SKKN các phương pháp lập công thức phân tử của hợp chất hữu cơ dành cho học sinh THCS

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NAM ĐỊNH TRƯỜNG PTTH NGUYỄN KHUYẾN ************* MÔN HÓA HỌC Giáo viên : Trần Thùy Linh Trường THPT : Nguyễn Khuyến Năm học : 2014 - 2015 I ĐẶT VẤN ĐỀ: Trong thời đại khoa học thông tin ngày đòi hỏi người phải có trình độ khoa học định Vì mục tiêu giáo dục đào tạo bồi dưỡng người trở thành lao động có tư sáng tạo xử lí thông tin cách nhanh chóng, xác khoa học Để đạt điều hết cần phải ý nâng cao chất lượng học tập học sinh trường phổ thông Môn Hoá Học trường phổ thông có vị trí ý nghĩa quan trọng việc giáo dục hệ trẻ Bước đầu hình thành cho học sinh khái niệm hoá học biến đổi tính chất chất Giúp cho học sinh hiểu hoá học có ý nghĩa quan trọng đời sống xã hội, từ có nhìn thái độ đắn môn học Với xu hướng phát triển giáo dục nhiều môn nói chung môn hoá học nói riêng tăng cường việc kiểm tra trắc nghiệm việc đánh giá kết học sinh Vì việc định dạng tập để chọn cách giải nhanh tập để chọn cách giải nhanh tập hoá học cần thiết Với đặc điểm học sinh lớp 9, bắt đầu tiếp xúc với phân môn Hoá học hữu nên việc định dạng tập để tìm hướng giải nhanh khó khăn học sinh Trước thực tế qua kinh nghiệm nhiều năm giảng dạy đúc kết rút kinh nghiệm viết nên đề tài “Các phương pháp lập công thức phân tử hợp chất hữu dành cho học sinh THCS” II CƠ SỞ LÝ LUẬN: Theo nghị hội nghị lần thứ IV Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam (khoá VII, 1993) rõ: Mục tiêu giáo dục - đào tạo phải hướng vào đào tạo người lao động, tự chủ, sáng tạo, có lực giải vấn đề thường gặp, qua mà góp phần tích cực thực mục tiêu lớn đất nước dân giàu, nước mạnh, xã hội công bằng, dân chủ, văn minh Về phương pháp giáo dục, phải khuyến khích tự học, phải áp dụng phương pháp giáo dục bồi dưỡng cho học sinh lực tư sáng tạo, lực giải vấn đề Nghị hội nghị lần thứ II Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản Việt Nam (khoá VIII, 1997) tiếp tục khẳng định: “Phải đổi phương pháp giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ chiều, rèn luyện thành nếp tư sáng tạo người học Từng bước áp dụng phương pháp tiên tiến phương tiện đại vào trình dạy học, bảo đảm điều kiện thời gian tự học, tự nghiên cứu cho học sinh, sinh viên đại học” Các quan điểm pháp chế hoá luật giáo dục (2005) Điều 28.2 viết: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo học sinh, phù hợp với đặc điểm lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh” III CƠ SỞ THỰC TIỄN: Bài tập Hoá học hữu tập khó đặc biệt tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cho học sinh trung học sở Thế nhưng, nội dung chương trình học tiết học riêng giới thiệu cách lập công thức phân tử hợp chất hữu Do việc nhận dạng, định hướng tìm phương pháp giải vấn đề khó khăn học sinh học sinh có sức học trung bình, yếu, Xuất phát từ thực tế qua kinh nghiệm giảng dạy rút kinh nghiệm viết nên đề tài với mong muốn giải khó khăn học sinh, kích thích học sinh có lòng yêu thích môn học Tuỳ vào điều kiện thời gian mức độ nhận thức học sinh giáo viên chọn nội dung phù hợp để truyền đạt đến học sinh Đề tài vận dụng tiết luyện tập, tiết học tự chọn hay bồi dưỡng học sinh giỏi IV NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: Thông qua kinh nghiệm trình giảng dạy nghiên cứu tài liệu chia tập lập công thức phân tử hợp chất hữu thành ba dạng lớn V KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU: