sáng kiến kinh nghiệm kĩ năng giải nhanh bài toán hóa học bằng phương pháp quy đổi

KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TÊN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Hóa học môn khoa học tự nhiên không phần quan trọng góp phần xây dựng người mới, trang bị đầy đủ giới quan khoa học kiến thức khoa học phục vụ cho công cách mạng khoa học công nghệ đầu kỉ 21 Vì người giáo viên dạy hoá học phải đảm bảo tính khoa học, phát huy tính tự giác tính tích cực học sinh qua tiết học, qua dạng câu hỏi, tập làm cho học sinh hứng thú học tập, yêu thích môn hóa học Bài tập hoá học đa dạng phong phú Trong phân phối chương trình, số tiết tập lại so với nhu cầu cần nắm kiến thức học sinh, nên việc phân loại dạng tập hướng dẫn cách giải cần thiết Việc làm có lợi cho học sinh, thời gian ngắn nắm dạng tập chuyên đề hóa học, bước đầu nắm phương pháp giải từ phát triển hướng tìm tòi lời giải cho dạng tương tự, đặc biệt tập trắc nghiệm tính toán phức tạp Giải nhanh toán Hóa học mục tiêu quan trọng thí sinh kỳ thi Đại học – Cao đẳng, đặc biệt hình thức thi thay đổi từ tự luận sang trắc nghiệm Sự thay đổi tạo động lực quan trọng đòi hỏi phải có thay đổi tương ứng nhận thức phương pháp việc dạy học giáo viên học sinh Trong số phương pháp giải toán Hóa học quy đổi phương pháp nhanh, hiệu có nhiều phát triển thú vị thời gian gần Phương pháp Quy đổi tập hợp phương pháp tư sáng tạo, dựa vào giả định Hóa học Toán học phi thực tế giúp tính nhanh giá trị lượng chất hỗn hợp phức tạp Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Xuất phát từ đó, số kinh nghiệm sau năm công tác, mạnh dạn nêu chuyên đề “Kĩ giải nhanh toán Hóa học phương pháp quy đổi ” II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Cơ sở lý luận Phương pháp dựa sở: - Bài toán liên quan đến hỗn hợp chất toán phổ biến chương trình Hóa Học phổ thông, hầu hết toán thường gặp nhiều có kiện liên quan đến hỗn hợp chất đó, hỗn hợp kim loại oxit, hỗn hợp oxit, hỗn hợp kim loại hợp chất sunfua chúng, hỗn hợp muối, hỗn hợp hiđrocacbon, đặc biệt toán lên quan đến sắt…đa số toán vận dụng phương pháp quy đổi để giải toán - Có toán áp dụng phương pháp khác giải phức tạp áp dụng phương pháp quy đổi hợp lí, cách, nhiều trường hợp giúp tốc độ làm tăng lên đáng kể, điều đặc biệt quan trọng làm thi trắc nghiệm - Qui đổi phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa toán ban đầu hỗn hợp phức tạp dạng đơn giản hơn, qua làm cho phép tính trở nên dễ dàng, thuận tiện - Khi áp dụng phương pháp qui đổi phải tuân thủ nguyên tắc sau: + Bảo toàn nguyên tố (tức tổng số mol nguyên tố hỗn hợp đầu hỗn hợp phải nhau) + Bảo toàn số oxi hóa (tổng số số oxi hóa nguyên tố hai hỗn hợp phải nhau) - Ở trình bày phương pháp giải với giả định học sinh thành thạo phương pháp bảo toàn electron số phương pháp khác Nội dung, biện pháp thực giải pháp đề tài Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Đề tài trình bày theo phần: - Các hướng quy đổi thường gặp lấy ví dụ minh họa cho dạng, hướng dẫn giải chi tiết - Các tập vận dụng: Cung cấp hệ thống tập tự luyện nhằm giúp em học sinh tự ôn luyện để nắm vững nội dung cách thức áp dụng phương pháp 2.1 Các hướng qui đổi ý - Một toán có nhiều hướng quy đổi khác nhau, có hướng chính: + Qui đổi hỗn hợp nhiều chất hỗn hợp chất Trong trường hợp thay giữ nguyên hỗn hợp chất ban đầu, ta chuyển thành hỗn hợp với số chất (cũng nguyên tố đó), thường hỗn hợp chất, chí chất Ví dụ: Với hỗn hợp chất Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 ta chuyển thành tổ hợp sau: (Fe FeO), (Fe Fe3O4), (Fe Fe2O3), (Fe3O4 FeO), (Fe2O3 FeO), (Fe3O4 Fe2O3), FeaOb + Qui đổi hỗn hợp nhiều