PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Giáo dục phổ thông nước ta đang thực hiện bước chuyển đổi mới đồng bộ phương pháp dạy học, kiểm tra, đánh giá trong giáo dục trung học phổ thông theo định hướng tiếp cận năng lực người học. Nghĩa là quan tâm học sinh vận dụng cái gì qua việc học. Để bảo đảm được điều đó, nhất thiết phải thực hiện thành công dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành năng lực và phẩm chất. Phương pháp dạy học theo định hướng tiếp cận năng lực người học có nhiều năng lực cần hình thành và phát triển cho học sinh như: năng lực tự học; năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề; năng lực sáng tạo; năng lực giao tiếp và hợp tác; năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông. Trong số đó, phát triển năng lực sáng tạo, năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề của học sinh là quan trọng, qua đó góp phần thúc đẩy hình thành và phát triển các năng lực khác. Giáo dục môn hóa học cấp trung học phổ thông là dạy học theo định hướng phát triển năng lực học sinh. Do đó giáo viên cần lựa chọn phương pháp và kĩ thuật dạy tối ưu, sử dụng phương tiện dạy học có hiệu quả, giúp học sinh có khả năng và biết vận dụng được kiến thức hóa học vào thực tế. Trong dạy học môn hóa học, bài tập hóa học là phương tiện để tích cực hóa hoạt động của học sinh. Thông qua bài tập hóa học, Học sinh hệ thống hóa được kiến thức, phát triển tư duy sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn hóa học. Xuất phát từ những lý do trên, tôi quyết định chọn đề tài “ Phát triển năng lực học sinh thông qua dạy học bài tập Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm” II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Cơ sở lý luận 1.1 Năng lực
Sáng kiến kinh nghiệm : PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC HỌC SINH THÔNG QUA DẠY HỌC BÀI TẬP KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Giáo dục phổ thông nước ta thực bước chuyển đổi đồng phương pháp dạy học, kiểm tra, đánh giá giáo dục trung học phổ thông theo định hướng tiếp cận lực người học Nghĩa quan tâm học sinh vận dụng qua việc học Để bảo đảm điều đó, thiết phải thực thành công dạy cách học, cách vận dụng kiến thức, rèn luyện kỹ năng, hình thành lực phẩm chất Phương pháp dạy học theo định hướng tiếp cận lực người học có nhiều lực cần hình thành phát triển cho học sinh như: lực tự học; lực phát giải vấn đề; lực sáng tạo; lực giao tiếp hợp tác; lực sử dụng cơng nghệ thơng tin truyền thơng Trong số đó, phát triển lực sáng tạo, lực phát vấn đề giải vấn đề học sinh quan trọng, qua góp phần thúc đẩy hình thành phát triển lực khác Giáo dục mơn hóa học cấp trung học phổ thơng dạy học theo định hướng phát triển lực học sinh Do giáo viên cần lựa chọn phương pháp kĩ thuật dạy tối ưu, sử dụng phương tiện dạy học có hiệu quả, giúp học sinh có khả biết vận dụng kiến thức hóa học vào thực tế Trong dạy học mơn hóa học, tập hóa học phương tiện để tích cực