Khóa luận tốt nghiệp_Sử dụng phương pháp bảo toàn electron kết hợp một số phương pháp khác để giải một số bài toán trong chương trình hóa học phổ thông

MỤC LỤC ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài Hóa học mơn khoa học lý thuyết thực nghiệm, q trình học tập đòi hỏi học sinh nắm vững lý thuyết để áp dụng vào tập Việc giải tập hóa học giúp học sinh hoạt động tự lực để củng cố trau dồi kiến thức, tạo điều kiện để phát triển tư duy, tính tích cực sáng tạo cho học sinh Do tập hóa học góp phần làm tăng niềm say mê, hứng thú học tập cho học sinh Vì vậy, tập hóa học vừa mục đích, vừa nội dung phương pháp dạy học hiệu Có nhiều phương pháp để giải tốn hóa học chương trình hóa học phổ thơng Trong phương pháp bảo toàn electron phương pháp phổ biến quan trọng Bên cạnh cịn kết hợp với số phương pháp khác để giải toán Tuy nhiên, để giải tốt tập học sinh điều khó khăn, khối lượng kiến thức nhiều mà thời lượng tiết học lại q nên giáo viên khơng thể giới thiệu đến học sinh phương pháp địi hỏi em phải nắm vững kiến thức phương pháp giải tư học tập thích hợp để giải tốn Hiện có nhiều cơng trình nghiên cứu sử dụng phương pháp để giải tập chương trình hố học phổ thơng tài liệu sâu vào phương pháp bảo toàn electron kết hợp số phương pháp khác cách sâu sắc Xuất phát từ yêu cầu cấp thiết trên, nhằm giúp giáo viên nâng cao chất lượng dạy học giúp học sinh nắm vững kiến thức phương pháp giải toán cách chi tiết chọn đề tài nghiên cứu: “ Sử dụng phương pháp bảo toàn electron kết hợp số phương pháp khác để giải số tốn chương trình hóa học phổ thơng ” Mục tiêu nghiên cứu Xây dựng hệ thống tập phương pháp bảo toàn electron kết hợp số phương pháp khác để giải tốn hóa học nhằm góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học cho học sinh phổ thơng học sinh ôn thi đại học Tổng quan vấn đề nghiên cứu Hiện việc giải tập hóa học vấn đề giáo viên học sinh đầu tư nghiên cứu kĩ lưỡng để phục vụ cho q trình dạy học mơn hóa Đã có nhiều cơng trình nghiên cứu nhằm xây dựng hệ thống dạng tập phương pháp bảo toàn electron số phương pháp khác giúp học sinh có nhìn tổng quát mở rộng kĩ giải tập hóa học mình, hồn thành tốt kì thi, kiểm tra Một số sách sử dụng đề phục vụ cho trình dạy học “Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm hóa vơ cơ” tác giả Đỗ Xuân Hưng, “Giải nhanh vấn đề thường gặp” Đỗ Xuân Hưng… Trong trình nghiên cứu, sở tham khảo tiếp thu có chọn lọc số tài liệu đưa sở lí thuyết áp dụng phương pháp bảo toàn electron kết hợp số phương pháp khác giả nhanh để giải tốn hóa học dạng trắc nghiệm chương trình hóa học phổ thơng Đối tượng nghiên cứu Phương pháp bảo toàn electron kết hợp số phương pháp khác để giải nhanh tốn chương trình hóa học phổ thơng CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Bài tập hoá học 1.1.1 Khái niệm tập hóa học Bài tập hóa học cho học sinh để vận dụng kiến thức hóa học học nhằm giải dạng tập Bài tập hóa học cịn kênh thông tin truyền thụ kiến thức cho học sinh, đường lĩnh hội đào sâu kiến thức cho học sinh Đặc biệt tập hóa học phương