Qua thực nghiệm nhiều năm giảng dạy môn hoá học đặc biệt phân môn hoá học hữu nhận thấy rằng: Khi truyền đạt nội dung phương pháp đến với học sinh nhận thấy tỷ lệ học sinh tiếp thu giải tập lập công thức phân tử hợp chất hữu cao so với lúc trước chưa truyền đạt phương pháp Học sinh có hứng thú với dạng tập đặc biệt học sinh khá, giỏi Phương pháp đặc biệt có hiệu tiết học tự chọn chương trình bám sát dành cho học sinh trung bình, yếu học nâng cao dành cho học sinh khá, giỏi VI KẾT LUẬN: Hoá học đặc biệt hoá học hữu môn học khó học sinh trung học sở Nội dung tập nhiều dạng học phương pháp cụ thể khó khăn lớn học sinh Với trăn trở qua thực tế nhiều năm giảng dạy tìm hiểu tư liệu rút số phương pháp giải toán lập công thức phân tử hợp chất hữu cơ, định hướng, nhận dạng tìm cách giải cách nhanh để giúp học sinh không cảm thấy khó khăn học hoá hữu Để thực tốt đề tài cần có tiết học tự chọn với mức độ bám sát dành cho học sinh trung bình yếu nâng cao dành cho học sinh khá, giỏi đề tài đạt hiệu cao Đề tài áp dụng việc bồi dưỡng học sinh giỏi Đề tài viết áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh nên áp dụng đề tài tuỳ vào đối tượng học sinh giáo viên chọn lọc trường hợp để giảng dạy cho phù hợp Do thời gian giảng dạy chưa nhiều, tư liệu thiếu thốn đề tài không tránh khỏi thiếu sót, mong bạn đọc góp ý để đề tài ngày hoàn thiện VII TÀI LIỆU THAM KHẢO: Tài liệu bồi dưỡng thường xuyên cho giáo viên THCS chu kỳ III (2004-2007) môn Hoá học – Nhà xuất Giáo dục Phương pháp giải tập hoá học 11 – Tác giả: Võ Tường Huy – Nhà xuất trẻ 1997 Phương pháp giải nhanh tập hoá hữu – Tác giả: Đỗ Xuân Hưng – Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội 2008 Hoá học – Tác giả: Lê Xuân Trọng – Cao Thị Thặng – Ngô Văn Vụ - Nhà xuất Giáo dục 2005 VIII MỤC LỤC TT Nội dung Trang Đặt vấn đề Cơ sở lí luận Cơ sở thực tiễn Nội dung nghiên cứu Kết nghiên cứu 19 Kết luận 19 Tài liệu tham khảo 20 Mục lục 21 NHỮNG CHỮ VIẾT TẮT VÀ KÍ HIỆU Viết tắt Kí hiệu phương trình hoá học PTHH nguyên tử khối NTK nguyên tử khối trung bình A A phân tử khối PTK M phân tử khối trung bình to nhiệt độ o t nc nhiệt độ nóng chảy t so nhiệt độ sôi m khối lượng n số mol % phần trăm C% nồng độ phần trăm CM nồng độ mol phản ứng PƯ tác dụng t.d dung dịch đ hỗn hợp hh xúc tác xt kim loại KL công thức phân tử CTPT công thức cấu tạo CTCT ĐẠI CƯƠNG VỀ KIM LOẠI A KIẾN THỨC CƠ BẢN I TÍNH CHẤT HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI Các eclectron hoá trị nguyên tử kim loại liên kết yếu với hạt nhân nguyên tử, kim loại dễ nhường electron để tạo thành ion dương (cation kim loại) M  M n + ne Vì vậy, kim loại chất khử, có khả tác dụng với nhiều chất khác tác dụng với đơn chất phi kim, tác dụng với hợp chất nước, axít, muối chất õi hoá khác Kết luận: Tính chất hoá học đặc trưng kim loại tính khử Tác dụng với phi kim a) Tác dụng với oxi Xét dãy điện hoá kim loại: K, Na, Mg, Al Zn, Fe, Ni, Pb(Cu, Hg) Ag, Pt, Hg Phản ứng nung Không phản ứng Phản ứng không cần điều kiện b) Tác dụng với lưu huỳnh Kim loại tác dụng với lưu huỳnh đun nóng (trừ Hg tác dụng điều kiện bình thường) tạo sunfua kim loại c) Tác dụng với clo Tất kim loại tác dụng với clo tạo muối clorua, kim loại có số oxi hoá cao Kết luận: Khi tính kim loại giảm, phản ứng với phi kim khó khăn cần phải đun nóng Tác dụng với hợp chất a) Tác dụng với nước - Các kim loại từ Al trở đầu dãy điện hoá kim loại tác