hóa hoạt động học sinh Thơng qua tập hóa học, Học sinh hệ thống hóa kiến thức, phát triển tư sáng tạo, lực giải vấn đề lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn hóa học Xuất phát từ lý trên, tơi định chọn đề tài “ Phát triển lực học sinh thông qua dạy học tập Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm” II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN Cơ sở lý luận 1.1 Năng lực Năng lực học sinh phổ thông khả làm chủ hệ thống kiến thức, kỹ năng, thái độ phù hợp với lứa tuổi vận hành chúng cách hợp lý vào thực thành công nhiệm vụ học tập, giải hiệu vấn đề đặt cho em sống 1.2 Những lực chuyên biệt môn Hóa học Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học - Năng lực sử dụng biểu tượng hóa học - Năng lực sử dụng thuật ngữ hóa học - Năng lực sử dụng danh pháp hóa học Năng lực nghiên cứu thực hành hóa học - Năng lực tiến hành thí nghiệm, sử dụng thí nghiệm an tồn - Năng lực quan sát, mơ tả, giải thích tượng thí nghiệm rút kết luận - Năng lực xử lí thơng tin liên quan đến thí nghiệm Năng lực tính tốn - Năng lực tính tốn cho học sinh thơng qua tập hóa học - Năng lực vận dụng thành thạo phương pháp bảo tồn việc tính tồn giải tốn hóa học - Năng lực vận dụng thuật toán học để giải tốn hóa học Năng lực giải vấn đề thơng qua mơn Hóa học - Năng lực phân tích tình huống, phát nêu tình có vấn đề học tập mơn hóa học - Năng lực tìm hiểu thơng tin liên quan đến vấn đề phát chủ đế hóa học - Năng lực lập kế hoạch giải vấn đề phát - Đưa kết luận xác ngắn gọn Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào sống - Năng lực hệ thống hóa kiến thức - Năng lực phân tích tổng hợp kiến thức hoa học vận dụng vào sống thực tiễn - Năng lực phát kiến thức hóa học ứng dụng vấn đề lĩnh vực khác nhau, phát giải thích hóa học thực tiễn - Năng lực độc lập sáng tạo việc xử lí vấn đề thực tiễn 1.3 Định hướng tập Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm Đề tài xây dựng sử dụng câu hỏi/bài tập hóa học 12 “Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm” theo định hướng phát triển lực cho học sinh - Câu hỏi/Bài tập định tính - Bài tập định lượng - Câu hỏi/Bài tập thực hành thí nghiệm gắn với tượng thực tiễn Về lý thuyết : Học sinh vận dụng kiến thức hóa học : - Kí hiệu ngun tử; cấu tạo nguyên tử; cấu tạo vỏ nguyên tử; cấu hình electron nguyên tử ion - Nguyên tắc xếp nguyên tố bảng tuần hoàn; Cấu tạo bảng tuần hồn; Cách xác định vị trí ngun tố Định luật tuần hồn - Sự hình thành liên kết hóa học; Loại liên kết hóa học phân tử; Viết công thức cấu tạo số phân tử - Các loại phản ứng hóa học vơ cơ; Khả phản ứng chất; Viết phương trình hóa học cân phương trình - Tốc độ phản ứng, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng hóa học - Cân hóa học, yếu tố ảnh hưởng đên tốc độ phản ứng hóa học; Ngun lí chuyển dịch cân Le Chatelier - Tính chất hóa học đặc trưng đơn chất (kim loại ) hợp chất kim loại (oxit, hidroxit(axit-bazơ), muối) - Phản ứng ion dung dịch, pH dung