tiện tốt để hệ thống hóa kiến thức kích thích khả tư học sinh Theo nhà lý luận dạy học Liên Xô cũ cho rằng: “Bài tập hóa học dạng làm gồm toán, câu hỏi hay đồng thời toán câu hỏi, mà hoàn thành chúng, học sinh nắm tri thức hay kỹ định hoàn thiện chúng” Nội dung tập hóa học thơng thường bao gồm kiến thức yếu giảng Nó tập lý thuyết đơn giản, yêu cầu học sinh tái kiến thức học, tốn hóa học, địi hỏi học sinh tư duy, sáng tạo Giải tập hóa học có nghĩa học sinh tự củng cố trau dồi kiến thức hóa học 1.1.2 Tác dụng tập hóa học Bài tập hóa học là một những phương tiện hiệu nghiệm bản nhất để dạy học sinh vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và nghiên cứu khoa học, biến những kiến thức tiếp thu được qua bài giảng thành những kiến thức của chính mình Kiến thức sẽ nhớ lâu được vận dụng thường xuyên M.A Đanilôp nhận định: “Kiến thức sẽ được nắm vững thực sự, nếu học sinh có thể vận dụng thành thạo chúng vào việc hoàn thành những bài tập lí thuyết và thực hành” 1.1.2.1 Tác dụng trí dục - Bài tập hóa học có tác dụng làm cho học sinh hiểu chính xác và biết vận dụng các khái niệm đã học - Bài tập hóa học mở rộng hiểu biết cách sinh động phong phú không làm nặng nề khối lượng kiến thức học sinh - Bài tập hóa học thúc đẩy thường xuyên rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo cần thiết về hóa học - Bài tập hóa học có tác dụng củng cố kiến thức cũ cách thường xuyên hệ thống hóa kiến thức học - Bài tập hóa học tạo điều kiện phát triển tư như: Phân tích, tổng hợp, so sánh, diễn dịch, quy nạp… 1.1.2.2 Tác dụng đức dục - Bài tập hóa học có tác dụng rèn luyện đức tính xác, kiên nhẫn, khoa học , tính trung thực, sáng tạo lòng yêu thích bợ mơn - Với tập có nội dung thực tiễn phải làm cho học sinh hứng thú khoa học hóa học 1.1.2.3 Tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp Những vấn đề thực tế, những số liệu kĩ thuật của sản xuất hóa học được thể hiện nội dung của bài tập hóa học, giúp học sinh hiểu kĩ các nguyên tắc kĩ thuật tổng hợp, gắn kiến thức lí thuyết với thực tế sản xuất gây cho học sinh nhiều hứng thú và có tác dụng hướng nghiệp 1.2 Bài tập trắc nghiệm khách quan 1.2.1 Khái niệm Trắc nghiệm khách quan phương tiện nhằm hướng tới khách quan hóa việc đánh giá kết quả, kết thu khơng cịn phụ thuộc nhiều vào chủ quan người đánh giá 1.2.2 Ưu điểm nhược điểm tập trắc nghiệm khách quan 1.2.2.1 Ưu điểm - Số lượng câu hỏi nhiều, bao quát kiến thức chương trình Học sinh phải học kĩ tất cả nợi dung kiến thức chương - HS phải tự giác, chủ động, tích cực học tập Điều tránh tình trạng học tủ, học lệch HS - Hạn chế tình trạng quay cóp sử dụng tài liệu có tác dụng rèn luyện kỹ nhanh nhẹn, phát triển tư cho HS - Người chấm tốn cơng kết chấm khách quan không bị ảnh hưởng tâm lý chấm 1.2.2.2 Nhược điểm - Không cho phép kiểm tra khả sáng tạo, chủ động, khả tổng hợp kiến thức cũng phương pháp tư duy, suy luận, giải thích, chứng minh của học sinh - Không đảm bảo chức phát hiện lệch lạc của kiểm tra để từ đó có sự điều chỉnh việc dạy và việc học - Khó đánh giá khả