµng gióp häc sinh dƠ hiĨu vµ høng thú học tập Khó khăn - Một số thiết bị đồ dùng dạy học thiếu đà đợc cấp chất lợng không sử dụng đợc nh bình điện phân, bột sắt ( đà bị oxi hóa) Hầu hết trờng phòng thực hành Hoá ( chuyên dụng ) - Sự phát triển công nghệ thông tin đòi hỏi giáo viên phải biết sử dụng tin học đa công nghệ thông tin vào dạy học - Một số trờng cha thực coi môn hoá học xem môn phụ, u tiên cho môn Văn, Toán, Anh Vì nhà trờng cha quan tâm, đầu t nhiều cho việc dạy học môn hoá lớp nh bồi dỡng học sinh giỏi môn Hoá - Nhiều phụ huynh học sinh xem môn hoá môn phụ không muốn cho em theo học đội tuyển học sinh giỏi môn hoá chí xin cho sang đội Toán không học đôi tuyển - Kinh phí chi cho dạy bồi dỡng HSG ỏ trờng THCS nhiều giáo viên tình nguyện dạy không công có mức thu thấp không đáng kể Đặc biệt hầu hết trờng nông thôn vùng sâu phụ huynh điều kiện đóng góp công tác xà hội hoá giáo giục thấp việc chi cho dạy HSG khó, không động viên đợc giáo viên tích cực nghiên cứu giảng dạy III Một số dạng tập xác định công thức hoá học Xác định CTHH dựa vào tỉ lệ % nguyên tố a Cách giải - Hợp chất có công thức dạng chung AxByCz - Vì tỉ lệ khối lợng nguyên tố tỉ lệ % khối lợng nguyên tố nên ta có mA: mB: mC= %A:%B:%C xMA : yMB : zMC = %A : %B : %C =>x : y : z = %A/MA : %B/MB : %C/MC Dạy dạng xác định công thức hoá học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS - Tìm x,y,z ( x,y,z số nguyên , tỉ lệ tối giản) b Bài tập ví dụ Bài tập 1: Phân tích chất vô A nguời ta nhận đợc % khối lợng nguyên tố K, N,O lần lợt 45,95%; 16,45%; 37,6% Xác định CTHH A Cho biết tên chất A ứng dụng thực tế Lời giải Vì %K + %N + %O = 45,95 + 16,45 + 37,6 = 100% => A chØ chøa nguyªn tè: K, N, O Gäi CT chung A KxNyOz - Vì tỉ lệ khối lợng nguyên tố tỉ lệ % khối lợng nguyên tố nên ta có: x:y:z = 45,95/39: 16,45/14: 37,6/16 => x: y : z = 1,17 : 1,17 : 2,34 = : : => x = 1; y = 1; z = VËy CTHH cđa A lµ: KNO2: Kali nitrit ( diêm tiêu) Bài tập 2: Một loại thuỷ tinh có thành phần % khối lợng nguyên tố 9,62%Na; 46,86%O; 8,36%Ca; 35,16%Si Tìm công thức thuỷ tinh dới dạng oxit Biết công thức thuỷ tinh chứa phân tử CaO Lời giải Cách 1: Gọi công thức thuỷ tinh Na xCaySizOt Vì tỉ lệ khối lợng nguyên tố tỉ lệ % khối lợng nguyên tố nên ta cã x : y : z : t = 9,62/23 : 8,36/40 : 35,16/28 : 46,86/16 = : : : 14 => CTHH: Na2CaSi6O14 hay Na2O.CaO.6SiO2 Cách 2: Gọi CTHH thuỷ tinh dới dạng oxit lµ: xNa2O.CaO.ySiO2 Ta cã: x : : y = 9,62/46 : : 35,16/28 = : : Suy x = 1, y = CTHH thuỷ tinh: Na2O.CaO.6SiO2 Xác định CTHH dựa theo PTHH 2.1 Xác định nguyên tố hoá học a) Cách giải Cách 1: Dy dng bi xỏc nh cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Khi gặp dạng Học sinh phải hiểu đợc muốn xác định nguyên tố A ta phải tìm MA Có thể tìm MA theo hớng sơ đồ dới NTHH (A) ? NTK (A) MA mA ( ®Ị bµi cho) nA < - nB < M h/c chøa A khèi lg h/c sè mol h/c chøa A Cách 2: - Đặt CTHH chất cần tìm - ViÕt PTHH - TÝnh sè mol cđa chÊt liªn quan - Lập PT hệ PT toán, giải PT hệ PT tìm nguyên tử khối nguyên tố suy tên nguyên tố b) Bài tập VD Bài tập 1: hoà tan 3,6 g kim loại hoá trị dung dịch HCl thu đợc 3,36 l hiđrô đktc Xác định tên kim loại đà dùng Lời giải * phân tích: Kim loại < nguyên tö khèi A < - MA < - mA = 3,6 nA < - nH2 < VH2 = 3,36 l nH2= 3,36:22,4= 0,15 mol Gọi kim loại cần tìm lµ A, ta cã PTHH: A + 2HCl > ACl2 + H2 1mol 0,15 mol mol 0,15 mol Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS MA= mA : nA = 3,6 : 0,15 = 24 (g) =>NTKA= 24 đvc Vậy kim loại cần tìm là: Magiê (Mg) Bài tËp 2: Hoµ tan 18,46 (g) mét mi sunfat cđa kim loại hoá trị I vào nớc đợc 500 ml dung dịch A Cho toàn dung dịch A tác dụng với dung dịch BaCl2 d đợc 30,2g muối kết tủa Xác định CTHH muối đà dùng Lời giải Gọi CTHH muối sunfat cần tìm A2SO4 nBaSO4 = 30,2/233 = 0,13(mol) PTHH: A2SO4 + BaCl2 > BaSO4 + 2ACl 1mol 1mol 0,13 mol 0,13 mol M.A2SO4 = 18,46/ 0,13 = 142 2A + 96 = 142 A = 23 (Natri) Bµi tËp 3: Cho 9,2 g kim loại A phản ứng với khí clo d tạo thành 23,4 g muối HÃy xác định kim loại A biết A hoá trị I Lời giải Ta có PTHH: 2A + Cl2 > 2ACl 2mol a mol * C¸ch 1: n ACl 2mol a mol = 23,4 : (A + 35,5) nA = 9,2 : A Theo PTHH: nA = nACl => 9,2 /A = 23,4 / (A + 35,5) => 9,2A + 326,6 = 23,4A => 14,2 A = 326,6 => A= 23 VËy kim lo¹i A natri * Cách 2:T heo PTHH Ta có : Độ tăng khối lợng = lợng muối - lợng kim lo¹i - Sè mol A = (23,4 - 9,2): 35,5 = 0,4 mol MA = 9,2: 0,4 = 23 Dạy dạng xác định cơng thức hố học bi dng hc sinh gii THCS Vây kim loại A Na Bài tập 4: CHo hỗn hợp muối clorua kim loại M hoá trị II III tác dụng hoàn toàn với dung dịch NaOH d Biết khối lợng hiđrôxit kim loại hoá trị II 19,8 g khối lợng clorua kim loại hoá trị II 0,5 khối lợng mol M Xác định CTHH muối clorua Lời giải - Công thức muối clorua MCl2 MCl3 - PTHH: (1) MCl2 + 2NaOH > M(OH)2 + 2NaCl (2) MCl3 + 3NaOH > M(OH)3 + 3NaCl n M(OH)2 = 19,8 /(M + 34) n MCl2 = 0,5M /(M + 71) Theo PTHH (1) nM(OH)2 = nMCl2 = 19,8M + 1405,8 = 0,5M2 + 17 M 0,5M2 - 2,8M - 1045,8 = Giải phơng trình ta tìm đợc: M1 = 2,8 - 53,06 = - 50,26 ( loại M > 0) M2 = 56 Vậy kim loại M sắt Fe, muối cần tìm FeCl 2, FeCl3 2.2 Xác định công thức hoá học *Nhận xét: Nhìn nhận cách khái quát dạng tập phải giải đợc vấn đề chính: +) Thứ phân tử chất gồm nguyên tố +) Thứ hai phân tử chất có bao nhiều nguyên tử nguyên tố - Hai phần không tách khỏi nhau, phần định tính thờng đầu cho sẵn suy từ sản phẩm Phần định lợng dựa vào phản ứng hoá học kiện đề > lập tỉ lệ, tỉ số, từ tìm số nguyên tố a) Các bớc giải chung - Đặt công thøc chung: AxCyOz Dạy dạng xác định công thức hoá học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS - Viết PTHH - Dựa vào phản ứng kiện đầu lập tỉ lệ x : y : z > Tìm x,y,z ( Biết x,y,z số nguyên tối giản) b) Bài tập VD Bài tập 1: Khử lợng oxit sắt cha biết H2 nóng d Sản phẩm tạo hấp thụ 100g dung dịch H 2SO4 98% nồng độ axit giảm 3,405% chất rắn thu đợc sau phản ứng khử đợc hoà tan axit H2SO4 loÃng thoát 3,36 l khí H2 (đktc) Tìm công thức oxit sắt bị khử? Lời giải - Gọi công thức oxit sắt lµ FexOy - PTHH: (1) FexOy + yH2 > xFe + yH2O (2) Fe + H2SO4 lo·ng > FeSO4 + H2 n H2 = 3,36 : 0,15 (mol) Theo PT (1) vµ (2) n.Fe FexOy = n Fe(2) = 0,15 mol mH2SO4 = 98 g m dung dÞch H2SO4sau hÊp thơ = 100 + mH2O C% H2SO4 sau hÊp thô: 98 - 3,405 = 94,595% Ta cã = => mH2O = nH2O = 3,6 : 18 = 0,2 mol Theo (1) no FexOy = nH2O = 0,2 mol Ta cã tØ lÖ: = = = => x= 3; y = Vậy công thức sắt cần tìm là: Fe3O4 Bài tập 2: Cho 10 g dung dịch muối sắt clorua 32,5 % tác dụng với dung dịch bạc nitrat d tạo thành 8,61 g kết tủa HÃy tìm CTHH muối sắt đà dùng Lời giải - Gọi công thức muối sắt clorua FeClx - PTHH: FeClx + xAgNO3 >Fe(NO3)x + x AgCl n AgCl = 8,61:143,5 = 0,06 mol mFeClx= = 3,25 (g) n FeClx = (mol) Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Theo PT: n AgCl = nFeClx nªn ta cã : 3,25 x = 3,36 + 2,13 x 1,12 x= 3,36 => x = VËy CTHH muối sắt : FeCl3 Bài tập 3: Khử hoàn toàn 0,8g oxit kim loại M cần dùng 336 ml H (đktc) Cho lợng kim loại thu đợc phản ứng với dung dịch axit HCl lấy d thu đợc 224ml khí H2 (đktc) Xác định công thức oxit M Lời giải Giả xử kim loại M không thay đổi hoá trị Gọi công thức oxit kim loại M: Mx0y, M có hoá trị 2y/x nH2 (PT1) = 0,336 : 22,4 = 0,015 mol nH2 (PT2) = 0,224 : 22,4 = 0,01 mol PTHH: (1) MxOy + yH2 > 1mol ymol 0,015/y mol (2) xM xmol xM + xmol ymol 0,015mol x/y0,015mol + 2yHCl 2ymol yH 2O 0,015mol > xMCl2y/x + yH2 xmol 0,01x/y mol ymol 0,01mol Ta cã: Sè mol cđa M lµ 0,15 = 0,1 v« lÝ => M cã sù thay đổi hoá trị Gọi hoá trị M tham gia phản ứng với HCl a (a số nguyªn, a>0) PTHH (3) 2M + 2HCl > 2MCla 2mol 2amol 0,1.2/amol 0,2mol 2mol + aH2 amol 0,1.2/amol 0,1mol Theo PT (1) nH2O = 0,015mol => nO = 0,015mol =>mO = 0,015.16 = 0,24g mM = 0,8- 0,24 = 0,56g nM = Theo PT(3) nH2 = nM 10 Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS => 0,1 = => 0,56/M = 0,2/a => M =28a a hoá trị M, a nhận giá trị 1,2,3 giá trị M tơng ứng bảng dới đây: a X 28 56 84 M lµ kim loại có cặp a = 2; M =56 thoả mÃn => M Fe(sắt) Ta có tỉ lệ x : y = nFe : nO = : = 0,01 : 0,015 = : => x =2 ; y = VËy c«ng thøc oxit cđa M Fe2O3 Xác định CTHH chất toán biện luận 3.1 Bài toán biện luận theo hoá trị: a/ Cách giải - Gọi nguyên tố cần tìm M, có hoá trị a (a > 0, a số tự nhiên ) - Viết PTHH - Dự vào PTHH kiện đề bài, lập PT liên hệ M a - Biện luận tìm M a thoả mÃn toán b/ Bài tập vÝ dơ Bµi tËp 1: Hoµ tan 3,87 g kim loại X axit HCl thu đợc 4,704 lit khí