dịch - Biết mô tả, nêu tượng, giải thích tiến hành thí nghiệm Về tập : - Biết cơng thức tính số mol, khối lượng, nguyên tử khối, thể tích khí, nồng độ dung dịch, thành phần % , tỉ khối , hiệu suất phản ứng,… - Biết dạng tập bản: tính lượng chất phản ứng, thành phần hỗn hợp, tìm tên nguyên tố, … - Vận dụng thuật tốn, cơng thức giải nhanh để tính tốn tốn hóa học - Vận dụng thành thạo phương pháp bảo toàn (bảo toàn khối lượng, bảo tồn ngun tố, bảo tồn điện tích, bảo tồn electron ) việc tính tốn giải tập hóa học Cơ sở thực tiễn Sở Giáo dục- Đào tạo tập huấn cho giáo viên Dạy học kiểm tra đánh giá học tập theo hướng phát triển lực học sinh vào đầu năm học Kỳ thi tốt nghiệp Trung học phổ thông Quốc gia địi hỏi em học sinh có khả tổng hợp kiến thức, biết vận dụng kiến thức theo nhiều hướng khác nhau, nắm vững phương pháp giải nhanh Học sinh phải có lực quan sát, phát giải vấn đề để giải tập hóa học thời gian ngắn Sách giáo khoa mơn hóa phổ thơng viết lý thuyết hóa học tập, chưa phân dạng tập cách giải tập nên khó khăn cho Học sinh kì thi Để giúp học sinh lực giải tập hóa học kì thi tốt nghiệp Trung học phổ thông Quốc gia năm 2015 đến Trong đề tài xây dựng sử dụng tập hóa học theo định hướng phát triển lực học sinh Cái đề tài có sử dụng sơ đồ hình vẽ, có sử dụng đồ thị tốn học tập hóa học vận dụng phương pháp giải nhanh, có tập giải thích số tượng thực tiễn hóa học liên quan đến Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhơm Tơi xin trình bày đề tài “ Phát triển lực học sinh thông qua dạy học tập kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm” nội dung đề tài gồm: giải pháp Giải pháp 1: Phát triển lực học sinh thơng qua tập định tính Kim loại loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm 1.1 Sử dụng dạng tập có sơ đồ, hình vẽ, đồ thị 1.2 Sử dụng tập hóa học xây dựng tình có vấn đề, dạy học sinh giải vấn đề, tổ chức cho học sinh tìm tịi, giải vấn đề Giải pháp 2: Phát triển lực học sinh thơng qua tập thực hành thí nghiệm, thực tiễn hóa học Kim loại loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm 2.1 Sử dụng tập thực nghiệm dạy học hóa học 2.2 Sử dụng dạng tập hóa học thực tiễn hóa học Giải pháp 3: Phát triển lực học sinh thông qua tập định lượng Kim loại loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm 3.1 Vận dụng phương pháp đồ thị tập hóa học - Dạng 1: Tính lưỡng tính nhơm hidroxit - Dạng 2: Dung dịch kiềm tác dụng với oxit axit (CO2 , SO2) 3.2 Vận dụng phương pháp giải nhanh tập hóa học - Dạng 1: Tính lưỡng tính nhơm hidroxit - Dạng 2: Dung dịch kiềm tác dụng với oxit axit (CO2 , SO2) - Dạng 3: Xác định tên kim loại - Dạng 4: Kim loại tác dụng với phi kim - Dạng 5: Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm tác dụng với nước, kiềm, axit - Dạng 6: Oxit kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm tác dụng với nước, kiềm, axit - Dạng 7: Phản ứng nhiệt nhôm - Dạng 8: Muối cacbonat kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ tác dụng với axit, kiềm - Dạng 9: Dung dịch kiềm tác dụng với axit photphoric III- TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP Phần I: LÝ THUYẾT KIM LOẠI KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM I Vị trí ngun tố bảng tuần hồn, cấu hình electron ngun tử Vị trí ngun tố bảng tuần hồn, cấu hình electron ngun tử Kim loại kiềm Kim loại kiềm thổ Vị trí BTH Nhóm IA Nhóm IIA Gồm kim loại Chu kì Li Chu kì Nhơm Nhóm IIIA Be Al Na Mg Chu kì K Ca Ơ 13 Rb Sr Cs Ba -ns1 Cấu hình e lớp ngồi -ns2 -3s23p1 Cách xác định vị trí ngun tố bảng tuần hồn Quan hệ vị trí nguyên tố cấu tạo Vị trí ngun tố BTH Cấu tạo ngun tử - Số thứ tự nguyên tố - Số proton, số electron - Số thứ tự chu kì - Số thứ tự nhóm A - Số lớp electron - Số electron lớp Quan hệ cấu hình electron nguyên tử ion Cấu hình e ngun tử nhóm A Cấu hình e ion M: [khí hiếm]ns1 M+ :[khí hiếm] M: [khí hiếm]ns2 M2+:[khí hiếm] M: [khí hiếm]ns2np1 M3+:[khí hiếm] M: [khí hiếm]ns2np4 M2-:[khí hiếm] ns2np6 M: [khí hiếm]ns2np5 M-:[khí hiếm] ns2np6 Cấu hình electron ion Cấu hình electron nguyên tử Vị trí nguyên tố Bán kính nguyên tử kim loại kiềm > kim loại kiềm thổ > nhôm ( chu kì) II Tính chất vật lí Kim loại kiềm Kim loại kiềm thổ Nhôm Trạng thái, màu Màu trắng bạc có ánh kim Tính dẫn điện tốt Màu trắng bạc Màu trắng bạc tốt dẫn điện, nhiệt tốt (= lần Fe, 2/3 Cu) Nhiệt độ nóng chảy, sôi thấp thấp (Giảm dần từ Li Cs) ( > kim loại kiềm ), không theo quy luật Khối lượng riêng nhỏ nhỏ (Tăng dần từ Li Cs) Tnc = 6600C ( > kim loại kiềm ) Al nhẹ không theo quy luật Độ cứng mềm, tương đối mềm, dùng dao cắt dát mỏng Mạng tinh thể Lập phương tâm khối -Be, Mg lục phương -Ca, Sr lập phương tâm diện mềm, dễ kéo sợi, dát mỏng Al lập phương tâm diện - Ba lập phương tâm khối III Tính chất hóa học Kim loại kiềm Nhôm Khử mạnh Khử mạnh ( < KLK) Khử mạnh ( Mg > Al Do bán kính nguyên tử Na > Mg > Al Tính khử Li < Na ; Be < Mg Trong nhóm A tính khử tăng dần 10 n HNO3 = 2n NO 4n NO + 10n N O + 12n N + 10n NH NO 2 Lưu ý: - Sản phẩm khử khơng có bỏ qua Kim loại mạnh thường tạo nhiều sản phẩm khử, có muối NH4NO3 - Kim loại kiềm, kiềm thổ (Ca, Ba, ) khử hết ion H+ axit, đến khử ion H+(H2O) BÀI TẬP MINH HỌA Bài Cho 7,68 gam Mg tác dụng dung dịch HNO3 dư thu 2,688 lít NO (đktc) dung dịch X Khối lượng muối khan thu làm bay dung dịch X A 47,36 gam B 50,16 gam C 49,36 gam D 50,76 gam Hướng dẫn giải Cách 1: Phương pháp bảo toàn electron Đề cho: n Mg = 0,32 mol ; n NO = 0,12 mol n e cho = 2nMg = 0,64 mol Bảo toàn electron: n e nhận = Vậy : m 3n NO + 8n NH+ 0,64 = 0,12 + n NH+ n NH+ = 0,035 mol muối nitrat = m KL pư + 62 n e + m NH NO = 7,68 + 62 0,64 + 0,035 80 = 50,16 gam Cách 2: Phương pháp dựa vào PTHH 3Mg + 8HNO3 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) 4Mg + 10HNO3 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (2) (1) n Mg (1) = (2) n NH NO = 3 n NO = 0,18 mol 1 n Mg (2) = (0,32 - 0,18 ) = 0,035 mol 4 m muối nitrat = m Mg(NO ) + m NH