Lời nói đầu Để giúp cho em học sinh giỏi có thêm tài liệu phơng pháp nh rèn kỹ giải tập hóa học,tôi xin trân trọng giới thiệu với quý thầy cô em học sinh sách Các phơng pháp giải toán hóa học THCS chuyên đề Đầu tiên đa phơng pháp giải toán hóa học với giải minh họa.Sau chuyên đề có hớng dẫn giải tập áp dụng với mong muốn giúp học sinh vận dụng kiến thức cách linh hoạt giải toán hóa học tình khác nhau.Ngoài ra,sách có nhiều tập tự giải ®Ĩ häc sinh cã thªm ®iỊu kiƯn rÌn lun kü giải tập hóa học Tác giả xin ghi nhận cảm ơn ý kiến đóng góp,chỉ thiếu sót sách để tác giả chỉnh sửa cho hoàn thiện hơn.Xin trân thành cảm ơn! MỘT SỐ KIẾN THỨC CẦN NHỚ 1.Nguyên tử: a.Khái niệm: Ngun tử hạt vơ nhỏ trung hịa điện,từ tạo nên chất b.Cấu tạo Nguyên tử gồm: - Vỏ : Tạo hay nhiều electron (e) mang điện tích âm(-1) - Hạt nhân gồm: + Hạt proton ( P) tích điện dương (+1) + Hạt nơtron (n) không mang điện - Đặc điểm: + Số P = Số e + Khối lượng nguyên tử ≈ Khối lượng hạt nhân nguyên tử ( Số hạt p + số hạt n = khối lượng nguyên tử) 2.Phản ứng hóa học a Phản ứng hóa hợp : phản ứng hóa học có chất tạo thành từ hay nhiều chất ban đầu VD: Na2O + H2O → 2NaOH CaO + CO2 → CaCO3 b Phản ứng phân hủy: phản ứng hóa học có chất sinh hai hay nhiều chất to → 2KCl + 3O2 ↑ VD: 2KClO3 to → K2MnO4 + MnO2 + O2 ↑ 2KMnO4 c Phản ứng thế: phản ứng hóa học đơn chất với hợp chất ,trong nguyên tử đơn chất thay nguyên tử nguyên tố khác hợp chất VD: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu ↓ H2 + CuO → Cu + H2O d Phản ứng trao đổi: phản ứng hóa học,trong hai hợp chất tham gia phản ứng trao đổi với thành phần cấu tạo chúng để tạo hợp chất VD: BaCl2 + Na2SO4 →BaSO4 ↓ + 2NaCl CuSO4 + 2NaOH →Na2SO4 + Cu(OH)2 ↓ e.Phản ứng oxi hóa khử: phản ứng hóa học xảy đồng thời oxi hóa khử VD: CuO + H2 →Cu +H2O Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu ↓ Cách viết CTHH Cân PTHH a Cách viết CTHH * Đơn chất: Ax Trong đó:+ A kí hiệu hóa học ngun tố + x số nguyên số nguyên tử - Kí hiệu hóa học CTHH tất kim loại số phi kim như: Na;K;C;P;Fe;Cu (x=1) - Cơng thức hóa học đơn chất chất khí phân tử gồm ngun tử (trừ O3) O2;H2;N2;Cl2 (x=2) * Hợp chất: AxBy , AxByCz Trong đó:+ A,B,C KHHH nguyên tố + x,y,z số nguyên số nguyên tử - Cách lập CTHH hợp chất: + Hóa trị nguyên tố (nhóm nguyên tử) thường số nguyên tố (nhóm nguyên tử) III II CTHH VD: Al x O y → Al 2O * Lưu ý: - Các số phải số tối giản trừ trường hợp đặc biệt: VD: IV II x y S O CTHH → SO2 - Nếu hóa trị nguyên tố(nhóm nguyên tử) số VD: II II x y CO CTHH → CO b Cõn bng phng trỡnh húa hc Cách giải chung: - Viết