chất nguyên tử tương ứng Thông thường ta gặp toán hỗn hợp nhiều chất chất gồm (hoặc 3) nguyên tố Do đó, qui đổi thẳng hỗn hợp đầu hỗn hợp gồm (hoặc 3) chất nguyên tử tương ứng Ví dụ: Hỗn hợp (Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, Cu2S, S) Hỗn hợp (Fe, Cu, S) + Qui đổi tác nhân oxi hóa phản ứng oxi hóa khử Do việc qui đổi nên số trường hợp số mol chất có giá trị âm để tổng số mol nguyên tố bảo toàn Trong trường hợp ta tính toán bình thường kết cuối thõa mãn - Phương án qui đổi tốt qui đổi thẳng nguyên tử tương ứng nguyên tố tạo nên hợp chất ban đầu Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI - Khi quy đổi hỗn hợp X chất FexOy oxit FexOy tìm oxit giả định thực Quy đổi hỗn hợp nhiều chất hỗn hợp hai chất 2.1.1 Ví dụ 1: Nung 8,4 gam Fe không khí, sau phản ứng thu m gam chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư, thu 2,24 lít khí NO2 (đktc) sản phẩm khử Giá trị m A 11,2 gam B 10,2 gam C 7,2 gam D 6,9 gam Hướng dẫn giải: Ta quy đổi theo cách sau  Quy đổi hỗn hợp X hai chất Fe ( a mol, số mol Fe dư) Fe2O3 (b mol) n Fe ban đầu = = 0,15 mol Các trình oxi hóa khử:  Fe+3 + 3e Fe a 3a N+5 + 1e  N+4 0,1 0,1 (Ở học sinh thành thạo phương pháp bảo toàn electron ta không cần viết trình oxi hóa khử ) Theo định luật bảo toàn electron bảo toàn nguyên tố ta có hệ sau:  Vậy: mX = mFe + Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI mX = × 56 + × 160 = 11,2 gam  Đáp án A  Quy đổi hỗn hợp X hai chất FeO (a mol) Fe2O3 (b mol): Theo định luật bảo toàn electron bảo toàn nguyên tố ta có:  Suy ra: mX = 0,172 + 0,025160 = 11,2 gam  Đáp án A Chú ý: Vẫn quy hỗn hợp X hai chất (FeO Fe3O4) (Fe FeO), (Fe Fe3O4) việc giải trở nên phức tạp (cụ thể ta phải đặt ẩn số mol chất, lập hệ phương trình, giải hệ phương trình hai ẩn số)  Nhận xét: Quy đổi hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 hỗn hợp hai chất FeO, Fe2O3 đơn giản Ví dụ 2: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 HNO3 đặc, nóng, dư thu 4,48 lít khí NO2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 145,2 gam muối khan Giá trị m A 35,7 gam B 46,4 gam C 15,8 gam D 77,7 gam Hướng dẫn giải Ta có: = = 0,2 mol = = 0,6 mol Quy hỗn hợp X hỗn hợp hai chất FeO (a mol) Fe2O3 (b mol) Theo định luật bảo toàn electron bảo toàn nguyên tố ta có: Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI   mX = 0,272 + 0,2160 = 46,4 gam  Đáp án B Ví dụ 3: Nung m gam sắt oxi, thu 3,0 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết X dung dịch HNO3 dư thu 0,56 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m A 2,52 B 2,22 C 2,62 D 2,32 Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X hai chất Fe (a mol, số mol Fe dư) Fe2O3 (b mol) nNO = = 0,025 mol Theo định luật bảo toàn electron bảo toàn khối lượng ta có hệ:   m = mFe ban đầu = (a+2b)56 = 2,52 gam  Đáp án A Ví dụ 4: Cho 11,36 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu m gam muối khan Giá trị m A 49,09 B 38,72 C 35,50 D 34,36 Hướng dẫn giải Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Quy đổi hỗn hợp X hai chất Fe ( a mol) Fe2O3 (b mol) nNO = = 0,06 mol Theo định luật bảo toàn electron bảo toàn khối lượng ta có:   m= = (a+2b)242 = 38,72 gam  Đáp án B Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 H2SO4 đặc, nóng, dư thu dung dịch Y 8,96 lít khí SO2 (đktc) Tính: a) Thành phần phần trăm khối lượng oxi hỗn hợp X A 40,24% B 30,7% C 20,97% D 37,5% b) Khối lượng muối dung dịch Y A 160 gam B.140 gam C 120 gam D 100 gam Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X hai chất Fe (a mol) Fe2O3 (b mol) = = 0,4 mol Theo định luật bảo toàn electron bảo toàn khối lượng ta có:   