H2 đktc Xác định kim loại X? Lời giải Gọi a hoá trị kim loại X ( a > 0; a thuéc N) PTHH: 2X + 2aHCl > 2XCla + aH2 nH2 = 4,704 : 22,4 = 0,21 mol Theo PT nH2 = => nx nx = 0,21 => nx = X = 3,78a : 0,42 => X= 9a 11 Dạy dạng xác định công thức hoá học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Với a hoá trị kim loại X nên a nhận giá trị 1,2, giá trị X tơng ứng theo bảng sau : a X 18 27 ChØ cã trêng hỵp a = 3; x = 27 thoả mÃn Vậy kim loại X nhôm ( Al) Bài tập 2: Hoà tan 16, g kim loại X lít dung dịch HNO 0,5 M sau phản ứng kết thúc thu đợc 5,6 l hỗn hợp NO N2 đktc nặng 7,2 g Tìm kim loại X Lời giải - Số mol hỗn hợp NO ,N2 = 5,6 : 22,4 = 0,25 mol Gọi a hoá trị kim loại X ( a > 0; a thuộc N) Gọi số mol NO N2 lần lợt lµ x vµ y ( x, y > 0) PTHH: (1) 3X + 4aHNO3 > 3X(NO3)a + aNO + 2aH2O x mol (2) 10X + 12aHNO3 > 10X(NO3)a + aN2+ 6a H2O y mol - Ta cã hÖ phơng trình x + y = 0,25 (1) 30x + 28 y = 7,2 (2) Tõ (1) suy x = 0,25 - y thay vào (2) ta đợc 30 (0,25 - y) + 28 y = 7,2 7,5 - 2y = 7,2 => y = 0,15 => x= 0,1 VËy nNO = 0,1 mol, nN = 0,15 mol TheoPT(1) nx = (2) nx= Tæng nX = nNO = nN2 = + X = mX : nX = 16,2 : 0,1 = 0.15 = = = 9a 12 Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Víi a lµ hoá trị kim loại X lên a nhận giá trị 1,2, giá trị X tơng øng theo b¶ng sau : a X 18 27 Với kim loại có trờng hợp a = 3; X = 27 phù hợp => Kim loại cần tìm Al Bài tập 3; Khi hoà tan hết lợng kim loại R vào dung dịch HNO3 loÃng vừa đủ vào dung dịch H 2SO4 loÃng vừa đủ thể tích khí NO2 khí H2 thoát (ở đk) Đem cô cạn dung dịch nhận đợc lợng muối sunfat 62,81% lợng muối natrit Xác định kim loại R Bài giải Gọi số mol kim loại R a mol, hoá trị R tác dụng HNO 3, H2SO4 lần lợt x,y (x,y thuộc N, x,y > 0) PT (1) 3R + 4xHNO3 > 3R(NO3)x + xNO + 2xH2O 3mol 3mol amol x mol a mol xa/3 mol PT(2) 2R + yH2SO4 > R2(SO4)y + yH2 2mol 1mol a mol a/2 mol y mol y.a/2mol VH2(2) = VNO(1) ë cïng ®iỊu kiƯn => nH2 = nNO = => = => x = 3; y = Thay hoá trị R vào PTHH ta đợc: PT (1) R + 4HNO3 > R(NO3)3 + NO + 2H2O a mol a mol PT(2) R + H2SO4 > RSO4 + H2 amol amol m RSO4 = a.(R+96) m R(NO3)3 = a.(R + 62.3) = a (R + 186) 13 Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Ta cã : a (R+96) = 0,6281a (R + 186) R+96 = 0,6281R +116,83 0,3719 R = 20,83 R = 56 Vậy R sắt (Fe) 3.2 Biện luận trị số trung bình a/ Cách tính khối lợng mol trung bình Chất A chất B cã tỉng sè mol lµ x mol , tỉng khèi lợng m (g ) Khối lợng mol trung bình cđa A vµ B lµ MTB Ta cã : MA,B = m : x Gi¶ sư : MA < MB Luôn có : MA < MTB < MB b/ Cách giải - Gọi CTHH cần tìm A,B có số mol x, y mol - Viết PTHH - Tính M trung bình A B - Biện ln khèi lỵng mol cđa A, B so víi M trung bình tìm A, B c/Bài tập ví dụ Bài tập1 Hỗn hợp oxit muối cacbonat kim loại kiềm nặng 23g đợc hoà tan hoàn H 2SO4 lo·ng d tho¸t V dm3 CO2 ë đktc