NO = 0,32 148 + 0,035 80 =50,16 gam Chọn đáp án B Nhận xét: Phương pháp dựa vào PTHH học sinh bị thiếu PTHH (2) Bài Hòa tan hồn tồn 6,21 gam Al dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu dung dịch X 0,672 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí N2O N2 Tỉ khối hỗn hợp khí Y so với khí H2 18 Cơ cạn dung dịch X, thu m gam chất rắn khan Giá trị m A 48,99 B 34,08 C 38,34 D 53,19 Hướng dẫn giải M N O , N = 18 = 36 g/mol 2 85 N2O 44 nN2O 36 N2 28 nN2 = Số mol hỗn hợp N2O N2 = 0,03 mol n N O = n N = 0,015 mol 2 Đề cho: nAl = 0,23 mol n e cho = 3nAl = 0,69 mol Bảo toàn electron: n e nhận = 8n N O + 10n N 2 8n NH + 0,69 = 0,015 + 10 0,015 + n NH + n NH = 0,0525 mol + Vậy: m muối nitrat = m KL pư + 62 n e + m NH NO = 6,21 + 62 0,69 + 0,0525 80 = 53,19 gam Chọn đáp án D Bài Cho 6,96 gam Mg tan hết dung dịch hỗn hợp gồm HCl (dư) KNO3, thu dung dịch X chứa m gam muối 1,12 lít (điều kiện tiêu chuẩn) khí Y gồm N2 H2 Khí Y có tỉ khối so với H2 11,4 giá trị m A 32,17 B 28,97 C 36,07 Hướng dẫn giải D 36,60 M N2 O , N2 = 11,4 = 22,8 g/mol H2 5,2 nH2 22,8 N2 28 nN2 20,8 = Số mol hỗn hợp H2 N2 = 0,05 mol nH = 0,05 = 0,01 mol ; n N2 = 0,05 = 0,04 mol 5 Đề cho: nMg = 0,29 mol n e cho = 2nMg = 0,58 mol Bảo toàn electron: n e nhận = 2n H2 + 10n N2 8n NH+ 0,58 = 0,01 + 10 0,04 + n NH + n NH = 0,02 mol + Vì hỗn hợp khí thu có H2 nên dung dịch X khơng cịn ion NO3Bảo tồn ngun tố N n KNO = 2n N n NH = 0,04 + 0,02 = 0,1 mol + Trong dung dịch X chứa 0,29 mol Mg2+ , 0,02 mol NH4+ , 0,1 mol K + , ClVậy: m muối nitrat = m MgCl2 + m NH Cl + m KCl = 0,29 95 + 0,02 53,5 + 0,1 74,5 = 36,07 gam Chọn đáp án D 86 Bài Hòa tan hết 10,2 gam hỗn hợp X gồm Al Mg dung dịch H2SO4 đặc nóng Kết thúc phản ứng thu 4,48 lít (đktc)hỗn hợp hai khí H2S SO2, có tỉ lệ thể tích : Phần trăm khối lượng Al hỗn hợp X là: A 35% B 53% C 40,76% D 52,94% Hướng dẫn giải Ta có: n H S = n SO = 0,1 mol Gọi số mol Al = x ; Mg = y Q trình oxi hóa : Al Al3+ + 3e ; Mg Mg2+ + 2e Quá trình khử : S+6 + 8e S -2 (H2S ) ; S+6 + 2e S +4 (SO2 ) Áp dụng định luật bảo toàn electron: n electron nhận = n eletron nhường 3x + 2y = 0,1 + 0,1 = 2 27 x 24 y 10, x 0, 3 x y y 0, 0, 27 %m Al 100% = 52,94% 10, Chọn đáp án D Dạng 6: OXIT KIM LOẠI KIM LOẠI KIỀM, KIM LOẠI KIỀM THỔ, NHÔM TÁC DỤNG VỚI NƯỚC , KIỀM, AXIT 6.1 Oxit kim loại(Na2O, K2O, CaO, BaO ) + H2O kiềm mạnh - Bảo toàn khối lượng: m kiềm = moxit + m nước 6.2 Oxit kim loại + axit Muối + H2O M2On + 2nHCl 2MCln + nH2O M2On + nH2SO4 M2(SO4)n + nH2O M2On + 2nHNO3 2M(NO3)n + nH2O - Bảo toàn khối lượng: m Oxit + m axit = m muối + m H O - Tăng giảm khối lượng: m muối = m oxit + m (gốc axit ) – m O (Oxit) m muối = m KL oxit + m gốc axit - Bảo toàn nguyên tố: n O / oxit n O / H 2O nH 6.3 Oxit nhôm + kiềm Muối alumtnat + H2O Al2O3 + 2HO- AlO2- + H2O 6.4 Hỗn hợp kim loại, oxit kim loại + H2O kiềm axit Giải phương pháp bảo tồn (bảo tồn khối lượng, bảo tồn điện tích, bảo toàn electron ) 87 BÀI TẬP MINH HỌA