nO (trong X) = 3 Gv: Nguyễn Thị Hạnh = 0,65 mol Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Vậy: a) %mO =  Đáp án C = 20,97% m Fe2 (SO4 )3 = ( + b)  400 = 140 gam b)  Đáp án B Ví dụ 6: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 cần vừa đủ 0,05 mol H2 Mặt khác, hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu thể tích khí SO2 (sản phẩm khử đktc) A 224 ml B 448 ml C 336 ml D 112 ml Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X hỗn hợp hai chất FeO Fe2O3 với số mol a, b Theo định luật bảo toàn electron bảo toàn khối lượng ta có:  Theo định luật bảo toàn electron ta có: nFeO =  Vậy:  = = 0,01 mol VSO2 = 0,01 22,4 = 0,224 lít = 224 ml Đáp án A Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol chất 0,1 mol, hòa tan hết X vào dung dịch Y gồm (HCl H2SO4 loãng) dư thu dung dịch Z Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI ngưng thoát khí NO Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 cần dùng thể tích khí NO thoát (ở đktc) A 25 ml 1,12 lít B 0,5 lít 22,4 lít C 50 ml 2,24 lít D 50 ml 1,12 lít Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp gồm 0,1 mol Fe2O3 0,1 mol FeO thành 0,1 mol Fe3O4  Hỗn hợp X quy đổi thành hỗn hợp gồm: 0,1 mol Fe 0,2 mol Fe3O4 (FeO.Fe2O3)  Dung dịch Z gồm : 0,1 + 0,2 = 0,3 mol Fe2+; 0,22 = 0,4 mol Fe3+; H+ dư gốc axit Theo định luật bảo toàn electron ta có: = 3nNO  nNO = = 0,1 mol  VNO = 0,122,4 = 2,24 lít Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: =  = = = 0,05 mol = 0,05 lít = 50 ml  Đáp án C Ví dụ 8: Để hòa tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 (trong số mol FeO số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ V ml dung dịch HCl 1M Giá trị V A 80 B 16 C 18 D 23 Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành chất Fe3O4, ta có: Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI = = 0,01 mol  =4 0,04 mol  =2 = 20,04 = 0,08 mol  Vdung dịch HCl = = 0,08 lít = 80 ml  Đáp án A Ví dụ 9: Hòa tan hoàn toàn 11,68 gam hỗn hợp X gồm KHCO3, NaHCO3 CaCO3 dung dịch HCl dư, thu 2,688 lít khí CO2 (đktc) Khối lượng muối NaCl tạo thành dung dịch sau phản ứng là: A 1,94 gam B 1,49 gam C 1,68 gam D 1,17 gam Hướng dẫn giải Ta nhận thấy đề yêu cầu tìm khối lượng muối NaCl tạo thành dung dịch sau phản ứng, mà muối ban đầu có chứa Na muối NaHCO3 Mặt khác MK + MH = MCa = 40 nên ta quy đổi hỗn hợp gồm KHCO3 CaCO3 thành chất CaCO3 tức quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp gồm chất NaHCO3 (a mol) CaCO3 (b mol) Theo định luật bảo toàn khối lượng bảo toàn nguyên tố ta có:   nNaCl = = 0,02  nNaCl = 0,02 58,5 = 1,17 gam  Đáp án D Ví dụ 10: Hỗn hợp X gồm propan, propen propin có tỉ khối so với H2 21,2 Khi đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X, tổng khối lượng CO H2O thu m gam Giá trị m Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 10 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI A 37,20 gam B 37,92 gam C 38,64 gam D 40,80 gam Hướng dẫn giải = 21,2 = 42,4 mX = 42,4 0,2 = 8,48 Quy đổi hỗn hợp X thành C3H8 (a mol) C3H6 (b mol) Ta có hệ:  Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: = 0,2 = 0,6 mol = = 0,64 mol  m = 0,6 44 + 18 0,64 = 37,92 gam  Đáp án B 2.1.2 Quy đổi hỗn hợp nhiều chất nguyên tử đơn chất tương ứng Ví dụ 1: Nung m gam bột đồng oxi thu 24,8 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO, Cu2O Hòa tan hoàn toàn X H2SO4 đặc, nóng, dư thoát 4,48 lít khí SO2 (đktc) Giá trị m A 9,6 B 14,72 C 21,12 D 22,4 Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành Cu (a mol) O (b mol) = = 0,2 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng bảo toàn electron ta