thu đợc dung dịch X Nếu thêm BaCl2 d vào X tách 69,9 g kết tủa trắng Tìm V tìm kim loại ? Lời giải - Gọi kim loại kiềm A, oxit A2O, Muèi cac bonat lµ A2CO3 - Gäi sè mol A2O, A2CO3 lần lợt x, y mol (x,y > 0) cã PTHH: (1) A2O + H2SO4 -> A2SO4 + H2 x mol x mol (2) A2CO3 + H2 SO4 > A2SO4 + CO2 + H2O y mol (3) A2SO4 + BaCl ( x+ y) mol y mol y mol > BaSO4 +2ACl (x+ y) mol 14 Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS n BaSO4 = 69,9 : 233 = 0,3 mol Ta cã PT: x + y = 0,3 (2A +16)x + (2A + 60)y = 23 Khối lợng mol TB A2O A2CO3 lµ M = 23 : 0,3 = 76,67 Cã 2A + 16 < M < 2A + 60 => 2A +16 < 76,67 2A + 60 > 76,67 => 2A < 60,67 2A > 16,67 => A < 30,335 A > 8,335 A kim loại kiềm Vậy có A = 23 phù hợp => kim loại A lµ Na ( natri) Bµi tËp 2: Hoµ tan hoµn toàn 1,7 g hỗn hợp gồm kẽm kim loại A ( A hó trị II không đổi) Trong dung dịch HCl d tạo 0,672 l khí đktc mặt khác hoà tan riêng 1,9g kim loại A dùng không hết 200 ml dung dịch HCl 0,5 M Tìm kim loại A Lời giải nH2 = 0,672: 22,4 = 0,03 mol n HCl = 0,2 0,5 = 0,1 mol PTHH (1) Zn + 2HCl > ZnCl2 + H2 (2) A + 2HCl > ACl2 + H2 Theo PT (1) vµ (2) nA+ nZn = nH2 = 0,03 mol MTB = 1,7 : 0,03 = 56,67 V× Zn = 65 > 56,67 => A < 56,67 Theo PT (2) nA = 1/2 nHCl < 0,1/2 => nA < 0,05 mol => A > 1,9 :0,05 => A > 38 VËy 38 < A < 56,67 => A = 40 A có hoá trị II không đổi Vậy A kim loại Ca (canxi) 3.3 Biện luận so sánh tìm khoảng giới hạn a) Cách giải - Gọi nguyên tố cần tìm A - Viết PTHH - Dựa vào PTHH đầu lập hệ PT PT - Biện luận tìm khoảng giới hạn a < A < b Từ suy A 15 Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS b) Bµi tËp vÝ dơ Bµi tËp 1: Hoµ tan hoµn toµn 26,6g hỗn hợp muối cácbonat axit cácbonat trung tÝnh cđa kim lo¹i kiỊm b»ng 200 ml HCl 2M Sau phản ứng phải trung hoà axit d 50 ml dung dịch Ca(OH)2 1M Tìm công thức muối khối lợng muối hỗn hợp? Lời giải Gọi kim loại kiềm cần tìm A công thức muối cacbonat A2CO3 AHCO3 Gọi số mol A2CO3 AHCO3 lần lợt x,y mol (x,y > 0) n Ca(OH)2 = 0,05 = 0,05 mol nHCl = 0,2.2 = 0,4 mol PTHH: (1) A2CO3+ 2HCl > 2ACl + CO2 + H2O mol 2mol x mol 2xmol (2) AHCO3 + HCl > ACl + CO2 + H2O 1mol 1mol ymol ymol (3) 2HCl + Ca(OH)2 > CaCl2 + 2H2O 2mol 2mol 0,1 mol 0,05mol n HCl(1), (2) = 0,4 - 0,1 = 0,3 mol Ta cã hÖ PT : 2x+y = 0,3 (2A+ 60) x + ( A+61)y = 26,6 2x + y = 0,3 (1) A(2x+y) +30 (2x+y) +31y =26,6 (2) Thay vào ta đợc: 0,3A + 30.0,3+31y = 26,6 => 31y = 26,6 - 9- 0,3A => y = (17,6 - 0,3A ): 31 - Víi y > ta cã (17,6 - 0,3A ): 31 > => A < 17,6 : 0,3 => A < 58,6 - Víi y < 0,3 ta cã (17,6 - 0,3A ): 31 < 0,3 => 17,6 - 0,3A < 9,3 => A > 8,3 : 0,3 => A > 27,6 16 Dạy dạng xác định công thức hoá học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS * VËy ta cã 27,6 < A < 58,6 A kim loại kiềm => A kali (K) Bài tập Hoà tan hoàn toàn 17,2 g hỗn hợp kim loại kiềm A oxit vào