dụng với H2O điều kiện thường - Mg Al thực tế coi không tác dụng với H2O phản ứng sinhh Mg(OH)2 Al(OH)3 bám bề mặt kim loại tạo lớp màng ngăn cách kim loại với nước - Một số kim loại đứng sau Al tác dụng với H2O nhiệt độ cao: xM(Mn, Zn, Cr, Fe) + yH2O Fe + H2O 3Fe + 4H2O > 570oC 200 500oC MxOy + yH2 FeO + H2 < 570oC FeO + H2 b) Tác dụng với axit - Với dung dịch HCl: ● Kim loại đứng trước H (trong dãy hoạt động hoá học kim loại) tạo muối clorua kim loại có số oxi hoá thấp giải phóng H2 ● Chì phản ứng với axit HCL đun nóng Về nguyên tắc Pb đứng trước H nên phản ứng với axit HCl: Pb + 2HCl → PbCl2 ↓ + H2 Kết tủa PbCl2 ngăn cản phản ứng tiếp diễn Nếu đun nóng PbCl2 tan axit HCL đặc tạo phức theo phản ứng: PbCl2 + 2HCl  H2 [PbCl2] (Trong dung dịch HCl 10%, độ tan PbCl2 giảm nồng độ HCl cao 10% độ hoà tan tăng tạo phức) - Với dung dịch H2SO4 loãng:  Kim loại đứng trước H tạo muối sunfat kim loại có số oxi hoá thấp giải phóng H2  Chì coi không phản ứng với H2SO4 loãng tạo PbSO4 tan ngăn cản phản ứng tiếp diễn  Đồng tan dung dịch HCl loãng dung dịch H2SO4 loãng có oxi hoà tan, oxi hoá mạnh O2 môi trường axit: 2Cu + O2 + 4HCl  2CuCl2 + 2H2O 2Cu + O2 + 2H2SO4  2CuSO4 + 2H2O - Với dung dịch H2SO4 đặc, nóng: Ví dụ: Với H2SO4 đặc, nóng Zn Cd phản ứng tạo SO S, với H2SO4 đặc nguội tạo H2S: Zn + 2H2SO4(đặc) to ZnSO4 + SO2 + H2O to 3Zn + 4H2SO4(đặc) 3ZnSO + S + 4H2O 4ZnSO + H2S + 4H2O 4Zn + 5H2SO4(đặc) - Với dung dịch HNO3 loãng:  Kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 loãng thường tạo muối nitrat kim loại có số oxi hoá cao, NO H2O Ví dụ: 3Sn + 8HNO3  3Sn(NO3)2 + 2NO + 4H2O Sn tác dụng với dung dịch HNO3 loãng tạo NH3(NH4NO3): 4Sn + 10HNO3  4Sn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O - Với dung dịch HNO3 đặc:  Kim loại tác dụng với dung dịch HNO3 đăc, nóng tạo muối nitrat kim loại có số oxi hoá cao, NO2 H2O Ví dụ: Pb + 4HNO3  Pb(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Kết luận: Khi kim loại tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh sản phẩm phản ứng phụ thuộc vào tính khử kim loại, nồng độ axit nhiệt độ phản ứng Trong phản ứng này, axit chất oxi hoá, số oxi hoá nguyên tố trung tâm giảm Ví dụ: 6 H2 S O4 5 H2 S O3 kim loại kim loại 4 2 S O2, S , H2 S 4 2 1 3 N O2, N O, N 2O, N 2, N H3 II DÃY THẾ ĐIỆN CỰC CHUẨN CỦA KIM LOẠI Cặp oxi hoá - khử kim loại 10 x Dư: x.3 x  x 3,2   0,05.x  0,2 64 C M Cu NO3  2  0,2  1M 0,2 27 Viết trình điện phân lầnlượt xảy điện cực điện phân dung dịch chứa FeCl3, CuCl2 HCl biết thứ tự điện hoá sau: Fe3+/Fe2+ > Cu2+/Cu > 2H+/H2 > Fe2+/Fe Fe3+ + 1e  Fe2+ Bài giải: - Ở catot: Cu2+ + 2e  Cu 2H+ + 2e  H2 Fe2+ + 2e  Fe 2Cl  - 2e  Cl2  - Ở anot: 28 Viết phương trình p.ư điện phân xảy điện phân (với điện cực trơ,có màng ngăn) dung dịch chứa a mol CuSO4 b mol NaCl trường hợp: b = 2a; b < 2a; b > 2a Bài giải: (-) Cu2+SO 24  (+) Na+Cl  H+OH  Cu+ + 2e = Cu  CuSO4 + 2NaCl a mol  2Cl  - 2e = Cl2  đpdd Cu  + Cl 2 + Na2SO4 (1) 2a Khi: + b = 2a: muối đp vừa hết Sau(1) H2O bị đp + b < 2a: Sau (1) dư CuSO4 nên có p.ư: 2CuSO4 + 2H2O đpdd 2Cu  + O2 + 2H2SO4 (2) Sau (2) H2O bị đp + b > 2a: Sau (1) dư NaCl nên ta có p.ư: 2NaCl + 2H2O Sau (3) H2O bị đp đpdd m.n H2  + Cl2  + 2NaOH 66 (3) 29 Viết sơ đồ phương trình phản ứng hoá học xảy đpdd hỗn CuSO4 NaBr Trong trình điện phân, pH dd thayđổi nào? BIết nồng độ mol CuSO4 NaBr Bài giải: Cu2+SO 24  (-) (+) Na+Br  H+OH  Cu+ + 2e  Cu  CuSO4 + 2NaBr 2Br  - 2e  Br2  đpdd Cu  + Br2  + Na2SO4 a (1) a Vì nồng độ mol muối nên dd hỗn hợp, số mol muối phải Gọi a số mol muối sau (1) dư a a a  mol CuSO4 Do muối CuSO4 có p.