quan sát, phán đốn tinh vi, khả giải vấn đề khéo léo, khả tổ chức, xếp, diễn đạt ý tưởng, khả suy luận, óc tư độc lập, sáng tạo phát triển ngôn ngữ chuyên môn HS - Việc soạn câu hỏi là công việc thực sự khó khăn, nó yêu cầu người soạn phải có chuyên môn khá tốt, có nhiều kinh nghiệm và phải có thời gian - Khó soạn được một bài trắc nghiệm khách quan hoàn hảo và tốn kém việc soạn thảo, in ấn đề kiểm tra và học sinh cũng mất nhiều thời gian đọc câu hỏi CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 Phương pháp bảo toàn electron 2.1.1 Nguyên tắc phương pháp - Trong q trình oxi hóa – khử tổng số electron chất khử nhường tổng số electron chất oxi hóa nhận - Khi có nhiều chất oxi hóa chất khử hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng phản ứng qua nhiều giai đoạn) tổng số mol electron mà phân tử chất khử cho phải tổng số mol eletron mà chất oxi hóa nhận 2.1.2 Cơng thức Trong phản ứng oxi hóa – khử : ∑ số electron nhường = ∑số electron nhận hay ∑ số mol electron nhường = ∑ số mol electron nhận 2.1.3 Một số dấu hiệu, ý thương gặp - Chủ yếu áp dụng cho tốn oxi hóa khử hợp chất vơ - Có thể áp dụng phương pháp cho sơ đồ nhiều phương trình - Xác định xác chất nhường nhận electron Nếu xét cho trình, cần xác định trạng thái đầu trang thái cuối số oxi hóa ngun tố, thường khơng quan tâm tới trạng thái trung gian số oxi hóa nguyên tố - Khi áp dụng phương pháp cần phải nhận định trạng thái đầu trang thái cuối chất oxi hóa chất khử, nhiều khơng cần quan tâm tới việc cân phản ứng hóa học xảy Ví dụ: Hịa tan 7,84 gam Fe vào 200 ml dung dịch hỗn hợp hai acid HCl 0,15M H2SO4 0,25M thấy V lít khí H2 (đktc) Giá trị V là: A 1,456 lít B 0,45 lít C 0,75 lít Hướng dẫn giải: n Fe = Ta có : 7,84 =0,14(mol) 56 Q trình nhường electron : Fe       – 2e     Fe2+ → 0,14 0, 28 D 0,55 lít + Tổng số mol H là: n H + = 0,2.0,15+0,2.0,25.2=0,13 mol Quá trình nhận electron : 2H+ → + 2e 0,13 0,13 H2 0,065 Ta thấy : ∑e (nhường) > ∑e (nhận) ⇒ Sắt dư H+ chuyển hết thành H2 Vậy thể tích khí H2 (đktc) là: V=22,4.0,065=1,456 lít → Đáp án A 2.2 Một số phương pháp khác 2.2.1 Phương pháp bảo toàn khối lượng 2.2.1.1 Nguyên tắc phương pháp - Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng Hay : Tổng khối lượng chất trước phản ứng tổng khối lượng chất sau phản ứng - Trong tốn xảy nhiều phản ứng, khơng thiết phải viết phương trình phản ứng mà cần lập sơ đồ phản ứng để có quan hệ tỉ lệ mol chất 2.2.1.2 Cơng thức ∑m sản phẩm tạo thành = ∑ m sản phẩm tạo thành  Hệ quả: - Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng, ms tổng khối lượng chất sau phản ứng Dù cho phản ứng xảy vừa đủ hay có chất dư, hiệu suất phản ứng nhỏ 100% có: m S =m T - Khi cation kết hợp với anion phi kim để tạo hợp chất (như oxit, hiđroxit, muối) ln có: ∑m hợp chất = m cation + m anion - Khi cation kim loại thay đổi anion tạo hợp chất mới, chênh lệch khối lượng hai hợp chất chênh lệch khối lượng cation - Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng tổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng  Đối