nớc đợc dung dịch B Cô cạn dung dịch B thu đựơc 22,4g hiđroxit khan Xác định tên kim loại khối lợng chất hỗn hợp ban đầu Lời giải - Gọi số mol A A2O lần lợt x,y (x,y>0 ) PTHH (1) 2A + 2H2O > 2AOH + H2 2mol 2mol x mol x mol (2) A2O + H2O > 2AOH 1mol 2mol ymol 2y mol - Ta cã hÖ PT Ax + ( 2A + 16 ) y = 17,2 ( A + 17) x + (A + 17 ) 2y = 22,4 => A (x + 2y ) + 16y = 17,2 (1) A (x + 2y ) + 17 (x + 2y ) = 22,4 Tõ (1) => (x + 2y ) = (17 + A ) Thay vµo (2) ta đợc = 22,4 => 17,2 - 16y = => y = =>16y = 17,2 - - - Víi y > ta cã: => (2) - >0 < => 22,4A < 17,2A + 292,4 => 5,2A < 292,4 => A < 56 - LÊy (2) trõ (1) ta cã 17x + 18 y = 5,2 => 18y < 5,2 -Víi y < => y < ta cã 17,2 - < 16 => > 12,58 17 Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS =>9,82 A > 213,86 => A> 21,77 - VËy 21,77 < A A Na, K 3.4 Biện luận theo trờng hợp VD1: Trộn CuO với oxit kim loại hoá trị II không đổi theo tỉ lệ mol 1: đợc hỗn hợp X Cho mét luång CO nãng d ®i qua 2,4 g X đến phản ứng hoàn toàn thu đợc chất rắn Y Để hoà tan hết Y cần 40 ml dung dịch HNO3 2,5M thoát khí NO dung dịch thu đợc chứa muối kim loại nói Xác định kim loại cha biÕt ? Lêi gi¶i n HNO3 = 2,5 0,04 = 0,1 mol - Gäi sè mol CuO 2,4 g hỗn hợp X a mol , số mol AO 2a mol ( a > ) Vì cha thể xác định đợc Y gồm chất nên ta chia trờng hợp sau * Trờng hợp : Kim loại A đứng sau nhôm dÃy hoạt động hoá học => AO bị CO khử theo c¸c PTHHsau (1) CuO + CO > Cu + CO2 (2) AO + CO > A + CO (3) 3Cu + HNO3 > 3Cu(NO3)2 +2NO +4 H2O (4) 3A + 8HNO3 > 3A(NO3)2 +2NO +4H2O Ta cã hÖ: 80a +(A +16) 2a = 2,4 8/3 ( a + 2a) = 0,1 => 80a + 32a +2aA = 2,4 a + 2a = 0,0375 => a = 0, => nCuO = 0,0125 => nAO = 0,025 nªn ta cã: 80.0,0125 + 0,025A + 0,4 = 2,4 0,025A = => A = 40 Vậy kim loại A canxi (Ca) - Vì AO CaO không thoả mÃn điều kiện A đứng sau Al CaO không bị CO khử nên trờng hợp A Ca (loại) *Trờng hợp 2: A đứng trớc nhôm dÃy hoạt động hoá học, AO không bị CO khö PTHH: CuO + CO > Cu + CO2 18 Dạy dạng xác định cơng thức hố học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS 3Cu + 8HNO3 > 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 3mol 8mol amol 8/3a mol AO + 2HNO3 >A(NO3)2 + H2O 2a mol 4a mol Ta cã hÖ: 80a + (A +16) 2a =2,4 8/3a + 4a = 0,1 => a = 0,015 80.0,015 + 0,015 A + 32 0,015 = 2,4 0,03A = 2,4 - 1,68 A = 0,72 : 0,03 A = 24 VËy A lµ kim loại magie (Mg) IV Kết thực - Những năm đầu vào nghề,cha có kinh nghiệm đợc giao dạy đội tuyển học sinh giỏi không phân dạng tập theo chuyên đề mà đọc sách thấy hay khó dạy cho học sinh Kết học sinh nắm kiến thức không theo hệ thống, gặp tơng tự học sinh làm đợc cần biến đổi, phối hợp kiến thức học sinh lúng túng Vì kết thi HSG không cao học sinh không đạt giải cấp huyện đạt giải khuyến khích cấp huyện không đợc dự thi cấp thành phố - Trong năm gần dà nghiên cứu vầ thể nghiệm đề tài