Bài Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O BaO Hòa tan hoàn toàn 4,38 gam X vào nước, thu 0,224 lít khí H2 (đktc) 760 ml dung dịch Y, có 4,004 gam Ba(OH)2 Tính pH dung dịch Y A 1,0 B 13,0 C 2,0 D 12,0 Hướng dẫn giải Số mol H2 = 0,01 mol Số mol Ba(OH)2 = 0,024 mol Coi hỗn hợp X gồm Na, Ba, O ( Na = x mol, Ba = 0,024 mol, O = y mol) Bảo toàn khối lượng 23.x + 137 0,024 + 16y = 4,38 23.x + 16y = 1,092 Bảo toàn electron: Na Na+ + 1e Ba Ba2+ + 2e O + 2e O2và 2H+ + 2e H2 x + 0,024 = 2y + 0,01 x – 2y = - 0,028 23x + 16 y = 1, 092 x = 0, 028 x - 2y = - 0, 028 y = 0, 028 Giải hệ: Trong dung dịch Y có 0,028 mol NaOH 0,024 mol Ca(OH)2 Số mol OH- = 0,076 mol [OH- ] = 0, 076 = 0,1 M pOH = pH = 13 0, 76 Chọn đáp án B Bài Cho 20,1g hỗn hợp X chứa Al, Mg, Al2O3 tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu 6,72 lít H2(đktc) Mặt khác hịa tan hồn tồn 20,1gam X dung dịch HCl thu 15,68 lít H2 (đktc) Số gam Al2O3 20,1 gam X A 5,4 B 9,6 C 10,2 D 5,1 Hướng dẫn giải - X(Al, Mg, Al2O3 ) + NaOH 0,3 mol H2 n H2 = 0,2 mol Bảo toàn electron: 3.nAl = n H nAl = - X(Al, Mg, Al2O3 ) + HCl 0,7 mol H2 Bảo toàn electron: 3.nAl + nMg = n H Vậy: m Al O 0,2 + nMg = 0,7 nMg = 0,4 mol = 20,1 – 0,2 27 – 0,4 24 = 5,1 gam Chọn đáp án D Bài Hòa tan hết 2,04 gam hỗn hợp gồm AxOy nguyên chất dung dịch HCl dư thu 5,34 gam muối A kim loại, hóa trị A oxit muối giống Công thức oxit A MgO B CuO C Fe2O3 D Al2O3 Hướng dẫn giải m muôi clorua m oxit Áp dụng nhanh công thức: n O / oxit 55 n O / oxit = 5, 34 2,04 = 0,06 mol noxit = 0, 06 55 y 88 Moxit = 2, 04 = 34 y y = Moxit = 102 Al2O3 0,06 y Chọn đáp án D Bài Hòa tan hết 30 gam hỗn hợp X gồm K2O, MgO Al2O3 H2SO4 lỗng dư cạn 86 gam hỗn hợp muối khan Hòa tan hết lượng X dung dịch HCl dư cô cạn gam hỗn hợp muối khan ? A 68,5 gam B 65,8 gam C 58,6 gam D 56,8 gam Hướng dẫn giải [O] + 2[H] H2O m m oxit Áp dụng nhanh công thức: n O /oxit muôi sunsat 80 86 30 n O /oxit = = 0,7 mol = n H O 80 Áp dụng nhanh công thức: m muối clorua = m oxit + 55 nH2O m muối clorua = 30 + 55 0,7 = 68,5 gam Chọn đáp án A Dạng 7: PHẢN ỨNG NHIỆT NHÔM Phản ứng nhiệt nhôm phản ứng Oxit kim loại tác dụng với nhôm t 2yAl + 3MxOy 3xM + yAl2O3 t 2Al + Fe2O3 Fe + Al2O3 t 2Al + Cr2O3 Cr + Al2O3 Phương pháp giải: - Định luật Bảo toàn khối lượng: m chất rắn trước phản ứng = m chất rắn sau phản ứng -Sản phẩm phản ứng nhiệt nhôm tác dụng với dung dịch kiềm mà có khí bay Trong sản phẩm có nhơm 2Al + NaOH + 2H2O 2NaOH + H2 - Áp dụng bảo toàn electron: e (cho) = e (nhân) 0 BÀI TẬP MINH HỌA Bài Nung hỗn hợp gồm 0,12 mol Al 0,04 mol Fe3O4 thời gian thu hỗn hợp rắn X Hịa tan hồn tồn X dung dịch HCl dư thu 0,15 mol khí H2 m gam muối Giá trị m A 34,10 B 32,58 C 31,97 D 33,39 Hướng dẫn giải to Nung 0,12 mol Al 0,04 mol Fe3O4 hỗn hợp rắn X Bảo toàn khối lượng: m X = 0,12 27 + 0,04 232 = 12,52 gam Hòa tan X + HCl muối + H2O + H2 Bảo toàn nguyên tố O , H : nO = n Fe O = 0,16 mol n H O = nO = 0,16 mol n HCl = n H O + n H = 