với phản ứng xảy dung dịch, sản phẩm có chất kết tủa chất khí thì: ∑m dung dịch sau phản ứng =∑m đem trộn − m kết tủa − m khí 2.2.1.3 Một số dấu hiệu giải tập - Phản ứng có n chất ta biết khối lượng (n-1) chất - Phản ứng cho số liệu dạng khối lượng, cho trực tiếp minh họa gián tiếp Ví dụ: Hịa tan hồn tồn 20 gam hỗn hợp Mg Fe vào dung dịch axit dư thấy có 11,2 lít khí đktc dung dịch X Cơ cạn dung dịch X thu gam muối khan? A 55,5g B 91,0g C 90,0g D 71,0g Hướng dẫn giải : Áp dụng BTKL ta có: mmuối = m kim loại + mion = 20 + 71.0,5 = 55,5 gam → Đáp án A 2.2.2 Phương pháp bảo toàn nguyên tố 2.2.2.1 Nguyên tắc phương pháp - Trong phản ứng hóa học thơng thường, ngun tố ln bảo tồn Điều có nghĩa : Tổng số mol nguyên tử nguyên tố X trước sau phản ứng - Phương pháp thường áp dụng cho toán xảy nhiều phản ứng để giải nhanh ta cần thiết lập sơ đồ mối quan hệ chất 2.2.2.2 Một số dạng tập thường gặp - Hỗn hợp oxit tác dụng với axit - Hỗn hợp kim loại oxit tác dụng với chất khử - Đốt cháy kim loại khơng khí CO, C, H ,… Ví dụ: Khử hồn tồn hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 sắt kim loại khí CO, thu 5,6 lít CO2 (đktc) Thể tích khí CO (đktc) tham gia phản ứng là: A 4,48 lít B 5,6 lít C 22,4 lít D 10,08 lít Hướng dẫn giải: Theo bảo toàn nguyên tố C, phản ứng khử: ∑n CO2 = ∑ nCO pứ → ∑ VCO2 = ∑ VCO pứ = 5, lít → Đáp án B 2.2.3 Phương pháp bảo tồn điện tích 2.2.3.1 Nguyên tắc phương pháp - Trong dung dịch tồn đồng thời ion dương ion âm theo định luật bảo tồn điện tích : Tổng số điện tích dương tổng số điện tích âm - Từ suy tổng số mol điện tích dương tổng số mol điện tích âm - Phương pháp thường áp dụng cho toán chất điện ly Dựa vào mối quan hệ ion dung dịch ta xác định đại lượng khối lượng, số mol, … theo yêu cầu đề 2.2.3.2 Công thức Khi dung dịch tồn đồng thời ion với số mol tương ứng sau : + Cation : a mol ion + Anion : c mol Xx− M m+ b mol ion d mol Y y− Nn+ Theo định luật bảo tồn điện tích ta có : ∑n cation = ∑ n anion ⇒ m.a + n.b = x.c + y.d 2+ + Ví dụ: Một dung dịnh chứa 0.02 mol Cu ; 0,03 mol K ; x ml Cl- y mol SO42− Tổng khối lượng muối tan có dung dịch 5,435 gam Giá trị x, y bao nhiêu? A 0,01 0,03 B 0,02 0,05 C 0,05 0,01 D 0,03 0,02 Hướng dẫn giải: Áp dụng ĐLBTĐT, ta có: 0,02.(+2) + 0,03.(+1) + (-1)x + (-2)y = Mặt khác: Tổng khối lượng muối = Tổng khối lượng ion ⇒ 64.0,02 + 39.0,03 + 35,5.x + 96.y = 5,435 Giải hệ phương trình ta có: x = 0,03 mol y = 0,02 mol → Đáp án D 2.2.4 Phương pháp trung bình 2.2.4.1 Nguyên tắc phương pháp - Đối với hỗn hợp ta ln biểu diễn qua đại lượng tương đương, thay cho hỗn hợp, đại lượng trung bình (như khối lượng mol trung bình, số nguyên tử trung bình, số nhóm chức trung bình, số liên kết π trung bình,…) - Điểm mấu chốt phương pháp phải xác định trị số trung bình liên quan trực tiếp đến việc giải tốn Từ dựa vào kiện đề suy giá trị trung bình để đưa kết luận cần thiết 2.2.4.2 Công thức n x= ∑ X n i i =1 i n ∑n i =1 i X : đại lượng xét chất thứ i hỗn hợp với  i ni : số mol chất thứ i hỗn hợp Dĩ nhiên theo tính chất tốn học ta ln có : min (X i ) : đại lượng nhỏ tất Xi (X i ) < X < max (X i ) với  max (X i ) : đại lượng lớn tất Xi Do dựa vào trị số trung bình để đánh giá tốn, qua thu gọn khoảng nghiệm cho tốn trở nên đơn giản hơn, chí trực tiếp kết luận nghiệm toán 10 Fe phản ứng với oxi tạo thành FeO  Fe2 O3 Gọi y số mol Cl2 , x số mol tạo sắt (II)oxit (0,08 - x) số mol tạo sắt (III) (oxit clorua) Quá trình nhường electron : Mg 0, 08 Fe x +2 − 2e → Mg 0,16 +2 − 2e → Fe 2x − 3e → 0, 24 − 3x Fe 0, 08 − x +3 Fe Qua trình nhận electron : Cl2 y −1 + 2e → Cl 2y −2 O2 + 4e → O 0, 06 0, 24 Áp dụng ĐLBT electron ta có : Khi dung dịch Ag + AgNO3 0,16 + 2x + 0, 24 − 3x = 2y + 0, 24 ⇔ x + 2y = 0,16 (1) với dd Z : + Cl− → AgCl ↓ 0, 24 + 2y 0, 24 + 2y Ag + + Fe 2+ → Fe3+ + Ag ↓ x x ⇒ (0, 24 + 2y).143,5 + x.108 = 56, 69 ⇔ 108x + 287y = 22, 25 (2) 24 Từ (1) (2) ta có : →  x = 0, 02 (mol) 0, 07 ⇒ %VCl2 = 100% = 53,85%  0, 07 + 0, 06  y = 0, 07 (mol) Đáp án C Câu 10 Đốt 16,2 gam hỗn hợp X gồm Al Fe khí Cl2 thu hỗn hợp chất rắn Y Cho Y vào nước dư, thu dung dịch Z 2,4 gam kim loại Dung dịch Z tác dụng với tối đa 0,21 mol KMnO H 2SO dung dịch (không tạo SO ) Phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp X : A 72,91% B 64,00% C 66,67% D 37,33% ( Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2012) Hướng dẫn giải : Sơ đồ phản ứng :   +3 −1   Cl +7  Al Cl3 + K Mn O4 : 0,21(mol)  2+    Al + Cl2  dd Z  +2 −1 →  Mn + H 2O H 2SO 16, (gam) hh X   hh raén Y   → →  Fe Cl  3+   Fe   Fe     Fe dö : 2, (gam)  Kim loại dư Fe Gọi a số mol Al b số mol ⇒ 27a + 56b = 16, − 2, = 13,8 (1) Dựa vào sơ đồ ta có : Q trình nhường electron : Al a Fe b +3 − 3e → Al 3a +3 − 3e → Fe 3b Quá trình nhận electron : 25 Fe phản ứng MnO − + 8H + + 5e → Mn 2+ + 4H 2O 0, 21 1, 05 Áp dụng ĐLBT electron ta có : 3a + 3b = 1, 05 (2) Từ (1) (2) ta có : a = 0, 10,8 ⇒ m Fe = 0,15.56 + 2, = 10,8 (gam) ⇒ %Fe = 100% = 66, 67%  16, b = 0,15 → Đáp án C Câu 11 Hịa tan tồn tồn 13,00 gam Zn dung dịch dung dịch X 0,448 lít khí A 18,90 gam N2 HNO3 loãng, dư thu (đktc) Khối lượng muối dung dịch X : B 37,80 gam C 39,80 gam D 28,35 gam ( Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2011) Hướng dẫn giải : n Zn = Ta có : 13 0, 448 = 0, (mol); n N = = 0, 02 (mol) 65 22, n e nhường = 2.n Zn = 0, (mol) > n e nhaän = 10.n N2 = 0, (mol) ⇒ Phản ứng tạo thành ⇒ n NH NO3 = 2n Zn − 10n N NH NO3 = 0, 025 (mol) ⇒ m dd X = mZn( NO3 )2 + m NH NO3 = 0, 2.189 + 0, 025.80 = 39,80 (gam) → Đáp án C Câu 12 Hịa tan hồn tồn 14,6 gam hỗn hợp X gồm Al Sn dung dịch HCl dư, thu 5,6 lít H2 (ở đktc) Thể tích khí O2 14,6 gam hỗn hợp X 26 (ở đktc) cần để phản ứng hồn tồn với A 3,92 lít B 1,68 lít C 2,80 lít D 4,48 lít (Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2009) Hướng dẫn giải : Ta có : Gọi n H = 0, 25 n Al = x mol; mol n Sn = y mol ⇒ 27x + 119y = 14, (1) Khi cho Al, Sn phản ứng với dd HCl Al, Sn chất khử, HCl chất oxi hóa: Q trình nhường e: Al x − 3e → Al3+ 3x Sn y − 2e → Sn 2+ 2y Quá trình nhận e: 2H + + 2e → H 0,5 0, 25 Áp dụng ĐLBT electron, ta có: Từ (1) (2) ⇒ x = y = 0,1 0 Sn 0,1 (2) mol Khi cho Al, Sn phản ứng với Al 0,1 3x + 2y = 0,5 O2 Al, Sn chất khử, +3 − 3e → Al 0,3 +4 − 4e → Sn 0, Q trình nhận e: 27 O2 chất oxi hóa: −2 + 4e → O O2 z 4z Áp dụng ĐLBT eletron ta có : → 4z = 0, ⇒ x = 0,175(mol) ⇒ VCO = 0,175.22, = 3,92 lít Đáp án A Câu 15 Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh nung nóng (trong điều kiện khơng có khơng khí), thu chất rắn M Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X cịn lại phần khơng tan G Đốt cháy hoàn toàn X G cần vừa đủ V lit khí A 2,80 O2 (ở đktc).V có giá trị là: B 3,36 C 3,08 D 4,48 (Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng khối A, B năm 2008) Hướng dẫn giải : n Fe = 0,1 Ta có: mol n S = 0, 075 mol Sơ đồ phản ứng   H 2S FeS  Fe +4    hh khí X  + O2 to + HCl 2+ hh   hh M Fe  dd Fe +  → → → H  S O + H O  dư Vừa đủ S S  không tan G:S    Dựa vào sơ đồ ý trạng thái đầu trang thái cuối nguyên tố ta có: Chất khử Fe S, chất oxi hóa oxi: - Q trình nhường electron: Fe 0,1 +2 − 2e → Fe 0, +4 S − 4e → S 0, 075 0,3 - Quá trình nhận electron: 28 −2 + 4e → O O2 x 4x Áp dụng ĐLBT electron ta có : → 4x = 0,5 ⇒ x = 0,125(mol) ⇒ VO = 0,125.22, = 2,8 lít Đáp án A Câu 16 Nung m gam bột Fe X dung dịch HNO3 O2 thu gam hỗn hợp chất rắn X Hịa tan hết dư, 0,56 lít khí NO (đktc) (sản phẩm khử nhất) Giá trị m : A 2,22 B 2,32 C 2,52 D 2,62 ( Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2007) Hướng dẫn giải : Sơ đồ phản ứng : Fe +5 +3 +2  + H N O3 m (gam) Fe  hh X  → → −2  Fe(NO ) + (0,56 lít ) N O + H O Fe x O y  0 + O2 Dựa vào sơ đồ ta thấy chất khử m O2 = − m (gam) ⇒ n O2 = Ta có : n NO = 0,56 = 0, 025(mol) 22, n Fe = Fe chất oxi hóa 3− m (mol) 32 m (mol) 56 Quá trình nhường electron : Fe m 56 +3 − 3e → Fe 3m 56 Quá trình nhận electron : 29 O2 HNO3 −2 + 4e → O O2 3− m 32 +5 N 3− m +2 + 3e → N 0, 075 0, 025 Áp dụng ĐLBT electron ta có : → 3m − m = + 0, 075 ⇒ m = 2,52 (gam) 56 Đáp án C 3.2 Bảo toàn electron kết hợp với bảo toàn khối lượng Câu Đốt cháy hồn tồn 7,2 gam kim loại M (có hóa trị II không thay đổi hợp chất) hỗn hợp khí Cl O2 Sau phản ứng thu 23,0 gam chất rắn thể tính hỗn hợp khí phản ngslaf 5,6 lít (ở đktc) Kim loại M A Be B Cu C Ca D Mg (Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng khối A, B năm 2008) Hướng dẫn giải : Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: n hh khí = Ta có : 5, = 0, 25 22, m hh khí = 23 − 7, = 15,8 mol Gọi số mol oxi clo x mol y mol Ta có hệ:  x + y = 0, 25  x = 0,05 ⇔  32x + 71y = 15,8  y = 0, Quá trình nhận e: Cl 0, + 2e → 2Cl − 0, 30 g + 4e → 2O2− O2 0, 05 0, Quá trình nhường e: M − ne → M n + x nx Áp dụng ĐLBT electron ta có : xn = 0, ⇒ x = 0, 7, 2.n ⇒ MM = = 12n ⇒ n 0, Cặp nghiệm phù hợp n=2 ; M M = 24 (Mg) → Đáp án D Câu Chia 10 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al, Zn thành phần nhau: - Phần 1: đốt chấy hoàn toàn oxi dư thu 21 gam hỗn hợp oxit - Phần 2: Hịa tan HNO3 đặc nóng dư, V lit NO2 (sản phẫm khử nhất) V có giá trị là: A 44,8 B 22,4 C 89,6 D 30,8 Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: moxit = mkl + m O2 ⇒ mO2 = 21 - = 16 gam ⇒ nO2 = 0,5 mol Do số oxi hóa kim loại hỗn hợp X không thay đổi tác dụng với oxi hay HNO3 +5 đặc nên số mol electron X nhường để oxi nhường hay nhau: −2 O2 + 4e → + O +5 +4 N + 1e → N ⇒ V = 2.22, = 44,8 lít 31 N nhận ln ⇒ Đáp án A Câu Đốt cháy hoàn toàn 7,2 gam kim loại M ( có hóa trị II khơng đổi hợp chất) hỗn hợp khí Cl2 O2 Sau phản ứng thu 23,0 gam chất rắn thể tích hỗn hợp khí phản ứng 5,6 lít ( đktc) Kim loại M là: A Be B Cu C Ca D Mg (Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng khối A, B năm 2009) Hướng dẫn giải: Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: nhh khí = Ta có: 5, = 0, 25 22, mhh khí = 23 − 7, = 15,8 mol Gọi số mol oxi clo x mol, y mol Ta có hệ :  x + y = 0, 25  x = 0, 05 ⇔  32 x + 71 y = 15,8  y = 0, Quá trình nhận e: Cl2 + 2e → 2Cl − 0,2 0,4 O2 + 4e → 2O 2− 0,05 0,2 ⇒ Tổng số mol e nhận = 0, + 0, = 0, mol Quá trình nhường e: M → M n + + ne 0, n ⇒ MM = 7, 2.n = 12n ⇒ 0, 0,6 Cặp nghiệm phù hợp 32 n = 2; M M = 24 ( Mg ) g Câu Cho 9,94 gam hỗn hợp kim loại Al, Fe, Cu tác dụng với dung dịch HNO3 lỗng dư thu 3,584 lít khí NO (đktc) Tổng khối lượng muối khan tạo thành : A 39 gam B 39,7 gam C 29,7 gam D 50 gam Hướng dẫn giải : Ta có : n NO =0,16 (mol) Áp dụng bảo toàn khối lượng : Mà : Vậy : ⇒ m muoái =m Kl +m NO- =m Kl +62.n e nhaän n e nhaän =3n NO =0,16.3=0,48(mol) m muoái =9,94+62.0,48=39,7(gam) Đáp án B 3.3 Bảo toàn electron kết hợp với bảo toàn nguyên tố Câu Nung 2,23 gam hỗn hợp X gồm kim loại Fe Al Zn , , , Mg oxi sau thời gian thu 2,71 gam hỗn hợp Y Hịa tan hồn tồn Y vào dung dịch (dư), thu 0,672 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Số mol HNO3 HNO3 phản ứng là: A 0,12 B 0,14 C 0,16 D 0,18 ( Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010) Hướng dẫn giải : n NO = Ta có : Áp 0, 672 = 0, 03(mol) 22, dụng ĐLBTKL ta m O2 = moxit − m KL = 2, 71 − 2, 23 = 0, 48(gam) ⇒ n O = 0, 015(mol) Quá trình nhường electron : 33 có : +3 − 3e → Fe 3x Fe x +3 − 3e → Al 3y Al y +2 − 2e → Zn 2z Zn z +2 − 2e → Mg 2t Mg t Quá trình nhận electron : −2 O2 + 4e → O 0, 015 0, 06 +5 N + 3e +2 → N 0, 09 0, 03 Áp dụng ĐLBT electron ta có : 3x + 3y + 2z + 2t = 0, 06 + 0, 09 = 0,15(mol) Áp dụng BTNT ta có : n HNO3 = n N ( muoi) + n NO = 3n Fe( NO3 )3 + 3n Al( NO3 )3 + 2n Zn ( NO3 ) + 2n Mg(NO3 )2 + n NO = 3x + 3y + 2z + 2t + 0, 03 ⇒ n HNO3 = 0,15 + 0, 03 = 0,18(mol) → Đáp án D 3.4 Bảo toàn electron kết hợp với bảo tồn điện tích 3.5 Bảo tồn electron kết hợp với phương pháp trung bình Câu Hịa tan hoàn toàn 1,1 gam hỗn hợp gồm kim loại kiềm X kim loại kiềm thổ Y ( MX < MY ) dung dịch HCl loại X : 34 dư, thu 1,12 lít khí H2 (đktc) Kim A K B Na C Rb D Li ( Trích đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2012) Hướng dẫn giải : Ta có : n H2 = 0, 05(mol) Quá trình nhường electron : X − 1e → X + a a Y − 2e → Y 2+ b 2b Quá trình nhận electron : 2H + + 2e → H 0,1 0, 05 Áp dụng ĐLBT electron ta có : a + 2b = 0,1 a.M X + b.M Y = 1,1 ⇒ M = Mặt khác ta có : a + b < a + 2b ⇒ M = Ta có : ⇒ → Có kim loại có M < 11 a.M X + b.M Y 11 = a+b a+b 1,1 1,1 1,1 > = = 11 a + b a + 2b 0,1 , dựa vào đáp án chọn Li Đáp án D Câu Cho kim loại Al, Fe, Cu vào lít dung dịch HNO3 phản ứng vừa đủ thu 1,792 lít khí X (đktc) gồm N2 NO2 có tỉ khối so với He 9,25 Nồng độ mol HNO3 dung dịch đầu là: A 0,28 M B 1,4 M C 1,7 M Hướng dẫn giải : 35 D 1,2 M M = 9, 25.4 = 37 = M N + M NO2 Ta có : trung bình cộng khối lượng phân tử khí N2 NO2 n N2 = n NO2 = nên: +5 nX = 0, 04 mol 2 N + 10e → N 0, +5 0, 04 +4 N + 1e → N ( NO ) 0, 04 0, 04 n NO− ( muoái ) = ∑ n e nhường (hoặc nhận ) = 0, + 0, 04 = 0, 44 (mol) Áp dụng bảo toàn nguyên tố ta có: n HNO3 ( bị khử ) = n NO− ( muối ) + n N (trong khí ) = 0, 44 + 2.0, 04 + 0, 04 = 0,56 (mol) ⇒ [ HNO3 ] = ⇒ 0,56 = 0, 28 M Đáp án A Câu Cho m gam hỗn hợp bột X gồm ba kim loại Zn, Cr, Sn có số mol tác dụng hết với lượng dư HCl lỗng, nóng thu dung dịch Y khí H2 Cơ cạn dung dịch Y thu 8,98 gam muối khan Nếu cho m gam hỗn hợp X tác dụng hoàn toàn với O2 (dư) để tạo hỗn hợp oxit thể tích A 2,016 lít B 0,672 lít O2 (đktc) phản ứng : C 1,344 lít D 1,008 lít ( Trích đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2010) Hướng dẫn giải : 36 - Ba kim loại Zn, Cr, Sn tác dụng với dung dịch HCl lỗng, nóng bị oxi hóa thành số oxi hóa +2 nên : Gọi R kim loại chung cho Zn, Cr, Sn tác dụng với dung dịch HCl MR = - Do số mol kim loại nên : 65 + 52 + 119 236 = 3 R + HCl → RCl + H ↑ Phương trình phản ứng : n RCl2 = Ta có : 0,06 0, 06 8,98 = 0, 06 (mol) 236 ( + 71) theo phản ứng ta có : n R = n RCl2 = 0, 06 (mol) ⇒ số mol kim loại 0,02 (mol) - Phản ứng với oxi : Zn + O → ZnO 0, 02 0, 01 Cr + 0, 02 O → Cr2O3 0, 015 + O → SnO2 Sn 0, 02 0, 02 ⇒ n O2 = 0, 045(mol) ⇒ VO2 = 1, 008 lít → Đáp án D 3.4 Bảo toàn electron kết hợp với phương pháp đường chéo Câu Hòa tan 4,59 gam Al dung dịch HNO3 có tỉ khối hiđro 16,75 Thể tích A 2,24 lít 6,72 lít NO thu hỗn hợp khí N2O (đktc) thu : B 2,016 lít 0,672 lít 37 NO N 2O C 0,672 lít 2,016 lít D 1,972 lít 0,448 lít Hướng dẫn giải : Áp dụng phương pháp bảo tồn electron ta có : − 3e → Al 4,59 = 0,17 27 +5 N +5 N +3 Al 0,51 +2 + 3e 3x → N(NO) x + 8e → 2N(N 2O) +1 8y 2y ⇒ 3x + 8y = 0,51 (1) Mặt khác : M hh = 2.16, 75 = 33,5 Áp dụng phương pháp đường chéo ta có : NO (x):30 10,5 33,5 N O (y):44 3,5 ⇒ Từ (1) (2) ta có hệ : → 3x + 8y = 0,51 ⇒   x = 3y  x = 0, 09 ⇒   y = 0, 03 Đáp án B 38 x 10, = = y 3,5  VNO = 2,016 lít    VN2O = 0, 672 lít  (2) ... áp dụng phương pháp bảo toàn electron kết hợp số phương pháp khác giả nhanh để giải toán hóa học dạng trắc nghiệm chương trình hóa học phổ thông Đối tượng nghiên cứu Phương pháp bảo toàn electron. .. kết hợp số phương pháp khác để giải nhanh tốn chương trình hóa học phổ thơng CHƯƠNG CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Bài tập hoá học 1.1.1 Khái niệm tập hóa học Bài tập hóa học cho học. .. bảo toàn electron số phương pháp khác giúp học sinh có nhìn tổng qt mở rộng kĩ giải tập hóa học mình, hồn thành tốt kì thi, kiểm tra Một số sách sử dụng đề phục vụ cho trình dạy học ? ?Phương pháp