trờng THCS Đồng Minh, kết học sinh nắm kiến thức có hệ thống có kĩ giải dạng tập chuyên đề, từ biến đổi linh hoạt dạng vận dụng vào toán biện luận tổng hơp có hiệu - Kết cụ thể : + Năm học 2004 - 2005 có học sinh đạt giải HSG cấp huyện học sinh đạt giải ba cấp thành phố môn hoá + Năm học 2006 - 2007 có học sinh dự thi HSG môn hoá có học sinh đạt giải nhì, học sinh đạt gải ba cấp huyên có hai em thi HSG cấp thành phố dạt giải khuyến khích + Năm học 2007 - 2008 cã häc sinh dù thi HSG m«n hoá có học sinh đạt giải nhì, học sinh đạt gải ba cấp huyên có hai em đợc vào đội dự tuyển học sinh giỏi cÊp thµnh 19 Dạy dạng xác định cơng thức hoá học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS * Kết ỏi song với cố gắng mệt mỏi cô trò tin cô trò đạt kết cao năm Phần III: kết luận khuyến nghị Kết luận chung * Để bồi dỡng học sinh giỏi môn Hoá có hiệu quả: - Cần chọn đợc học sinh có t chất thông minh, chăm học, yêu thích môn hoá học - Giáo viên phải không ngừng học tập nâng cao mở rộng kiến thức cho thân, nhiệt tình giảng dạy Cả thầy trò không quản thời gian dạy học * Để dạy tốt chuyên đề xác định công thức hoá học : - Giáo viên cần đọc nhiều loại sách tham khảo để phân dạng tập Có thể phân làm dạng: * Xác định CTHH dựa theo tỉ lệ % * Xác định CTHH dựa theo PTHH * Xác định CTHH dựa vào toán biện luận Trong khó phức tạp dạng xác định CTHH dựa vào toán biện luận Mỗi dạng giáo viên nên đa phơng pháp giải chung hệ thống tập theo trình tự từ dễ đến khó - Cần tăng cờng kiĨm tra häc sinh b»ng nhiỊu h×nh thøc: kiĨm tra miệng, trắc nghiệm, kiểm tra viết Sau lần kiểm tra phải chấm, trả, chữa có nhận xét u khuyết điểm để học sinh nhận lỗi sai từ điều chỉnh việc dạy học cho phù hợp - Sau dạng tập tổ chức cho học sinh tự đề trao đổi chéo cho tự giải Qua năm dạy đội tuyển học sinh giỏi nhận thấy áp dụng cách làm nh viết nàygiúp: Học sinh biết nhận dạng tập xác định CTHH, có kĩ giải dạng tập xác định CTHH - Học sinh hiểu sâu sắc dạng từ có khả phối hợp dạng với cách linh hoạt đặc biệt làm dạng biện luận - Giáo viên có hệ thống kiến thức tài liệu làm sở cho việc bồi dỡng học sinh giỏi năm dạt hiệu cao Một vài khuyến nghị * Với ban giám hiệu, ban chuyên môn nhà trờng 20 ... định nguyên tố hoá học a) Cách giải C¸ch 1: Dạy dạng xác định cơng thức hoá học bồi dưỡng học sinh giỏi THCS Khi gặp dạng Học sinh phải hiểu đợc muốn xác định nguyên tố A ta phải tìm MA Có thể tìm... t nhiều cho việc dạy học môn hoá lớp nh bồi dỡng học sinh giỏi môn Hoá - Nhiều phụ huynh học sinh xem môn hoá môn phụ không muốn cho em theo học đội tuyển học sinh giỏi môn hoá chí xin cho sang... Năm học 2007 - 2008 có học sinh dự thi HSG môn hoá có học sinh đạt giải nhì, học sinh đạt gải ba cấp huyên có hai em đợc vào đội dự tuyển học sinh giỏi cấp thành 19 Dạy dạng xác định cơng thức