bài tập nhiêu cách giải nhằm phát triển tư duy cho học sinh môn hóa học

Bài tập nhiều cách giải nhằm phát triển t duy cho học sinh Dơng Xuân Thành Cổng giáo dục trực tuyến goedu giỳp cho hc sinh phỏt trin nng lc t duy sỏng to thỡ phi tp luyn cho hc sinh hot ng t duy sỏng to, thụng qua hot ng gii bi tp hoỏ hc v luụn khuyn khớch hc sinh tỡm nhiu cỏch gii cho mt bi tp, chn cỏch gii hay nht, ngn gn nht. Vỡ vy ta cn phi chn nhiu bi tp m bo yờu cu ny. Bi 1: m gam phoi bo st (A) ngoi khụng khớ, sau mt thi gian ta thu c hn hp B gm st v cỏc oxit FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 cú khi lng 12 gam. Cho B tỏc dng hon ton vi dung dch HNO 3 thy gii phúng ra 2,24 lớt khớ duy nht NO (ktc). Tớnh m. Li gii Cỏch 1: A + O 2 : Xy ra cỏc phn ng 2Fe + O 2 2FeO 3Fe + 2O 2 Fe 3 O 4 4Fe + 3O 2 2Fe 2 O 3 t s mol cỏc cht trong 12 gam B { FeO: x ; Fe 3 O 4 : y ; Fe 2 O 3 : z ; Fe d : t } 56t + 72x + 232y + 160z = 12 7t + 9x + 29y + 20z =1,5 (I) B + HNO 3 : Xy ra cỏc phn ng Fe + 4HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O 3FeO + 10HNO 3 3Fe(NO 3 ) 3 + NO + 5H 2 O 3Fe 3 O 4 + 28HNO 3 → 9Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 14H 2 O Fe 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O Số mol: 1,0 4,22 24,2 y 3 1 x 3 1 tn NO ==++= ⇒ 3t + x + y = 0,3 (II) Từ (I), (II) ⇒ 10x + 30y + 20z + 10t = 1,8 ⇒ x + 3y + 2z + t = 0,18 Trong m gam Fe có số mol: 18,0tz2y3xn Fe = + + + = ⇒ m = 56.0,18 = 10,08 (gam). Cách 2: Theo định luật BTKL ta có: BO mmm = + ⇒ m12m O − = ⇒ )m12.(0625,0n O − = Quá trình nhường e Quá trình nhận e Fe – 3e → Fe 3+ O + 2e → O 2- 56 m 56 m .3 0,0625.(12 – m) 0,125.(12 – m) 4H + + − 3 NO + 3e → NO + 2H 2 O 3.0,1 0,1 56 m .3E = − )m12.(125,03,0E − + = + Bảo toàn số mol e ta có: +− = EE ⇒ )m12.(125,03,0 56 m .3 −+= ⇒ m = 10,08 (gam). Cách 3: Theo định luật BTKL ta có: OHNO)NO(FeHNOB 233)−p(3 mmmmm + + = + ⇒ 12 + OH)NO(FeHNO 233)−p(3 n.181,0.30n.242n.63 + + = Trong đó: 56 m nn Fe)NO(Fe 33 == ; 1,0 56 m .3nn.3n NO)NO(FeHNO 33)−p(3 +=+= )1,0 56 m .3.( 2 1 n. 2 1 n )−p(32 HNOOH +== Suy ra: 12 + 63.(3. 56 m + 0,1) = 242. 56 m + 30.0,1 + 18. 2 1 (3. 56 m + 0,1) ⇒ m = 10,08 (gam). Cách 4: Coi Fe 3 O 4 ⇔ FeO.Fe 2 O 3 ⇒ B gồm {Fe ; FeO ; Fe 2 O 3 } Đặt số mol các chất trong 12 gam B { Fe dư : x ; FeO: y ; Fe 2 O 3 : z } ⇒ 56x + 72y + 160z = 12 ⇒ 7x + 9y + 20z =1,5 (III) B + HNO 3 : Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 2H 2 O 3FeO + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 5H 2 O 3Fe 3 O 4 + 28HNO 3 → 9Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ +14H 2 O Fe 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O Số mol: 1,0y 3 1 xn NO =+= ⇒ 3x + y = 0,3 (IV) Từ (III), (IV) ⇒ 10x + 10y + 