sơ đồ ph¶n øng (gồm CTHH chất pư sản phẩm) - Cân số nguyên tử nguyên tố (bằng cách chọn hệ số thích hợp điền vào trước CTHH) - Viết PTHH Lưu ý: Khi chọn hệ số cân bằng: + Khi gặp nhóm nguyên tố -> Cân nguyên nhóm + Thường cân nguyên tố có số nguyên tử lẻ cao cách nhân cho 2,4… + Một nguyên tố thay đổi số nguyên tử vế PT, ta chọn hệ số cách lấy BSCNN số chia cho số nguyên tử ngun tố VÝ dơ: ?K + ?O2 -> ?K2O Giải: 4K + O2 -> 2K2O + Khi gỈp mét số phơng trình phức tạp cần phải dùng phơng pháp cân theo phơng pháp đại số: Ví dụ 1: C©n b»ng PTHH sau : FeS2 + O2 -> Fe2O3 + SO2 Giải: - Đặt hệ số: aFeS2 + bO2 -> cFe2O3 + dSO2 - TÝnh sè nguyªn tư nguyên tố trớc sau phản ứng theo hƯ sè PTHH: Ta cã: + Sè nguyªn tư Fe: a = 2c + Sè nguyªn tư S : 2a = d + Sè nguyªn tư O : 2b = 3c + 2d Đặt a = c = 1/2, d = 2, b = 3/2 + 2.2 = 11/2 Thay a, b, c, d vµo PT: aFeS2 + bO2 -> cFe2O3 + dSO2 FeS2 + 11/2O2 -> 1/2Fe2O3 + 2SO2 Hay: 2FeS2 + 11O2 -> Fe2O3 + 4SO2 VÝ dơ C©n b»ng PTHH sau: FexOy + H2 Fe + H2O Giải: - Đặt hệ số: a FexOy + b H2 c Fe + d H2O - Tính số nguyên tử nguyên tố trớc sau phản ứng theo hệ số PTHH: Ta cã: + Sè nguyªn tư Fe: a.x = c + Sè nguyªn tư O : a.y = d + Sè nguyên tử H : 2b = 2d Đặt a = ⇒ c = x, d = b = y Thay a, b, c, d vµo PT: FexOy + y H2 x Fe + y H2O Các hợp chất vơ Định nghĩa CTHH Tên gọi Oxit Lµ hợp chất oxi với nguyên tố khác Gọi nguyên tố oxit A hoá trị n CTHH là: - A2On n lẻ - AOn/2 n chẵn Axit Là hợp chất mà phân tử gồm hay nhiỊu nguyªn tư H liªn kÕt víi gèc axit Gọi gốc axit B có hoá trị n CTHH là: HnB Tên oxit = Tên nguyên tố + oxit - Axit oxi: Axit + tên phi kim Lu ý: Kèm theo hoá trị kim loại + hidric kim loại có nhiều hoá trị - Axit có oxi: Axit + tên phi kim + Khi phi kim có nhiều hoá trị kèm (rơ) tiỊn tè (chØ sè nguyªn tư phi kim) - Axit cã nhiỊu oxi: Axit + tªn phi kim + ic (ric) Làm quỳ tím đỏ hồng Tác dơng víi níc - Oxit axit t¸c dơng víi níc tạo thành dd Axit Tác dụng với Bazơ Mi vµ níc SO2 + H2 O H2SO3 HCl + NaOH NaCl + H2O - Oxit bazơ tác dụng với nớc tạo Tác dụng với oxit bazơ muối thành dd Bazơ nớc Na2O TCHH + H2O 2NaOH 3H2SO4+Fe2O3 Fe2(SO4)3 + 3H2O Oxit axit + dd Baz¬ tạo thành Tác dụng với kim loại muối vµ mi vµ níc Hidro CO2 + KOH K2CO3 + H2O 2HCl + Zn ZnCl2 + H2 Oxit baz¬ + dd Axit tạo thành Tác dụng với muối → mi míi vµ mi vµ níc axit míi CuO + 2HCl CuCl2 + H2O H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl Oxit axit + Oxit bazơ tạo thành muối SO3 + K2O K2SO4 - Oxit lìng tÝnh cã thĨ tác dụng với - HNO3, H2SO4 đặc có tính chất Lu ý dd axit dd riêng(th ng vi Al v Fe) nh Baz Mui