ư thuỷ phân cho môi trường axit 2 nên pH dd < CuSO4 + 2H2O Cu(OH)2  + H2SO4 (khi hoà tan CuSO4 vào nước ta hấy dd bị vẩn đục có p.ư thuỷ phân trên) Vậy trình xảy đp đồng thời muối pH dd không thay đổi pH < Tiếp theo đpdd CuSO4: 2CuSO4 + 2H2O đpdd 2Cu  + O 2 + 2H2SO4 (2) Trong trình đpdd CuSO4 pH giảm dần nồng độ H+ tăng dần Tiếp đến H2O bị đp: 2H2O đp 2H2  + O2  Do nước cạn dần nên nồng độ H+ tăng dần, pH giảm dần giảm chậm nước cạn chậm 30 Viết ptpư điện phân (điện cực trơ) dd chất sau: NaCl (có màng ngăn) FeSO4 HCl đến nước bắt đầu đp ngừng lại Cho biết quỳ tím đổi màu dung dịch lại sau đp chất? 67 Rút nguyên tắc chung đpdd muối (của nhóm kim loại nhóm axit nào) để nhận dd sau đp axit, bazơ? Bài giải: đpdd 2NaCl + 2H2O = H2  + Cl2  + 2NaOH m.n dd sau đp làm quỳ tím chuyển thành màu xanh 2FeSO4 + 2H2O đpdd 2Fe + O2  + 2H2SO4 Dung dịch sau đp làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ 2HCl đpdd H2 + Cl2 Dung dịch sau đp không làm đổi màu quỳ tím - Để nhận dd sau đp có môi trường axit phải đp dd muối tạo kim loại có tính khử Al (sau Al) gốc axit có oxi - Để nhận dd sau đp có môi trường bazơ phải đpdd muối tạo kim loại từ Al trở trước (Al, kiềm, kiềm thổ) gốc axit oxi 31 Điện phân dd gồm NaCl HCl có màng ngăn sau thời gian đp ta thấy: a) dd thu làm đỏ quỳ tím b) dd thu không làm đổi màu quỳ tím c) dd thu làm xanh quỳ tím Hãy giải thích trình đp xảy trường hợp viết ptpư? Bài giải: a) 2HCl đpdd H2 + Cl2 Dung dịch thu làm đỏ quỳ tím chứng tỏ HCl chưa đp xong b) Dung dịch thu không làm đổi màu quỳ tím chứng tỏ điện phân vừa hết HCl c) Dung dịch thu làm xanh quỳ tím chứng tỏ NaCl bị điện phân 2NaCl + 2H2O đpdd m.n H2 + Cl2 + 2NaOH 32 Viết p.t.p.ư xảy đpdd hỗn hợp gồm HCl, CuCl2, NaCl với điện cực trơ, có màng ngăn Hãy cho biết pH dd thay đổi (tăng hay giảm) trình điện phân Bài giải: pH = -1g [H+] 68 Thứ tự điện phân: CuCl2 đpdd Cu + Cl2: pH không đổi không làm thay đổi [H+] đpdd H2 + Cl2: Do [H+] giảm nên pH tăng pH = lúc pH < 2HCl vừa hết HCl 2NaCl + 2H2O [OH  ] tăng pH > 2H2O đp đpdd m.n H2 + Cl2 + 2NaOH: pH tiếp tục tăng 2H2 + O2: Do nước cạn dần nên [OH  ] tăng dần pH tăng chậm 33 Tiến hành điện phân (với điện cực trơ, màng ngăn xốp) lit dd chứa hỗn hợp gồm 0,01 mol HCl; 0,1 mol CuCl2; 0,1 mol NaCl Vẽ đồ thị biểu diễn biến thiên pH dd theo thời gian điện phân Bài giải: HCl  H+ + Cl0,1 13 0,01 mol = 10 pH = -1g10-2 = Thứ tự điện phân: CuCl2 2HCl đpdd đpdd -2 n t n Cu + Cl2: pH không đổi pHn= CuCl2 HCl NaCl n H2 + Cl2: pH tăng đến pH = hết HCl đpdd 2NaCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2NaOH 0,1 0,1 mol n NaOH  Na+ + OH  0,1 = 10-1 0,1 10 14 10 14   10 13 pH   1g10 13  13 [H ] =  1 OH 10 +   34 Điện phân 100 ml dd A (của axit nước H2SO4 0,3M HCl 0,4M) điện cực platin (trơ) với I = 2,68 ampe thời gian t giây - Lập hàm số mô tả phụ thuộc pH vào thời gian điện phân t khoảng (0 < t < giờ) - Vẽ đồ thị hàm số 69 Biết: - Hằng số Faradday F = 26,8 ampe/giờ - Thể tích dd không đổi điện phân - Các giá trị logarit x x lgx 0,5 -0,301 0,6 -0,222 0,7 -0,155 0,8 -0,097 0,9 -0,046 1,0 Bài giải: - Tính pH trước điện phân:  HCl H+ + Cl  0,11.0,4 = 0,04  0,04 mol  0,04 mol 2H+ H2SO4 + SO 24  0,11.0,3 = 0,03  0,06 mol nH  = 0,04 = 0,06 = 0,1 mol [H+] = 0,1mol  1mol / l 0,11 pH = - 1g[H+] = -1g1 = - Phương trình p.