20z = 1,8 ⇒ x + y + 2z = 0,18 Trong m gam Fe có số mol: Fe n = x + y + 2z = 0,18 ⇒ m = 56.0,18 = 10,08 (gam). Cách 5: Vì B chỉ gồm các nguyên tố Fe và Oxi. Đặt số mol các chất trong B { Fe: x ; O: y } ⇒ 56x + 16y = 12 (VII) Quá trình nhường e Quá trình nhận e Fe – 3e → Fe 3+ O + 2e → O 2- x 3x y 2y 4H + + − 3 NO + 3e → NO + 2H 2 O 3.0,1 0,1 x3E = − y23,0E + = + Bảo toàn số mol e ta có: +− = EE ⇒ 3x = 2y + 0,3 (VIII) Từ (VII), (VIII) ⇒ x = 0,18 ; y = 0,12 Trong m gam Fe có: 18,0xn Fe = = ⇒ m = 56.0,18 = 10,08 (gam). Cách 6: Đật công thức chung của 3 oxit là: mn OFe Trong 12 gam B gồm { Fe dư : x ; mn OFe : y } ⇒ 56x + (56n + 16m)y = 12 ⇒ 7x + (7n + 2m)y = 1,5 (V) B + HNO 3 : Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 2H 2 O 3 mn OFe +(12n-2m)HNO 3 → 3nFe(NO 3 ) 3 + (3n-2m)NO ↑ + (6n – m)H 2 O Số mol: 1,0y).m2n3.( 3 1 xn NO =−+= ⇒ 3x + (3n – 2m)y = 0,3 (VI) Từ (V), (VI) ⇒ 10x + 10ny = 1,8 ⇒ x+ ny = 0,18 Trong m gam Fe có: Fe n = x + ny = 0,18 ⇒ m = 56.0,18 = 10,08 (gam). Cách 7: Giả sử lượng Fe tham gia phản ứng với O 2 chỉ tạo ra Fe 2 O 3 . Theo định luật BTKL ta có: BO mmm 2 = + ⇒ m12m 2 O − = ⇒ 32 m12 n 2 O − = Từ phản ứng: Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3 3 . 32 )m12.(4 − 32 m12 − Chất rắn B gồm: { Fe ; Fe 2 O 3 } B + HNO 3 : Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 2H 2 O 0,1 0,1 Fe 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O Bảo toàn nguyên tử: )−p(Fe)B(Fe)A(Fe nnn + = ⇒ 32 . 3 )m12.(4 1,0 56 m − += ⇒ m = 10,08 ( gam ). Cách 8: Giả sử tất cả Fe đều phản ứng với O 2 tạo ra Fe 2 O 3 . 4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3 ⇒ Khối lượng Fe 2 O 3 tối đa là: 7 m10 2 . 56 m .160m 32 OFe == Khối lượng O 2 thiếu là: )12 7 m10 (m 2 O −= ⇒ )12 7 m10 .( 32 1 n )ThiÕu(O 2 −= Ta phải có số mol e do O 2 thiếu nhận phải bằng số mol e do N +5 nhận để tạo ra NO. ⇒ 1,0.3)12 7 m10 .( 32 1 .4 =− ⇒ m = 10,08 ( gam ). Bài 2: Cho hỗn hợp A gồm 3 oxit sắt Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO với số mol bằng nhau. Lấy m gam A cho vào ống sứ chịu nhiệt, nung nóng rồi cho luồng khí CO đi qua. Chất rắn B còn lại trong ống sứ sau phản ứng có khối lượng là 19,20 gam gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 . Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO 3 , đun nóng được 2,24 lít khí NO (đktc) duy nhất. Tính m. Lời giải Số mol: 4,22 24,2 n NO = = 0,1 mol. Cách 1: Đặt số mol các chất trong m gam A { Fe 2 O 3 : x ; Fe 3 O 4 : x ; FeO: x } ⇒ m = 160x + 232x + 72x = 464x A + CO: Xảy ra các phản ứng 3Fe 2 O 3 + CO → 2Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O 4 + CO → 3FeO + CO 2 FeO + CO → Fe + CO 2 Đặt số mol các chất trong 19,2 gam chất rắn B { Fe: y ; FeO: z ; Fe 3 O 4 : t } ⇒ 56y + 72z + 232t = 19,2 ⇒ 7y + 9z + 29t = 2,4 (I) B + HNO 3 : Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 2H 2 O 3FeO + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 5H 2 O 3Fe 3 O 4 + 28HNO 3 → 9Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ +14H 2 O Số mol: NO n = y + 3 1 z + 3 1 t = 0,1 ⇒ 3y + z + t = 0,3 (II) Từ (I), (II) ⇒ 10y + 10z + 30t = 1,8 ⇒ y + z +3t = 0,27 Ta có: )B(Fe)A(Fe nn = ⇒ 6x = y + z + 3t ⇒ x = 0,045. Vậy m = 464x = 464.0,045 = 20,88 (gam). Cách 2: Đặt số mol các chất trong m gam A { Fe 2 O 3 : x ; Fe 3 O 4 : x ; FeO: x } ⇒ m = 160x + 232x + 72x = 464x Theo định luật BTKL ta có: 2 COB)−p(COA mmmm + = + ⇒ 464x + )−p(CO n28 = 19,2 + )−p(CO n44 ⇒ )−p(CO n = 29x – 1,2 Quá trình nhường e Quá trình nhận e Fe 2+ – 1e → Fe 3+ 4H + + − 3 NO + 3e → NO + 2H 2 O x x 3.0,1 0,1 3Fe 8/3+ - 1e = Fe 3+ 3x x C 2+ - 2e = C 4+ (29x-1,2) 2(29x-1,2) E - = x + x + 2(29x-1,2) E + = 0,3 Bảo toàn số mol e ta có E - = E + ⇒ x + x + 2(29x – 1,2) = 0,3 ⇒ x = 0,045 ⇒ m = 464x = 464.0,045 = 20,88 (gam). Cách 3: Đặt số mol các chất trong m gam A {Fe 2 O 3 : x ; Fe 3 O 4 : x ; FeO: x } Theo định luật BTKL ta có: OHNO)NO(FeHNOB 233)−p(3 mmmmm + + = + ⇒ 19,2 + OH)NO(FeHNO 233)−p(3 n.181,0.30n.242n.63 + + = Trong đó: x6nn )A(Fe)NO(Fe 33 = = 1,0x6.3nn.3n NO)NO(FeHNO 33)−p(3 + = + = )1,0x6.3.( 2 1 n. 2 1 n )−p(32 HNOOH +== Suy ra: 19,2 + 63.(18x + 0,1) = 242.6x + 30.0,1 + 18. 2 1 (18x + 0,1) ⇒ x = 0,045 ⇒ m = 464.x = 44.0,045 = 20,88 (gam). Cách 4: Đặt số mol các chất trong m gam A { Fe 2 O 3 : x ; Fe 3 O 4 : x ; FeO: x } Coi FeO.Fe 2 O 3 ⇔ Fe 3 O 4 ⇒ A chỉ có Fe 3 O 4 : 2x ⇒ m = 2.232x = 464x Đặt số mol các chất trong 19,2 gam chất rắn B { Fe: y ; FeO: z ; Fe 3 O 4 : t } ⇒ 56y + 72z + 232t = 19,2 ⇒ 7y + 9z + 29t = 2,4 (III) B + HNO 3 : Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 2H 2 O 3FeO + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 5H 2 O 3Fe 3 O 4 + 28HNO 3 → 9Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ +14H 2 O Số mol: NO n = y + 3 1 z + 3 1 t = 0,1 ⇒ 3y + z + t = 0,3 (IV) Từ (III), (IV) ⇒ 10y + 10z + 30t = 1,8 ⇒ y + z +3t = 0,27 Ta có: )B(Fe)A(Fe nn = ⇒ 6x = y + z + 3t ⇒ x = 0,045. Vậy m = 464x = 464.0,045 = 20,88 (gam). Cách 5: Đặt số mol các chất trong m gam A {Fe 2 O 3 : x ; Fe 3 O 4 : x ; FeO: x } ⇒ m = 160x + 232x + 72x = 464x Coi Fe 3 O 4 ⇔ FeO.Fe 2 O 3 ⇒ B gồm { Fe, FeO, Fe 2 O 3 } Đặt số mol các chất trong 19,2 gam chất rắn B { Fe: y ; FeO: z ; Fe 2 O 3 : t } ⇒ 56y + 72z + 160t = 19,2 ⇒ 7y + 9z + 20t = 2,4 (V) B + HNO 3 : Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 2H 2 O 3FeO + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 5H 2 O Fe 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O