0,16 + 0,15 = 0,62 mol 2 89 Bảo toàn khối lượng: mX + mHCl mmuối + m H O + m H mmuối = 12,52 + 0,62 36,5 – 0,16 18 – 0,15 = 31,97 gam 2 Chọn đáp án C Bài Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp X gồm Al, FexOy , sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 16,55 gam chất rắn Y Hịa tan Y dung dịch NaOH dư thấy có 1,68 lít H2 (đktc) ra, cịn lại 8,4 gam chất rắn Công thức oxit sắt là: A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D FeO Fe3O4 Hướng dẫn giải Số mol H2 = 0,075 mol , số mol Fe = 0,15 mol to Nung X ( Al , Fe2O3 ) hỗn hợp rắn Y ( Al dư, Al2O3 ; Fe ) Al (dư) + NaOH + H2O NaAlO2 + số mol Al (dư) = H2 2 n H2 = 0,05 mol hỗn hợp rắn Y = Al dư + Al2O3 + Fe mAl O = 16,55 – 0,05 27 – 8,4 = 6,8 gam n Al2O3 = Bảo toàn nguyên tố O: số mol O (trong oxit) = Tỉ lệ: mol 15 = 0,2 mol 15 x 0,15 = = công thức Fe3O4 y 0, Chọn đáp án B Bài Nung hỗn hợp bột gồm Al Fe2O3 (trong điều kiện khơng có oxi), thu hỗn hợp chất rắn X Chia X thành phần nhau: - Cho phần vào dung dịch HCl (dư) thu 7,84 lít H2 (đktc); - Cho phần vào dung dịch NaOH (dư) thu 3,36 lít khí H2 (đktc) Biết phản ứng xảy hoàn toàn Phần trăm khối lượng Fe X A 42,32% B 46,47% C 66,39% D 33,61% Hướng dẫn giải t PTHH phản ứng nhiệt nhôm: 2Al + Fe2O3 Fe + Al2O3 - Phần + dd HCl (dư) 0,35 mol H2 (x mol) Fe H2 ; (y mol) Al (dư) - Phần + dd NaOH (dư) 0,15 mol H2 (y mol) Al(dư) H2 3 y = 0,15 x = 0,2 ; y = 0,1 x + y = 0,35 Từ phản ứng nhiệt nhôm 90 H2 Mỗi phần X: n Al O = n Fe = 0,1 mol, n Fe = 0,2 mol, n Al = 0,1 mol Mỗi phần mX = 0,1 102 + 0,2 56 + 0,1 27 = 24,1 g Vậy: % mFe ( X) = 11, 100% = 46,47% 24,1 Chọn đáp án B Bài Tiến hành phản ứng nhiệt nhơm Fe2O3 điều kiện khơng có khơng khí, cho biết phản ứng xảy hồn tồn có phản ứng khử Fe2O3 thành Fe Chia hỗn hợp thu sau phản ứng thành hai phần : - Phần 1: cho tác dụng với dung dịch NaOH dư thu 1,68 lít H2 (đktc) - Phần 2: hịa tan hết vào dung dịch HNO3 loãng thu 3,36 lít khí NO (đktc) Khối lượng Fe thu sau phản ứng nhiệt nhôm là: A 5,6 gam B 8,4 gam C 11,2 gam D 14 gam Hướng dẫn giải t PTHH phản ứng nhiệt nhôm: 2Al + Fe2O3 Fe + Al2O3 - Phần + dd NaOH (dư) 0,075 mol H2 (x mol) Al (dư) H2 - Phần + dd HNO3 loãng (dư) 0,15 mol NO Quá trình oxi hóa: Al Al3+ + 3e ; Fe Fe3+ + 3e Quá trình khử : N+5 +3e N+2(NO) (x mol) Al (dư) NO ; (y mol) Fe NO 3 x = 0, 075 2 x = 0,05 ; y = 0,1 x + y = 0,15 Khối lượng Fe = 0,1 56 = 11,2 gam Chọn đáp án C Bài Trộn rắn X gồm Al FeO theo tỉ lệ mol tương ứng : tiến hành phản ứng nhiệt nhôm điều kiện khơng có khơng khí 13,5 gam rắn Y Cho Y vào dung dịch NaOH dư thấy bay 0,672 lít H2 (đktc) Vậy hiệu suất phản ứng nhiệt nhơm là: A 75% B 50% C 70% D.80% Hướng dẫn giải t PTHH phản ứng nhiệt nhôm: 2Al + 3FeO 3Fe + Al2O3 - Y + dd NaOH (dư) 0,03 mol H2 H2 2 = n H2 = 0,02 mol Al (dư) n Al(dư) Theo định luật bảo toàn khối lượng: mX = mY = 13,5 mX = m Al + m FeO = 27 2x + 72 3x = 13,5 x = 0,05 Trong hỗn hợp đầu X có: số mol Al = 0,1 mol, số mol FeO = 0,15 