có: Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 11 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI  Vậy: m = 0,35 64 = 22,4 gam  Đáp án D Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 30,4 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S, S dung dịch HNO3 dư, thoát 20,16 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch Y Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu m gam kết tủa Giá trị m A 81,55 B 104,20 C 110,95 D 115,85 Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành Cu (a mol) S ( b mol) nNO = = 0,90 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng bảo toàn electron ta có:  Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: nS = = 0,35 mol  m = 0,35 233 = 81,55 gam  Đáp án A Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm Mg, MgS S Hòa tan hoàn toàn m gam X dung dịch HNO3 đặc, nóng dư thu 2,912 lít khí N2 (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X thu 46,6 gam kết tủa Giá trị m A 4,8 B 7,2 C 7,6 D 12,0 Hướng dẫn giải Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 12 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Ví dụ tương tự ví dụ có điểm cần lưu ý số N phân tử N2 Quy đổi hỗn hợp X thành Mg (a mol) S ( b mol) = = 0,13 mol Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: nS = = = 0,2 mol  b = 0,2 Theo định luật bảo toàn electron ta có: 2a + 6b = 0,13  a = 0,05 Vậy: m = 24a + 32b = 24 0,05 + 32 0,2 = 7,6 gam  Đáp án C Ví dụ 4: Đốt cháy hoàn toàn 6,48 gam hỗn hợp chất rắn X gồm: Cu, CuS, FeS, FeS2, FeCu2S2, S cần vừa đủ 2,52 lít O2 thu 1,568 lít SO2 Mặt khác, cho 6,48 gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư thu V lít NO2 ( sản phẩm khử nhất) dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu đựơc m gam kết tủa Các thể tích đo đktc Giá trị V m A 13,216 16,31 B 26,432 17,31 C 14,216 15,30 D 13,216 32,62 Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành Cu (a mol), Fe (b mol) S = = 0,1125 mol = = 0,07 mol Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: nS = 0,07 mol =  = 0,07 233 = 16,31 gam Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 13 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Theo định luật bảo toàn khối lượng bảo toàn electron ta có hệ : (Ở cần lưu ý số O phân tử O 2, Fe bị oxi hóa hoàn toàn O2 tạo Fe2O3, S bị oxi hóa thành S+4)  Lưu ý: Khi cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu Cu2+, Fe3+ để áp dụng định luật bảo toàn electron cho không giống trường hợp đốt cháy =2  + 0,03 + 0,07 = 0,59 mol = 0,59 22,4 = 13,216 lít Vậy: Đáp án A Ví dụ 5: Hòa tan hết m gam hỗn hợp A gồm Al FexOy dung dịch HNO3, thu 0,05 mol NO 0,03 mol N2O, dung dịch D không chứa ion NH4+ Cô cạn dung dịch D thu 37,95 gam hỗn hợp muối khan Nếu hòa tan lượng muối dung dịch xút dư thu 6,42 gam kết tủa màu đỏ nâu Tính m xác định FexOy? A 6,49; FeO B 6,65; Fe3O4 C 7,29; Fe2O3 D 7,29; FeO Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành nguyên tố tương ứng sau: Al, Fe O (a mol) dung dịch D A Fe(OH)3↓ (nâu đỏ) Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: = nFe =  = Gv: Nguyễn Thị Hạnh = = 0,06 mol = 0,11 mol = nAl Trang 14 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Theo định luật bảo toàn electron ta có: (Ở cần lưu ý số N phân tử N2O 2, sau quy đổi O HNO3 chất oxi hóa) 0,11 + 0,06 = 0,05 + 0,03  a = 0,06 Vậy: m = 27 0,11 + 56 0,06 + 16 0,06 = 7,29 gam Ta có: = = =  Oxit sắt FeO  Đáp án D 2.1.3 Quy đổi tác nhân oxi hóa Ví dụ 1: Nung m gam bột đồng oxi thu 24,8 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO, Cu2O Hòa tan hoàn toàn X dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư, thấy thoát 