Số mol: NO n = y + 3 1 z = 0,1 ⇒ 3y + z = 0,3 (VI) Từ (V), (VI) ⇒ 10y + 10z + 20t = 1,8 ⇒ y + z +2t = 0,27 Ta có: )B(Fe)A(Fe nn = ⇒ 6x = y + z + 2t ⇒ x = 0,045. Vậy m = 464x = 464.0,045 = 20,88 (gam). Cách 6: Đặt số mol các chất trong m gam A {Fe 2 O 3 : x ; Fe 3 O 4 : x ; FeO: x } ⇒ m = 160x + 232x + 72x = 464x Đặt công thức chung của 2 oxit trong B là Fe n O m Trong 19,2 gam B gồm { Fe dư : y ; Fe n O m : z } ⇒ 56y + (56n + 16m)z = 12 ⇒ 7y + (7n + 2m)z = 1,5 (VII) B + HNO 3 : Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 2H 2 O 3Fe n O m +(12n-2m)HNO 3 → 3nFe(NO 3 ) 3 + (3n-2m)NO ↑ + (6n – m)H 2 O Số mol: n NO = y + 3 1 (3n-2m)z = 0,1 ⇒ 3y + (3n-2m)z = 0,3 (VIII) Từ (VII), (VIII) ⇒ 10y + 10nz = 1,8 ⇒ y+ nz = 0,18 Ta có: )B(Fe)A(Fe nn = ⇒ 6x = y + nz ⇒ x = 0,045. Vậy m = 464.0,045 = 20,88 (gam). Bài 3: Nung m gam Fe trong không khí, sau một thời gian thu được 104,800 gam hỗn hợp rắn A gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 . Hoà tan hoàn toàn A trong dung dịch HNO 3 dư, thu được dung dịch B và 12,096 lít hỗn hợp khí X gồm NO và NO 2 (đktc) có tỉ khối so với heli là 10,167. Tính m. Lời giải Số mol: n X = 4,22 096,12 = 0,54 mol. Có He/X d = 10,167 ⇒ M = 10,167.4 = 40,668. 2 NO NO n n = 30668,40 668,4046 − − = 2 1 ⇒ 18,0n NO = ; 36,0n 2 NO = Cách 1: Từ các phản ứng: 2Fe + O 2 → 2FeO 3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4 4Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3 Trong 104,8 gam A gồm { Fe: x ; FeO: y ; Fe 2 O 3 : z ; Fe 3 O 4 : t} ⇒ 56x + 72y + 160z + 232t = 12 ⇒ 7x + 9y + 20z + 29t =13,1 (I) A + HNO 3 : Xảy ra các phản ứng Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 2H 2 O Fe + 6HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + 3NO 2 ↑ + 3H 2 O 3FeO + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ + 5H 2 O FeO + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 ↑ + 2H 2 O 3Fe 3 O 4 + 28HNO 3 → 9Fe(NO 3 ) 3 + NO ↑ +14H 2 O Fe 3 O 4 + 10HNO 3 → 3Fe(NO 3 ) 3 + NO 2 ↑ + 5H 2 O Fe 2 O 3 + 6HNO 3 → 2Fe(NO 3 ) 3 + 3H 2 O Bảo toàn số mol e ta có: 3x + y + t = 3.0,18 + 1.0,36 = 0,9 (II) Từ (I), (II) ⇒ 10x + 10y + 20z + 30t = 14 ⇒ x + y + 2z +3t = 1,4 Trong m gam Fe có số mol: Fe n = x + y + 2z + 3t = 1,4 ⇒ m = 56.1,4 = 78,4 (gam). Cách 2: [...]... (gam) Cách 3: Theo nh lu t BTKL ta có: m + m O = m A ⇒ m O = 104,8 - m ⇒ n O = 6,55 – 0,0625m Quá trình như ng e Fe – 3e → Fe3+ m m 3 56 56 Quá trình nh n e O + 2e → O2- (6,55 - 0,0625m) 2(6,55 - 0,0625m) − 4H+ + NO 3 + 3e → NO + 2H2O 3.0,18 0,18 − 2H+ + NO 3 + 1e → NO2 + H2O 1.0,36 0,36 E- = 3 m 56 B o toàn s mol e: E - = E+ ⇒ 3 E+ = 0,9 + 13,1 – 0,125m m = 0,9 + 1,31 – 0,125m ⇒ m = 78,4g 56 Cách 4:... 