Là hợp chất mà phân tử gồm Là hợp chất mà phân tử gồm kim loại nguyên tử kim loại liên kÕt víi hay liªn kÕt víi gèc axit nghĩa nhiều nhóm hiđroxit (- OH) Gọi kim loại M, gốc axit B Gọi kim loại M có hoá trị n CTHH CTHH là: MxBy CTHH là: M(OH)n Tên bazơ = Tên kim loại + hidroxit Tờn gi Tên muối = tên kim loại + tên gốc axit Lu ý: Kèm theo hoá trị kim loại Lu ý: Kèm theo hoá trị kim loại kim loại có nhiều hoá trị kim loại có nhiều hoá trị Tác dụng với axit muối níc T¸c dơng víi axit → mi míi + axit míi NaOH + H2SO4 Na2SO4 + H2O HCl + AgNO3 dd Kiềm làm đổi màu chất thị - Lµm quú tÝm → xanh AgCl + HNO3 dd mi + dd KiỊm → mi míi + baz¬ - Làm dd phenolphtalein không màu FeCl2+2NaOH hồng Fe(OH)2 + 2NaCl dd KiỊm t¸c dơng víi oxit axit → dd muèi + Kim lo¹i → Muèi + kim loại muối nớc TCHH Ba(OH)2 + SO2 BaSO3 + H2O CuCl2 + Fe FeCl2 + Cu dd KiÒm + dd muèi → Muèi + dd muèi + dd muèi → muèi míi Baz¬ FeCl2+AgNO3 2AgCl + Fe(NO3)2 2KOH+CuSO4 Cu(OH)2 + K2SO4 Một số muối bị nhiệt phân Bazơ không tan bị nhiệt phân CaCO3 oxit + nớc Fe(OH)3 Lu ý t 2KClO3 Fe2O3 + 3H2O - Baz¬ lìng tÝnh cã thĨ t¸c dơng víi t t CaO + CO2 2KCl + 3O2 - Mi axit cã thĨ ph¶n øng nh axit dd axit baz Kim loại phi kim Kim loại Tác dụng với phi kim tạo thành muối oxit 2Fe + 3Cl2 t 2FeCl3 Phi kim Tác dụng với kim loại tạo thành oxit muối 2Al + 3Cl2 t 2AlCl3 Zn + S ZnS t 2Zn + O2 2ZnO t 2Cu + O2 t 2CuO T¸c dơng víi axit tạo thành muối hiđro t 2Na + S Na2S Tác dụng với Hiđro tạo thành nớc hỵp chÊt khÝ 2Al + 6HCl O2 Zn 2AlCl3 + 3H2 + H2SO4 ZnSO4 + H2 Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Tác dụng với muối tạo thành muối kim loại Mg + CuCl2 MgCl2 + Cu Fe + 2AgNO3 + 2H2 t 2H2O Cl2 + H2 t 2HCl S t H2S + H2 T¸c dụng với Oxi tạo thành oxit t S + O2 SO2 Fe(NO3)2 + 2Ag 4P + 5O2 t Phương pháp điều chế loại hợp chất vô a Điều chế Oxit Kim loại + Oxi → Oxit bazo Phi kim + Oxi Oxi Hợp chất → Oxit + Nhiệt phân bazo không tan → VD: 4Al 4P 2P2O5 → Oxit axit Nhiệt phân muối → Oxit Oxit to + 3O2 → 2Al2O3 + 4FeS2 to 5O2 → 2P2O5 + 11O2 to → 2Fe2O3 + 8SO2 to 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O CaCO3 CaO + CO2 t b Điều chế axit to Phi kim + Hidro → Axit Oxit axit + nước → Axit Axit mạnh + Muối → Axit VD: H2 + SO3 Cl2 → H2O → + H2SO4 + 2HCl H2SO4 to 2NaCl → Na2SO4 + 2HCl c Điều chế bazơ Oxit bazơ + nước → Bazơ Kiềm + dd muối → Bazơ + muối Điện phân dd muối có màng ngăn → Bazơ +… VD: CaO + H2O → Ca(OH)2 + K2SO4 → BaSO4 + 2KOH Ba(OH)2 diên phân → 2NaOH + Cl2 + H2 2NaCl + 2H2O Màng ngan xôp d Điều chế muối Axit + bazo Kim loại + Phi kim Dd axit + oxit