4,48 lít khí SO2 (ở đktc) Giá trị m A 9,6 B 14,72 C 21,12 D 22,4 Hướng dẫn giải Ở ta thay vai trò oxi hóa H2SO4 đặc [O], nghĩa ta thay vai trò nhận electron S+6 [O] ta có: Cu = X CuO = 0,2 mol Theo định luật bảo toàn electron : nO (2) =  nO(2) = 0,2 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng: mCuO = mX + mO(2) = 24,8 + 0,2 16 = 28,0 gam Theo định luật bảo toàn nguyên tố Cu : Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 15 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI nCu = nCuO = = 0,35 mol  m = 64 0,35 = 22,4 gam  Đáp án D Ví dụ 2: Để a gam bột sắt không khí, sau thời gian chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng, dư thu 6,72 lít khí SO2 (đktc) Giá trị a là: A 56 gam B 11,2 gam C 22,4 gam D 25,3 gam Hướng dẫn giải Ở ta thay vai trò oxi hóa H2SO4 đặc [O], nghĩa ta thay vai trò nhận electron S+6 [O] ta có: Fe A Fe2O3 Theo định luật bảo toàn electron : 2nO(2) =  mol nO(2) = 0,3 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng: = mX + mO(2) = 75,2 + 0,3 16 = 80 gam Theo định luật bảo toàn nguyên tố Fe : nFe = =2  a = 56  Đáp án A = mol = 56 gam Ví dụ 3: Đốt cháy 5,6 gam bột Fe bình đựng O2 thu 7,36 gam hỗn hợp A gồm Fe2O3, Fe3O4 Fe Hòa tan hoàn toàn lượng hỗn hợp A Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 16 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI dung dịch HNO3 thu V lít (ở đktc) hỗn hợp khí B gồm NO NO2 Tỉ khối B so với H2 19 Giá trị V A 672 ml B 336 ml C 448 ml D 896 ml Hướng dẫn giải Ở ta thay vai trò oxi hóa HNO3 [O], nghĩa ta thay vai trò nhận electron N+5 [O] ta có: Fe A Fe2O3 Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: = nFe = = 0,05 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng: = mA + mO(2)  mO(2) =  nO(2) = - mA = 0,05 160 - 7,36 = 0,64 gam = 0,04 mol  Theo định luật bảo toàn electron: (NO (a mol) NO2 (b mol)) 3a + b = 0,04 = 0,08 = 38 Theo quy tắc đường chéo : NO 30 38 NO2 46  a=b=  V = 0,02 22,4 = 0,896 lít = 896 ml  Đáp án D Gv: Nguyễn Thị Hạnh = 0,02 Trang 17 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI 2.2 Một số tập vận dụng Câu Cho 13,92 gam hỗn hợp X gồm Cu oxit sắt vào dung dịch HNO3 loãng dư thu 2,688 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 42,72 gam muối khan Công thức oxit sắt A FeO B Fe3O4 D FeO Fe3O4 C Fe2O3 Câu Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCl2, FeCl3 dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thấy thoát 4,48 lít khí SO2 (đktc) dung dịch Y Thêm dung dịch NH3 dư vào dung dịch Y thu 32,1 gam kết tủa Giá trị m A 16,8 B 17,75 C 25,675 D 34,55 Câu Nung a mol Fe không khí thời gian thu 16,08 gam hỗn hợp X gồm chất rắn Hòa tan hết lượng hỗn hợp X dung dịch HNO loãng, thu 672ml khí không màu hóa nâu không khí (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị a A 0,15 B 0,21 C 0,24 D 0,3 Câu Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 dung dịch HNO3 đặc, nóng thu 2,24 lít khí NO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 72,6 gam muối khan Giá trị m A 17,85 gam B.23,2 gam C 7,9 gam D.38,85 gam Câu Cho hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 với số mol Lấy m gam X cho phản ứng với CO nung nóng, sau phản ứng bình lại 16,8 gam hỗn hợp rắn Y Hòa tan hoàn toàn Y dung dịch H 2SO4 đặc, nóng vừa đủ thu 3,36 lít khí SO2 (ở đktc) Giá trị m số mol H2SO4 phản ứng A 19,20 0,87 B 19,20 0,51 C 18,56 0,87 D 18,56 0,51 Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 18 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Câu Nung m gam Fe 6,72 lít O2 (đktc), sau thời gian thu hỗn hợp X gồm chất rắn Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X