ư điện phân: 2HCl đpdd 2H2O đp H2 + Cl2 2H2 + O2 (1) (2) phản ứng (1) làm giảm nồng độ H+ nên pH tăng phản ứng (2) không làm nồng độ H+ thay đổi nên pH không đổi - Tính thời gian điện phân hết ion Cl  : m AIt n.F nCl   nCl   m I t   0,04 A n.F 2,68.t  0,04 Rút t = 0,4 1.26,8 Như đp hết 0,4 hết ion Cl  , sau đến H2O điện phân không làm thay đổi pH nH  = 0,1 – 0,04 = 0,06 [H+] 0,06  0,6 pH   1g 0,6  0,222 0,01 Trong khoảng: < t  0,4 thì: 70 NH+đp It 2,68t +   0,1t ; nH = 0,1 - 0,1t n.F 1.26,8 nồng độ H+ còn: [H+]còn = 0,1  0,1t   t; 0,1 pH = -1g(1 - t) t 0,1 0,2 0,3 0,4 pH 0,046 0,097 0,155 0,222 35 Khi điện phân 500 ml dd Cal2 với điện cực platin có màng ngăn 5,35.10-3 mol I2 Hỏi có Farađay điện lượng qua dd pH dd thu bao nhiêu? Bài giải: CaI2 + 2H2O đpdd H2 + I2 + Ca(OH)2 5,35.10-3 mol mI = AIt 127 ,2.I t   5.35.10 3.127 n.F 2.96500 5,35.10 3.127.2.2.96500 It   10,7.10 3 Farađay 127.2 Ca(OH2)  Ca2+ + 2OH   10,7.10-3 mol 5,35.10-3 mol OH   10,70.,10  H   3  21,4.10 3 10 14 10 4    0,467.10 12 3 2 21,4.10 2,14.10 pH = -1g(4,67.10-13) = -(1g4,67 + 1g10-13) = -(0,66 - 13) = -0,66 + 13 = 12,33 36 Điện phân 200 ml dd CuSO4, dùng điện cực trơ dòng điện chiều cường độ ampe Kết thúc điện phân catot bắt đầu có bọt khí Để trung hoà dd saukhi kết thúc đp dùng vừa đủ 50 ml dd NaOH 0,2M Biết hiệu suất đp 100% a) Viết ptpư xảy điện cực phương trình biểu diễn đp b) Tính thời gian đp nồng độ mol CuSO4 71 Bài gải: Cu2+SO 24  (-) (+) H+OH  Cu+ + 2e  Cu  2CuSO4 + 2H2O 2H2O - 4e  O2  + 4H+ đpdd 2Cu  + O2  + 2H2SO4 Ở catot bắt đầu có bọt khí thoát lúc H2O bắt đầu bị đp tức CuSO4 bị đp hết đp 2H2O Catot 2H2  + O2  anot Phản ứng trung hoà dd sau đp: H2SO4 + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O 0,01  0,005  0,051.0,2  0,01 mol 0,005.64  64.1.t Rút t = 965 giây 2.96500 CM(CuSO ) = 0,005  0,025M 0,2 37 Điện phân 100 ml dd chứa Cu2+, Na+, H+, ClO 4 pH = 1, dùng điện cực platin Sau đp thời gian, thấy khối lượng catot tăng 0,64 g dd có màu xanh nhạt a) Viết ptpư xảy đp b) Tính nồng độ ion H+ dd sau đp biết thể tích dd không thay đổi trình đp Cu2+, Na+, H+, ClO 4 Bài giải: (-) (+) Cu2+ + 2e  Cu 2Cu2+ + 4e  2Cu Sau thời gian đp dung dịch có màu xanh lam nhạt chứng tỏ ion Cu2+ lại nên có trình: 2Cu2+ + 2H2O đpdd 2Cu + O2 + 4H+ 0,64  0,01 64 0,02 72 Vì trước điện phân p H =  [H+] = 10-1 = 0,1 mol/l Số mol ion H+ 100 ml là: 0,1.100  0,01mol / l 1000 Số mol ion H+ sau điện phân là: 0,01 + 0,02 = 0,03 mol Nồng độ H+ sau điện phân là: 0,03  0,3 mol / lit 0,1 38 Điện phân lít dd AgNO3 với hiệu suất điện phân 80% Dung dịch sau điện phân có pH = Thể tích dd coi không đổi Hỏi: a) Nồng độ chất dd sau điện phân b) Khối lượng AgNO3 dd ban đầu Bài giải: 4AgNO3 + 2H2O đpdd = 4Ag  + O2  + 4HNO3 Ban đầu: a mol Bị đp: a 0,8 a 80  0,8a 100 Dư: a - 0,8a = 0,2a Vì pH = nên [H+] = 10-3 = 0,001 HNO3  H+ + NO 3 Ta có: 0,8a  0,001  a  0,001  1,25.10 3 mol 0,8 a) Nồng độ chất sau điện phân: CM(HNO ) = 0,001 mol/l CM(AgNO3) = 0,2a = 0,2.1,25.10-3.170 = 0,2125 g b) Khối lượng AgNO3 dd ban đầu là: 1,25.10-3.170 = 0,2125 g 39 Hoà tan hoàn toàn 20g K2SO4 vào 150 cm3 nước dd A đem điện phân dd Sau điện phân khối lượng K2SO4 dd chiếm 15% khối lượng dd Tính thể tích khí thoát điện cực 20oC 1atm Lượng nước bay không đáng kể khối lượng riêng H2O 1g/ml Bài giải: Điện phân dd K2SO4 có H2O bị điện phân Khối lượng dd trước điện phân là: 150 = 20 = 170 g 73 Khối