bazo Oxit axit + dd bazo Muối Oxit axit + Oxit bazo Kim loại + dd axit dd muối + dd muối Dd bazo + dd muối Kim loại + dd muối Muối + dd axit VD: 2Fe + to 3Cl2 → 2FeCl3 Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2 Zn + CuCl2 → ZnCl2 + Cu H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O H2SO4 + → CuSO4 + H2O CuO → SO3 + 2NaOH → CO2 + CaO Na2SO4 + BaCl2 → Na2SO4 + H2O CaCO3 BaSO4 + 2NaCl 2NaOH + CuCl2 → Cu(OH)2 + 2NaCl Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2 + H2O e Điều chế kim loại: 1) Đối với kim loại mạnh ( từ K → Al): + Điện phân nóng chảy muối clorua, bromua … ñpnc → 2R + xCl2 2RClx + Điện phân oxit: ( riêng Al) ñpnc → 4Al + 3O2 2Al2O3 2) Đối với kim loại TB, yếu ( từ Zn sau): +) Khử oxit kim loại ( : H2, CO , C, CO, Al … ) + ) Kim loại + muối → muối + kim loại + ) Điện phân dung dịch muối clorua, bromua … ñpdd → 2R + xCl2 2RClx ( nước không tham gia pư ) 7.dÃy hoạt động hóa học kim loại K, Na,Ca, Mg, Al, Zn, Fe,Sn, Pb, (H), Cu,Hg, Ag,Pt, Au ý nghÜa: K Ba Ca Na Mg Al Zn F Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt e ë nhiƯt ®é cao + O2: nhiƯt ®é thêng K Ba Ca Na Mg Al Zn F Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt e T¸c dơng víi nớc K Không tác dụng với nớc nhiệt độ thêng Ba Ca Na Mg Al Zn F Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt e T¸c dơng với axit thông thờng giải phóng Hidro K Khó phản ứng Không tác dụng Ba Ca Na Mg Al Zn F Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt e Kim loại đứng trớc đẩy kim loại đứng sau khái muèi K Ba Ca Na Mg Al Zn F Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt e H2,CO không khử đợc oxit khử đợc oxit kim loại nhiệt độ cao Chú ý: - Các kim loại đứng trớc Mg phản ứng với nớc nhiệt độ thờng tạo thành dd Kiềm giải phóng khí Hidro 8.Một số phản ứng cần ý VÝ dơ: Hoµ tan m( gam ) MxOy vµo dung dịch axit (HCl, H2SO4, HNO3) Ta có PTHH cân nh sau: lu ý 2y/x hoá trị kim lo¹i M MxOy + 2yHCl → xMCl2y/x + yH2O 2MxOy + 2yH2SO4 → xM2(SO4)2y/x + 2yH2O MxOy + 2yHNO3 + yH2O → xM(NO3)2y/x VD: Hoµ tan m( gam ) kim loại M vào dung dịch a xit (HCl, H2SO4) Ta cã PTHH c©n b»ng nh sau: lu ý x hoá trị kim loại M 2M + 2xHCl + xH2 → 2MClx ¸p dơng: Fe 2Al 2M + 2HCl + H2 → FeCl2 + HCl → 2AlCl3 + 3H2 + xH2SO4 → M2(SO4)x + xH2 ¸p dơng: Fe + H2SO4 + H2 → FeSO4 2Al + 3H2SO4 3H2 Al2(SO4)3 + Các phản ứng điều chế số kim loại: ã Đối với số kim loại nh Na, K, Ca, Mg dùng phơng pháp điện phân nóng chảy muối Clorua PTHH chung: 2MClx (r ) dpnc → 2M(r ) + xCl2( k ) (đối với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) ã