thu vào dung dịch HNO3 đặc, nóng thu 6,72 lít NO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) Giá trị m A 28 B 39,2 C 16,8 D.32,9 Câu Cho 18,5 gam hỗn hợp gồm Fe Fe3O4 vào 200 ml dung dịch HNO3 đun nóng Sau phản ứng thu 2,24 lít khí NO (đktc) lại 1,46 gam kim loại chưa tan Nồng độ dung dịch HNO3 dùng A 2,7M B 3,2M C 3,5M D 2,9M Câu Cho luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng Sau thời gian thu 44,64 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 Hòa tan hết X dung dịch HNO3 loãng dư thu 3,136 lít khí NO (đktc) Giá trị m A 32 B 48 C 96 D 72 Câu Đốt cháy 6,72 gam bột Fe không khí thu m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 Fe dư Để hòa tan X cần dùng vừa hết 255 ml dung dịch chứa HNO3 2M, thu V lít khí NO2 (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m, V A 8,4 3,36 B 8,4 5,712 C 10,08 3,36 D 10,08 5,712 Câu 10 Cho 11,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 vào dung dịch HNO3 loãng dư thu V lít (đktc) hỗn hợp khí B gồm NO N2O có tỉ khối so với H2 19 Mặt khác, cho hỗn hợp tác dụng với khí CO dư sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 9,52 gam Fe Giá trị V A 0,956 B 0,273 C 0,965 D 0,237 Câu 11 Hòa tan hoàn toàn 34,8 gam oxit sắt dạng Fe xOy dung dịch H2SO4 đặc, nóng Sau phản ứng thu 1,68 lít khí SO2 (đktc) FexOy A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D FeO Fe3O4 Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 19 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Câu 12 Hòa tan hết 44,08 gam oxit sắt FexOy dung dịch HNO3 loãng, thu dung dịch X Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch X, thu kết tủa Đem nung lượng kết tủa không khí nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu oxit kim loại Dùng H để khử hoàn toàn oxit thu 31,92 gam chất rắn kim loại Oxit FexOy A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D FeO Fe3O4 Câu 13 Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4g bột lưu huỳnh đun nóng (trong điều kiện oxi) thu hỗn hợp rắn M Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thấy giải phóng hỗn hợp khí X phần không tan Y Để đốt cháy hoàn toàn X Y cần vừa đủ V lít khí oxi (đktc) Giá trị V A 2,8 B.3,36 C 4,48 D 3,08 Câu 14 Hòa tan hoàn toàn 25,6 gam chất rắn X gồm Fe, FeS, FeS S dung dịch HNO3 dư, thoát V lít khí NO (đktc) dung dịch Y Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu 126,25 gam kết tủa Giá trị V A 17,92 B 19,04 C 24,64 D 27,58 Câu 15 Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp A gồm Fe , FeS, FeS2, S dung dịch HNO3 đặc, nóng, dư, thu dung dịch B 9,072 lít khí NO2 (đktc, sản phẩm khử nhất) Chia dung dịch B thành hai phần : + Phần Cho tác dụng hết với dung dịch BaCl2 dư thu 5,825 gam kết tủa trắng + Phần Cho tác dụng hết với dung dịch NaOH dư thu kết tủa C Nung kết tủa C đến khối lượng không đổi thu m1 gam chất rắn Giá trị m, m1 A 3,56 1,4 B 3,65 1,905 C 3,56 2,8 D 5,56 3,745 Câu 16 Để tác dụng hoàn toàn với 4,64 g hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4 cần dùng vừa đủ 160 ml dung dịch HCl 1M Nếu khử hoàn toàn 4,64 g hỗn hợp Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 20 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI CO nhiệt độ cao khối lượng Fe thu A 3,36 gam B 3,63 gam C 4,36 gam D 4,63 gam Câu 17 Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng với dung dịch HCl dư Sau phản ứng xảy hoàn toàn, dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu 7,62 gam FeCl2 m gam FeCl3 Giá trị m A 4,875 B 9,60 C 9,75 D 4,80 Câu 18 Cho 41,76 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 (trong số mol FeO số mol