lượng dd sau điện phân: 20g ứng với 15% khối lượng dd xg ứng với 100% x 20.100  133,33 15 Khối lượng bị điện phân là: 170 - 133,33 = 36,66  36,67 g đp 2H2O 2H2 + O2 36,7  2,04  2,04  1,02 18 Tính thể tích O2 20oC atm: PoVo P.V 1.1,02.22,4 1.V  ;  Rút VO = 24,5 lit T T 273 273  20 VH = 24,5.2 = 49 lít 40 Phân huỷ hoàn toàn a g CaCO3 để lấy khí CO2 Điện phân dd chứa b g NaCl (với điện cực trơ, màng ngăn) tới lại 25% NaCl không bị điện phân tách lấy dd NaOH (dd X) cho khí CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dd X tađược dd Y Biết Y vừa tác dụng với dd KOH vừa tác dụng với dd BaCl2 a) Viết tất ptpư xảy b) Lập biểu thức biểu diễn quan hệ a b n CO2  Bài giải: CaCO3 a 100 to CaO + CO2 (1) đpdd 2NaCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2NaOH (2) m.n 75  mol n NaOH  n NaCl bị đp = (3) 58,5 100 78 Vì dd Y vừa tác dụng với dd KOH vừa tác dụng với dd BaCl2 chứng tỏ Y có muối trung hoà muối axit CO2 + NaOH  NaHCO3 (4) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (5) NaHCO3 + KOH  NaKCO3 + H2O (6) 74 HCO 3 + OH   CO 32  + H2O Na2CO3 + BaCl2  BaCO3  + 2NaCl (6’) (7) tức mol NaOH phải lớn lần nhỏ lần số mol CO2 : a b 2a   100 78 100 41 Điện phân nóng chảy muối AX (A kim loại kiềm, X Cl, Br, I) thu chất rắn A khí B Cho A tác dụng với nước dd A’ khí B’ Cho B’ tác dụng với B khí D Cho tác dụng với dd A’ dd E Cho quỳtím vào dd E Viết ptpư xảy giải thích quỳ tím có màu gì? đpnc Bài giải: 2AX 2A + X2  (1) (A) (B) 2A + 2H2O  2AOH + H2 (A’) (A) (B’) H2 + X2  2HX (B) (B’) (3) (D) AOH + HX  AX + H2O (A’) (D) (2) (4) (E) Theo (1, 2, 3, 4) thì: nAOH = nHX Do dd R dd muối AX Vì ion A+ X- (Cl-, Br-, I-) trung tính nên pH dd R quỳ tím có màu tím (không đổi màu) 42 Điện phân 200 ml dd A chứa KCl CuCl2 với điện cực trơ, có màng ngăn đến anot thoát 1,68 l khí đktc dừng lại Để trung hoà dd thu sau điện phân cần 50 ml dd HNO3 1M Cho dd trung hoà tác dụng với dd AgNO3 dư 1,435 g kết tủa a) Tính nồng độ M chất dd A trước điện phân b) Tính thời gian điện phân birts cường độ dòng điện ampe đpnc Bài giải: CuCl2 Cu + Cl2 (1) đpnc 2KCl + 2H2O H2 + Cl2 + 2KOH (2) m.n KOH + HNO3  KNO3 + H2O (3) 75 KCl + AgNO3  KNO3 + AgCl n AgCl   (4) 1,435  0,01 143,5 Theo (3) nKOH = nHNO = 0,051.1 = 0,05 mol Theo (2) nKCl đp = nKOH = 0,05 mol Theo (4) nKCl dư = nAgCl = 0,01 mol C M  KCl   0,05  0,01  0,3M 0,2 0,05 n KOH   0,025 2 Theo (2): nCl (2) = nCl (1) = 1,68  0,025  0,075  0,025  0,05 mol 2,24 Theo (1): nCuCl = nCl (1) = 0,05 mol CM(CuCl ) = b) m  0,05  0,25 M 0,2 AIt 1,68 71.5.t 71  ; t  2895 s n.F 22,4 2.96500 hay t = 48’15” 43 Điện phân lít dd NaCl (d = 1,2 g/ml), điện phân thu khí thoát điện cực Lấy dd sau điện phân cô cạn cho bay hết nước thu 125 g chất rắn Đem nung lượng chất rắn thấy khối lượng giảm 8g a) Tính hiệu suất phản ứng điện phân nồng độ % dd NaCl ban đầu b) Tính khối lượng dd sau điện phân Bài giải: Đây đpdd NaCl màng ngăn 2NaCl + 2H2O đpnc = H2 + Cl2 + 2NaOH Cl2 + 2NaOH  NaCl + NaClO + H2O NaCl + H2O đpnc Không m.n 76 H2  + NaClO (1) 0,5.2 = 1g  0,5 Khi nung NaClO phân huỷ giải phóng O2, khối lượng giảm g khối lượng O2 NaClO to NaCl + O  0,5 15 0,5 mNaClO = 74,5.0,5 = 37,25 g mNaCl 125 g chất rắn = 125 – 37,25 = 87,75 g mNaCl bị điện phân = 58,5.0,5 = 29,25 g mNaCl ban đầu = 87,75  29,25  117 g hay Hiệu suất đp là: h  117  mol 58,5 0,5 100  25 %  C%  117 100  9,75 % 1,2.100 md sau đp = 1200 – = 1199 g 44 Sau điện phân 965 giây dd NaOH với