Đối với nhôm dùng phơng pháp điện phân nóng chảy Al2O3, có chÊt xóc t¸c Criolit(3NaF.AlF3) , PTHH: 2Al2O3 (r ) dpnc → 4Al ( r ) + O2 (k ) ã Đối với kim loại nh Fe , Pb , Cu dùng phơng pháp sau: t - Dïng H2: FexOy + yH2 → xFe + yH2O ( h ) t - Dïng C: 2FexOy + yC(r ) → 2xFe + yCO2 ( k ) t - Dïng CO: FexOy + yCO (k ) → xFe + yCO2 ( k ) t - Dïng Al( nhiƯt nh«m ): 3FexOy + 2yAl (r ) → 3xFe + yAl2O3 ( k ) - PTPƯ nhiệt phân sắt hiđrô xit: t 4xFe(OH)2y/x + (3x 2y) O2 2xFe2O3 + 4y H2O 0 0 9.Mét số phản ứng nhiệt phân số muối a/ Muối nitrat ã Nếu M kim loại đứng trớc Mg (Theo dÃy hoạt động hoá học) 2M(NO3)x 2M(NO2)x + xO2 (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số ) ã Nếu M kim loại kể từ Mg đến Cu (Theo dÃy hoạt động hoá học) t 4M(NO3)x 2M2Ox + 4xNO2 + xO2 (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số ) ã Nếu M kim loại đứng sau Cu (Theo dÃy hoạt ®éng ho¸ häc) t 2M(NO3)x → 2M + 2NO2 + xO2 (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) 0 b/ Muối cacbonat t - Muèi trung hoµ: M2(CO3)x (r) → M2Ox (r) + xCO2(k) (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) t - Muối cacbonat axit: 2M(HCO3)x(r) → M2(CO3)x(r) + xH2O( h ) + xCO2(k) (Với kim loại hoá trị II nhớ đơn giản phần hệ số) 0 c/ Muối amoni t NH4Cl → NH3 (k) + HCl ( k ) t NH4HCO3 → NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) t NH4NO3 → N2O (k) + H2O ( h ) t NH4NO2 → N2 (k) + 2H2O ( h ) t (NH4)2CO3 → 2NH3 (k) + H2O ( h ) + CO2(k) t 2(NH4)2SO4 → 4NH3 (k) + 2H2O ( h ) + 2SO2 ( k ) + O2(k) 0 0 0 9 Các công thức tính toán Công thức tính số mol - Theo khối lợng m n= M - Theo nồng độ % ( C%) C% mdd n= 100 M - Theo nång ®é mol (CM) n = CM Vdd - Theo thĨ tÝch chÊt khÝ (®ktc) VchÊt khÝ n= 22,4 - Theo số hạt vi mô (số hạt nguyên tử,phân tử) Số hạt vi mô n= ( N = 10 23) N C«ng thøc tÝnh khèi lỵng - Theo sè mol m = n.M - Theo nång ®é % (C%) C% mdd m= 100 - Theo nång ®é mol (CM) m = CM Vdd M Công thức tính nồng độ % (C%) mct C% = 100% mdd 10 ... A Bài 9: Hòa tan hoàn toàn 15,6g hỗn hợp gồm Kim loại A B dung dịch H2SO4 lấy d,sau phản ứng thu đợc 17 ,92 lít H2 (đktc).Tính khối lợng muối thu đợc sau phản Bài 10: Hoà tan hoàn toàn 14 ,9 gam... nH = 22,4 = 0,06 mol ¸p dụng định luật BTKL ta có: mmuụi = mX + mH2 SO4 + mH = 3,22 + 98 * 0,06 - * 0,06 = 8 ,98 g Bµi 3: Hoµ tan 10g hỗn hợp muối Cacbonnat kim loại hoá trị dung dịch HCl d thu đợc... lỵng HCl đà phản ứng là: mHCl = 0,06 36,5 = 2, 19 gam Gọi x khối lợng muối khan ( mXCl2 + mYCl3 ) Theo định luật bảo toàn khối lỵng ta cã: 10 + 2, 19 = x + 44 0,03 + 18 0,03 => x = 10,33 gam Bµi