Fe2O3) tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch gồm axit HCl 1M H2SO4 0,5M loãng V có giá trị A 0,72 B 7,2 C 1,44 D 0,36 Câu 19 Hòa tan hoàn toàn 14,52 gam hỗn hợp X gồm NaHCO3, KHCO3 MgCO3 dung dịch HCl dư, thu 3,36 lít khí CO2 (đktc) Khối lượng muối KCl tạo thành dung dịch sau phản ứng là: A 8,94 g B 16,17g C 7,92 g D 12,0g Câu 20 Hỗn hợp X gồm butan, metylxiclopropan, but-2-en, etylaxetilen đivinyl có tỉ khối so với H2 27,8 Khi đốt cháy hoàn toàn 0,30 mol X, tổng khối lượng CO2 H2O thu A 69,00 gam B 74,40 gam C 73,32 gam D.79,80 gam *Đáp án: CÂU CÂU A D B B D A B B A 12 13 B A 11 B 14 D 15 A 16 A 17 A 18 A 19 A 10 A 20 C III HIỆU QUẢ CỦA ĐỀ TÀI Khi áp dụng chuyên đề vào giảng dạy thấy học sinh nắm bắt vận dụng phương pháp nhanh vào giải tập, số học sinh ham thích làm Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 21 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI tập có hứng thú môn hóa học nhiều hơn, tiết học sinh động có chất lượng cao hơn, triển khai với lớp nguồn luyện thi đại học hiệu qủa Khảo sát cho thấy: * Khi chưa đưa chuyên đề trên: Tỷ lệ học sinh giải 26% Tỷ lệ học sinh lúng túng 30% Tỷ lệ học sinh không giải 44% * Khi đưa chuyên đề vào vận dụng: Tỷ lệ học sinh giải 61% Tỷ lệ học sinh lúng túng Tỷ lệ học sinh không giải 18% 21% IV ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG Qua trình nghiên cứu đề tài này, thấy việc vận dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh số dạng toán Hóa học phương pháp hay để nâng cao chất lượng dạy học môn góp phần thúc đẩy say mê, hứng thú học tập học sinh với môn Hóa Học Mặt khác, phương pháp đem lại hiệu cao, tốc độ tính toán nhanh, phù hợp với xu hướng thi trắc nghiệm nhằm rèn luyện kĩ giải tập hoá học Do đó, giáo viên chuyên ngành Hoá thấy nên giới thiệu phương pháp quy đổi giúp em nâng cao kiến thức, tạo say mê học tập rèn kỹ Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 22 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI giải nhanh để đáp ứng nhu cầu học tập ngày cao em học sinh Tôi mong muốn chuyên đề mang tính khoa học sư phạm nhằm mục đích góp phần nâng cao chất lượng Dạy Học thầy trò Vì thời gian có hạn viết không tránh khỏi sai sót Kính mong qúy thầy cô đóng góp ý kiến Tôi chân thành cảm ơn qúy Thầy Cô V TÀI LIỆU THAM KHẢO 16 Phương pháp kỹ thuật giải nhanh- Phạm Ngọc Bằng, Vũ Khắc Ngọc, Hoàng Thị Bắc, Từ Sỹ Chương, Lê Thị Mỹ Trang, Hoàng Thị Hương Giang, Võ Thị Thu Cúc, Lê Phạm Thành, Khiếu Thị Hương Chi-NXB Đại Học Sư Phạm Hướng dẫn giải đề thi TSĐH hoá vô theo 16 chủ đề - Phạm Đức Bình, Lê Thị Tam, Nguyễn Hùng Phương- NXB ĐHQG.TP.HCM Các đề thi đại học cao đẳng năm trước Biên Hòa, ngày 20 tháng 05 năm 2012 NGƯỜI THỰC HIỆN Nguyễn Thị Hạnh Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 23 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 24 [...]... giảng dạy thì thấy học sinh nắm bắt và vận dụng phương pháp rất nhanh vào giải bài tập, số học sinh ham thích làm các bài Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 21 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI tập và có hứng thú bộ môn hóa học nhiều hơn, tiết học sinh động và có chất lượng cao hơn, nhất là khi triển khai với các lớp nguồn và luyện thi đại học thì rất hiệu qủa Khảo sát bài cho thấy: *... các em nâng cao kiến thức, tạo sự say mê trong học tập và rèn kỹ Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 22 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI năng giải nhanh để đáp ứng nhu cầu học tập ngày càng cao của các em học sinh Tôi rất mong muốn chuyên đề mang tính khoa học và sư phạm nhằm mục đích góp phần nâng cao chất lượng Dạy và Học của thầy