dòng điện ampe dừng lại a) Nồng độ dd NaOH thay đổi nào? b) Tính thể tích khí thu 54,6oC 1atm Na+OH- Bài giải: (-) (+) 2H2O + 2e  H2  + 2OH2H2O 2H2O - 4e  O2  + 4H+ đp 2H2 + O2 a) Thực chất đpdd NaOH H2O điện phân sau sựđiện phân nồng độ NaOH tăng lên nước (dung môi) giảm, lượng chất tan NaOH không đổi b) m It  A 96500 n Nếu xét với H n = 1; với O n = Với H: m 3.965 m   0,03  0,03 số mol nguyên tử H A 96500.1 A 77 Vậy nH = 0,03  0,015 mol Theo (1) số mol khí tổng cộng là: nkhí = nH + nO = 0,015 + 0,015  0,0225 PoVo P.V 1.0,0225.22,4 1.V  ;   V  0,6048 lít T T 273 273  54.6 45 Cho dòng điện có cường độ 1,5A qua bình điện phân dd KCl Khi dừng điện phân anot thu 1,12 lít khí đktc a) Tính thời gian điện phân b) Tính pH dd thu sau điện phân giả sử thể tích dd 1lít Bài giải: a) 2KCl + 2H2O đpdd m.n H2↑ + Cl2↑ + 2NaOH (1) Khí thu anot Cl2, đpdd có màng ngăn t 96500 n m ; Ở A = 35,5 ; n = AI m  71 1,12 96500 71 0,05  71 0,05 Vậy t   6433,3 giây 22,4 35,5 1,5   1  1 b) Từ (1) ta có: nKOH  2nCl2  0,1  10 mol ; OH  10 H    10 14  OH   10 14   10 13 1 10 pH = -1g10-13 = 13 46 Hỗn hợp X gồm kim loại A B có tỉ lệ khối lượng : Trong 44,8g hỗn hợp X hiệu số số mol A B 0,05mol Khối lượng mol A lớn khối lượng mol B 8g Xác định kim loại A, B Bài giải: Hai kim loại Fe Cu 78 47 Điện phân dung dịch chứa 1,6.10-3 mol Ag(NO3) với anot Cu đến lúc hết ion Ag+ khối lượng catot tăng khối lượng anot giảm gam? Bài giải: Catot tăng 0,1728g; anot giảm 0,0512g 48 Sau điện phân dung dịch NaOH với cường độ dòng điện 3A 965 giây dừng lại a) Hỏi nồng độ dung dịch NaOH thay đổi nào? b) Tính thể tích khí thu 54,60C 1atm Bài giải: a) Nồng độ dung dịch NaOH tăng; b) 0,6044 lít 49 Điện phân lít dung dịch AgNO3 với hiệu suất điện phân 80% Dung dịch sau điện phân có pH = Thể tích dung dịch coi không đổi Hỏi: a) Nồng độ chất dung dịch sau điện phân b) Khối lượng AgNO3 dung dịch ban đầu Bài giải: a) HNO3 0,001M; AgNO3 0,00025M b) m AgNO = 0,2125g 50 Vì nhôm khử cation kim loại oxi kim loại? Bài giải: Do áp lực với oxi lớn nên nhôm dùng để khử cation kim loại khó khử oxit kim loại khó nóng chảy (phản ứng nhiệt nhôm) Ví dụ: 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe 8Al + 3Fe3O4  4Al2O3 + 9Fe (1) (2) Các phản ứng toả nhiều nhiệt, phản ứng (1) nhiệt độ đạt tới 29160C, phản ứng (2) 26730C 79 Ở 26730C Fe Al2O3 nóng chảy (Fe nóng chảy 15390C Al2O3 nóng chảy 20500C) Người ta thu sắt Al2O3 chuyển vào xỉ Cần lưu Al khử ion kim loại oxit mà không thiết kim loại phải đứng sau Al dãy điện hoá Tương tác kim loại A với oxit kim loại B xảy hiệu ứng nhiệt oxit kim loại A lớn hiệu ứng nhiệt oxit kim loại B Sau hiệu ứng nhiệt số oxit kim loại: Al2O3: 1339 kcal/mol Fe2O3: 198,5 kcal/mol BaO: 133.0 kcal/mol K2O: 86.2 kcal/mol 80 [...]... Na2[Zn(CN)4] + 2ag Phương pháp thuỷ luyện (còn gọi là phương pháp ướt) được dùng để điều chế những kim loại có thế oxi hoá khử cao như Cu, Hg, Ag, Au, … c) Phương pháp điện phân Dùng dòng điện một chiều để khử các ion kim loại, người ta có thể điều chế được hầu hết các kim loại - Điều chế các kim loại có tính khử mạnh như Li, Na, K, Ca, Al, … bằng cách điện phân nóng chảy các hợp chất của chúng như oxit,...  (H+ đóng vai trò môi trường, NO 3 đóng vai trò chất oxi hoá) Khi đó:  Viết phương trình điện li của 2 axit  số mol H+ và số mol NO 3  Viết phương trình phân tử dạng ion  Lập luận để xác định chất dư, chất phản ứng hết bằng cách so sánh các tỉ số mol và hệ số tỉ lượng trong phương trình phản ứng của các chất tham gia, tỉ số nào nhỏ nhất thì chất đó sẽ hết Chú ý: môi trường axit (H+) NO  3 Có... các điện cực, dưới tác dụng của dòng điện một chiều chạy qua chất điện li ở trạng thái nóng chảy hay dung dịch chất điện li 2 Các bộ phận chính của thiết bị điện phân Thiết bị điện phân có 3 bộ phận chính: - Bình chứa chất điện phân (chất điện phân có thể ở trạng thái nóng chảy hoặc tan trong nước) - Hai điện cực thường làm bằng chất rắn dẫn điện + cực nối với cực âm (-) của nguồn điện gọi là catot... CHẾ KIM LOẠI 1 Nguyên tắc điều chế kim loại Hầu hết các kim loại tồn tại trong tự nhiên ở dạng ion trong các hợp chất hoá học Muốn chuyển hoá những ion này thành kim loại phải khử chúng Vậy, nguyên tắc của việc điều chế kim loại là khử ion dương kim loại thành nguyên tử: Mn+ + ne  M 2 Phương pháp điều chế kim loại a) Phương pháp nhiệt luyện Dùng các chất khử như C, CO, H2 hoặc kim loại Al để khử ion... kim loại Sau đó khử oxit kim loại bằng chất khử thích hợp Ví dụ: 2ZnS + 3O2 to o t 18 2ZnO + 2SO2 ZnO + C Zn + CO Phương pháp nhiệt luyện được dùng rộng rãi trong công nghiệp để điều chế những kim loại có độ hạot động hoá học trung bình b) Phương pháp thuỷ luyện Dùng những dung môi thích hợp như dung dịch NaOH, H2SO4, NaCN, … để hoà tan kim loại hoặc hợp chất của kim loại và tách ra khỏi phần không... với dung dịch hỗn hợp axit thì để đơn giản ta nên viết các phương trìnhphản ứng xảy ra dưới dạng ion thu gọn Ví dụ1: Có hốn hợp X gồm chất rắn Mg, Al, Al2O3 Cho 9 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết thúc phản ứng thu được 3,36 lít H2 (đktc) Nếu cũng cho một lượng hỗn hợp như trên tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư sinh ra 7,84 lít H2 (đktc) Số gam Al2O3 trong hỗn hợp ban đầu là A 0,15... hỗn hợp 2 axit  HCL (H+ đóng vai trò là chất oxi hoá)  H 2 SO4 (1) - Trường hợp 1: Hỗn hợp 2 axit  Khi đó:  Viết phương trình điện li của 2 axit  số mol H+ HCL  H+ + Cl  H2SO4  2H+ + SO 24   nH  = nHCl + 2nH 2 SO 4  Viết phương trình phản ứng dưới dạng ion  phương trình đại số 2M + 2nH+  2Mn+ + nH2  (n là số oxi hoá thấp của kim loại M) H 2 SO4 (1)hayHCL HNO3 - Trường hợp 2: Hỗn hợp. .. Điều chế các kim loại có tính khử trung bình hay yếu (kim loại đứng sau Al trong dãy điện hoá) bằng cách điện phân dung dịch muối của chúng: Ví dụ: 2ZnSO4 + 2H2O đpdd 2Zn + O2 + 2H2SO4 V PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI 1 Dạng bài tập xác định tên kim loại Phương pháp giải: Bài tập xác định tên kim loại thường được quy về một trong các dạng sau đây: 19  Cấu hình electron của nguyên tử kim loại... anot sang catot Phương pháp điện phân với anot tan được dùng để tinh chế kim loại (như tinh chế vàng, bạc) hay mạ điện Ví dụ để có vàng 99,99% (vàng 4 số 9) người ta điện phân dung dịch muối của vàng với anot tan là vàng thô 17 4 Định luật Faradday Dựa vào công thức biểu diễn định luật Farađay, ta có thể xác định được khối lượng chất thu được ở các điện cực m = AIt nF m - Khối lượng chất thu được ở... 15,12 lit  đáp án B Dạng 4: Bài tập về hỗn hợp hai kim loại trở lên tác dụng với dung dịch hỗn hợp hai axit  Khi giải loại bài tập này, thường phải biện luận nhiều trường hợp, thông thường để đơn giản ta thường sử dụng phương pháp bảo toàn electron trong phản ứng oxi hoá - khử hay phương pháp ion - electron để giải  Lưu ý trường hợp này rất khó viết các phươngtrình phản ứng, do đó nếu bài toán yêu