2Fe(NO3)3 + 3H2O B o toàn s mol e ta có: 3x + y = 3.0,18 + 1.0,36 T (V), (VI) ⇒ 10x + 10y + 20z = 14 ⇒ 3x + y = 0,9 (VI) ⇒ x+ y + 2z = 1,4 Trong m gam Fe có: n Fe = x + y + 2z = 1,4 ⇒ m = 56.1,4 = 78,4 (gam) Cách 5: t công th c chung c a 2 khí là NO n Có M X = 14 + 16n = 40,668 Theo ⇒ n = 1,66675 nh lu t BTKL ta có: m + m O = m A ⇒ m O = 104,8 - m ⇒ n O = 6,55 – 0,0625m A+ HNO3: X y ra các ph n ng (5-2n) Fe... + (5-2n) e → NOn + (3-n)H2O (5 - 2n).0,54 E- = 3 m 56 0,54 E+ = 2(6,55 – 0,0625m) + (5 – 2n).0,54 B o toàn s mol e ta có: E - = E+ ⇒ 3 m = 2(6,55– 0,0625m) + (5-2n).0,54 56 Thay n = 1,6667 ⇒ m = 78,4g Cách 6: Vì B ch g m các nguyên t Fe và Oxi t s mol các ch t trong B { Fe: x ; O: y } ⇒ 56x + 16y = 104,8 Quá trình như ng e (IX) Quá trình nh n e Fe – 3e → Fe3+ O x y 3x + 2e → O22y − 4H+ + NO 3 + 3e →... H2O 1.0,36 0,36 E- = 3x E+ = 2y + 0,36 + 3.0,18 B o toàn s mol e ta có E - = E+ ⇒ 3x = 2y + 0,36 + 0,18.3 (X) T (IX), (X) ⇒ x = 1,4 ; y = 1,65 Trong m gam Fe có: n Fe = x = 1,4 ⇒ m = 56.1,4 = 78,4 (gam) Cách 7: t công th c chung c a 3 oxit là: Fe n O m A + O2: X y ra ph n ng 2nFe + mO2 → 2 Fe n O m Trong 12 gam B g m { Fedư: x ; Fe n O m : y } ⇒ 56x + (56n + 16m)y = 104,8 ⇒ 7x + (7n + 2m)y = 13,1 (III)... (3n – m)H2O B o toàn s mol e ta có: 3x + (3n-2m)y = 3.0,18 + 1.0,36 ⇒ 3x + (3n-2m)y = 0,9 T (III), (IV) ⇒ 10x + 10ny = 14 ⇒ x+ ny = 1,4 Trong m gam Fe có: n Fe = x + ny = 1,4 ⇒ m = 56.1,4 = 78,4 (gam) Cách 8: Gi i s lư ng Fe tham gia ph n ng v i O2 ch t o ra Fe2O3 Theo nh lu t BTKL ta có: m + m O2 = m B ⇒ m O2 = 104,8 − m ⇒ n O2 = 104,8 − m 32 T ph n ng: 4Fe + 3O2 → 2Fe2O3 (IV) 4.(104,8 − m) 32.3 104,8... 0,18 + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O 0,12 0,36 Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O B o toàn nguyên t : n Fe ( A ) = n Fe ( B ) + n Fe ( p − ) ⇒ m 4.(104,8 − m) = 0,18 + 0,12 + ⇒ m = 78,4 ( gam ) 56 3.32 Cách 9: Gi s toàn b Fe 4Fe + u ph n ng v i O2 t o ra Fe2O3 3O2 → 2Fe2O3 ⇒ Kh i lư ng Fe2O3 t i a là: m Fe2O3 = 160 S mol O2 thi u là: n O2 = m 10m = 56.2 7 1 10m ( − 104,8) 32 7 Ta ph i có s mol e do O2 . Bài tập nhiều cách giải nhằm phát triển t duy cho học sinh Dơng Xuân Thành Cổng giáo dục trực tuyến goedu giỳp cho hc sinh phỏt trin nng lc t duy sỏng to thỡ phi tp luyn cho hc sinh. =− ⇒ m = 10,08 ( gam ). Bài 2: Cho hỗn hợp A gồm 3 oxit sắt Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO với số mol bằng nhau. Lấy m gam A cho vào ống sứ chịu nhiệt, nung nóng rồi cho luồng khí CO đi qua. Chất. gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 . Cho B tác dụng hết với dung dịch HNO 3 , đun nóng được 2,24 lít khí NO (đktc) duy nhất. Tính m. Lời giải Số mol: 4,22 24,2 n NO = = 0,1 mol. Cách 1: Đặt số mol các