và trò Vì thời gian có hạn cho nên bài viết không... lệ học sinh giải được 26% Tỷ lệ học sinh lúng túng 30% Tỷ lệ học sinh không giải được 44% * Khi đưa ra chuyên đề trên vào vận dụng: Tỷ lệ học sinh giải được 61% Tỷ lệ học sinh lúng túng Tỷ lệ học sinh không giải được 18% 21% IV ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG Qua quá trình nghiên cứu đề tài này, tôi thấy việc vận dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh một số dạng toán Hóa học là một trong các phương. .. phương pháp rất hay để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn và góp phần thúc đẩy sự say mê, hứng thú học tập của học sinh với bộ môn Hóa Học Mặt khác, đây là một trong những phương pháp đem lại hiệu quả cao, tốc độ tính toán nhanh, phù hợp với xu hướng thi trắc nghiệm hiện nay nhằm rèn luyện kĩ năng giải bài tập hoá học Do đó, là giáo viên chuyên ngành Hoá tôi thấy nên giới thiệu phương pháp quy đổi sẽ... toàn lượng hỗn hợp A bằng Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 16 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI dung dịch HNO3 thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí B gồm NO và NO2 Tỉ khối hơn của B so với H2 bằng 19 Giá trị của V là A 672 ml B 336 ml C 448 ml D 896 ml Hướng dẫn giải Ở đây ta thay vai trò oxi hóa của HNO3 bằng [O], nghĩa là ta thay vai trò nhận electron của N+5 bằng [O] ta có: Fe A... dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành các nguyên tố tương ứng sau: Al, Fe và O (a mol) dung dịch D A Fe(OH)3↓ (nâu đỏ) Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: = nFe =  = Gv: Nguyễn Thị Hạnh = = 0,06 mol = 0,11 mol = nAl Trang 14 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Theo định luật bảo toàn electron ta có: (Ở đây chúng ta cũng cần lưu ý chỉ số N trong phân tử N2O là 2, sau khi quy đổi. ..KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI A 37,20 gam B 37,92 gam C 38,64 gam D 40,80 gam Hướng dẫn giải = 21,2 2 = 42,4 mX = 42,4 0,2 = 8,48 Quy đổi hỗn hợp X thành C3H8 (a mol) và C3H6 (b mol) Ta có hệ:  Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: = 0,2 3 = 0,6 mol = = 0,64 mol  m = 0,6 44 + 18 0,64 = 37,92 gam  Đáp án B 2.1.2 Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về... 9,6 B 14,72 C 21,12 D 22,4 Hướng dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành Cu (a mol) và O (b mol) = = 0,2 mol Theo định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn electron ta có: Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 11 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI  Vậy: m = 0,35 64 = 22,4 gam  Đáp án D Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 30,4 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S, và S bằng dung dịch HNO3 dư, thoát ra 20,16... dẫn giải Quy đổi hỗn hợp X thành Cu (a mol), Fe (b mol) và S = = 0,1125 mol = = 0,07 mol Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: nS = 0,07 mol =  = 0,07 233 = 16,31 gam Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 13 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Theo định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn electron ta có hệ : (Ở đây chúng ta cũng cần lưu ý chỉ số O trong phân tử O 2 là 2, Fe bị oxi hóa. .. Ba(OH)2 dư vào dung dịch X thu được 46,6 gam kết tủa Giá trị m là A 4,8 B 7,2 C 7,6 D 12,0 Hướng dẫn giải Gv: Nguyễn Thị Hạnh Trang 12 KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI Ví dụ này cũng tương tự như ví dụ trên nhưng có một điểm cần lưu ý là chỉ số N trong phân tử N2 là 2 Quy đổi hỗn hợp X thành Mg (a mol) và S ( b mol) = = 0,13 mol Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: nS