mol 91 Vậy: H = 0,1 0,02 0,1 100% = 80% Chọn đáp án D Dạng 8: MUỐI CACBONAT KIM LOẠI KIỀM , KIM LOẠI KIỀM THỔ TÁC DỤNG DUNG DỊCH AXIT, KIỀM Nhỏ từ từ axit H+ vào dung dịch muối cacbonat hỗn hợp muối cacbonat hidrocacbonat Thì xảy phản ứng theo thứ tự (1) H+ + CO32- HCO3(2) H+ + HCO3- CO2↑ + H2O Muối cacbonat + dd axit HCl Muối clorua + CO2 ↑ + H2O Muối cacbonat + dd axit H2SO4 Muối sunfat + CO2 ↑ + H2O Phương pháp tăng giản khối lượng : m muối clorua = m muối cacbonat + 11 n CO2 m muối sunfat = m muối cacbonat + 36 n CO2 Muối hidrocacbonat + dd baz Muối cacbonat + H2O HCO3- + OH- CO32- + H2O BÀI TẬP MINH HỌA Bài Cho Y dung dịch chứa 0,1 mol Na2CO3 0,5 mol NaHCO3 Thêm từ từ 300 ml dung dịch HCl nồng độ x mol/l Sau thêm hết dung dịch HCl vào thấy có 4,48 lít khí CO2 (đktc) Tìm giá trị x ? A x = 1,0 M B x = 1,2 M C x = 1,5 M Hướng dẫn giải 0, mol ; n HCl 0,3 x mol ; n n Na CO3 0,1 mol ; n NaHCO3 Phương trình ion rút gọn : H+ + CO32- HCO3(mol) 0,1 0,1 H+ + HCO3- CO2 + H2O (mol) 0,2 0,2 + Số mol H = 0,3x = 0,1 + 0,2 x = D x = 2,0 M CO 0, mol Chọn đáp án A Bài Hòa tan 24,4 (g) hỗn hợp X gồm muối cacbonat kim loại nhóm IA chu kì liên tiếp vào dung dịch H2SO4 dư , thu dung dịch X khí CO2 Cơ cạn dung dịch X thu 31,6 (g) hỗn hợp muối sunfat khan Tên Kim loại A Li, Na B Na, K C K, Rb D Rb, Cs Hướng dẫn giải Áp dụng nhanh công thức: n CO = 31, 24, = 0,2 mol n hh muối = 0,2 mol 36 92 24, M - 60 = 31 Na , K 0, Chọn đáp án B Bài Cho 27,4 gam hỗn hợp gồm Na2CO3 NaHCO3 vào nước 100 ml dung dịch X Cho Ba(OH)2 dư vào 50 ml dung dịch X thu 29,55 gam kết tủa Thêm từ từ 100 ml dung dịch HCl 1,2M vào 50 ml dung dịch X thu V lít CO2 (đktc) Tìm giá trị V ? A 1,344 lít B 0,672 lít C 0,448 lít D 0,224 lít Hướng dẫn giải Số mol BaCO3 = 0,15 mol số mol (Na2CO3 NaHCO3) = 0,15 mol Gọi x, y số mol Na2CO3 NaHCO3 50 ml dung dịch X 27, 106x + 84y = x = 0,05 , y = 0,1 mol x + y = 0,15 -Khi cho 0,12 mol HCl vào 50 ml dung dịch X Phương trình ion rút gọn : H+ + CO32- HCO3(mol) 0,1 0,1 H+ + HCO3- CO2 + H2O (mol) 0,02 0,02 V CO2 = 0,02 22,4 = 0,448 lít Dạng 9: DUNG DỊCH KIỀM TÁC DỤNG VỚI AXIT PHOTPHORIC Nội dung: Cho H3PO4 tác dụng với dung dịch NaOH KOH H3PO4 + NaOH NaH2PO4 + H2O H3PO4 + 2NaOH Na2HPO4 + 2H2O H3PO4 + 3OH- Na3PO4 + 3H2O Cho H3PO4 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 Ba(OH)2 2H3PO4 + Ca(OH)2 Ca(H2PO4)2 + 2H2O H3PO4 + Ca(OH)2 CaHPO4 + 2H2O 2H3PO4 + 3Ca(OH)2 Ca3(PO4)2 + 6H2O Cho H3PO4 tác dụng với dung dịch hỗn hợp NaOH, Ca(OH)2 KOH, Ba(OH)2 H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O H3PO4 + 2OH- HPO42- + 2H2O H3PO4 + 3OH- PO43- + 3H2O 93 Phương pháp giải Cho số mol H3PO4 số mol OH- Tính sản phẩm? Căn vào phản ứng : (1) H3PO4 + OH- H2PO4- + H2O (2) H3PO4 + 2OH- HPO42- + 2H2O (3)H3PO4 + 3OH- PO43- + 3H2O Nguyên tắc : Lập tỉ lệ T = n OHn H PO4 Tùy theo tỉ lệ T mà sản phẩm muối axit (H2PO4- , HPO42- ) , muối trung hòa (PO43- ) hay hỗn hợp muối T Phản ứng xảy sản phẩm Công thức giải nhanh T