Giúp các bạn học sinh ôn thi đại học, có kĩ năng thủ thuật nhất định chinh phục mọi bài toán hai giai đoạn của đề thi đại học, đây là tài liệu phục vụ các bạn, hi vọng nó sẽ là tài liệu hữu ích giúp các bạn tham khảo thêm kĩ năng giải toán. Định hướng cách giải phù hợp và hiệu quả chinh phục đề thi đại học. Chinh phục hóa học giúp bạn là giải pháp tốt cho bạn
Lê Vũ Thành – THPT Tây Hồ HN – Hocmai.vn KĨ THUẬT DUY NHẤT Chinh phục toán với phản ứng theo giai đoạn Đơn giản, nhanh gọn Nói không với công thức Chào người :) Viết chuyên đề này, muốn chia sẻ phương pháp đơn giản mà cho hiệu dạng tập ion dung dịch OH-, HCO3-, CO32-, Al3+, AlO2 , Đây chủ đề phổ biến đề thi Đại học Mình thấy không khó, có nhiều cách để giải (công thức tính nhanh, phương trình ion thu gọn, đường chéo, chí dùng tam giác đồng dạng đồ thị) Tuy nhiên tin rằng, cách mà bạn hay dùng, không hay thứ chia sẻ đâu ^^! Trước muốn đố bạn ví dụ nhỏ, để qua khẳng định tính ưu việt cách làm Hãy tự giác thử sức trước xem lời giải ! Đề : Cho m gam Kali vào 300ml dung dịch ZnSO4 0,5M thấy khối lượng dung dịch sau phản ứng tăng 5,3 gam Tính giá trị m ? A 19,5 B 17,55 C 16,38 D 15,6 Phân tích : Có lẽ việc cần làm lấy đáp án chia cho 39 xem có số mol lẻ để loại bớt Nhưng người đề tỉnh :)) Khi cho K vào nước diễn phản ứng kim loại kiềm với nước tạo dung dịch kiềm khí H2 bay lên : K + H2O → KOH + 1/2 H2 Sau dung dịch kiềm phản ứng với ZnSO4 đề tạo kết tủa Zn(OH)2 : 2KOH + ZnSO4 → K2SO4 + Zn(OH)2 Khi kết tủa cực đại bắt đầu tan thành phức K2ZnO2 (hay K2Zn(OH)4): Zn(OH)2 + 2KOH → K2Zn(OH)4 Vậy khối lượng dung dịch tăng lên phần khối lượng K thêm vào, trừ H2 kết tủa Zn(OH)2 : 5,3 = mK - mH2 – mZn(OH)2 Cả thứ chưa biết, cần phải biểu diễn chúng theo ẩn khối lượng K số mol K Mình xin trình bày lời giải với nhiều cách khác : Giải cách 1: Sử dụng phương trình ion thu gọn, phản ứng Đây cách làm an toàn nhất, không hiệu nhiều thời gian Đặt số mol K x (mol) H2 x → x (mol) K + H2O → KOH + x → 2OH- + Zn2+ → Zn(OH)2↓ 0,3 ← 0,15 0,15 (mol) số mol OH- dư (x – 0,3) mol 2OH- + Zn(OH)2 Zn(OH)42- ( x 0,3 ) (x – 0,3) → (mol) số mol kết tủa Zn(OH)2 sau (0,15 - x 0,3 ) mol Vậy ta có : mK = 39x (gam) m H2 m = Zn (OH )2 x = x (gam) = 99.(0,15 - x 0,3 ) gam Thay vào biểu thức ban đầu : 5,3 = 39x – x - 99.(0,15 - x 0,3 ) Nhập tất vào máy tính SOLVE, ta : x = 0,4 mK = 39.0,4 = 15,6 (gam) nZn(OH )2 = 4nZn nOH 2 Giải cách : Áp dụng công thức tính nhanh : Từ công thức nZn(OH ) = 4.0,15 x = 0,6 x (mol) 2 Thay vào : 5,3 = 39x – x – 99.( 0,15 - x 0,3 ) Solve x = 0,4 (mol) mK = 15,6 (g) Vậy công thức từ đâu mà ? Lằng nhằng ảo diệu vào phòng thi mà nhớ ! Công thức giải nhanh tên gọi, nhanh nhanh thật, thi mà bị quên áp dụng không trường hợp, lại thành công thức giải chậm Khi xin mời bạn ngồi xây dựng lại từ đầu : Với nZn2 = a, nOH = b (mol) ta có thứ tự phản ứng : Zn2+ + 2OH- → Zn(OH)2 a → 2a → a (mol) Zn(OH)2 + ( b 2a ) nZn(OH ) 2OH- → Zn(OH)42(b – 2a) (mol) sau = a – ( b 2a ) = 2 Hay nZn(OH )2 = 4nZn nOH 2 4a b (mol) (đpcm) Tuy nhiên chẳng vui chút mà phản ứng lại có công thức riêng, bắt buộc phải nhớ hết (gần cuối tài liệu có liệt kê đống công thức kiểu vậy) Ở đây, muốn hướng tới cách giải vừa nhanh, vừa tổng quát, áp dụng cho nhiều toán, học thuộc công thức cách máy móc Giải cách : “Gộp phản ứng” Đây tuyệt chiêu muốn chia sẻ với bạn Về mặt ý tưởng, toán hiểu cho OH- tác dụng với Zn2+ sinh Zn(OH)2 Zn(OH)42-, mà hỗn hợp trước hay sau phản ứng trung hòa điện, nên ta cân điện tích theo kiểu : Q1 + Q2 = Q3 + Q4 Tức : - nOH + nZn2 = -2 n Zn (OH )42 Việc kết hợp với cân điện tích “bước nhảy cóc đột phá” cách giải Ta đặt nK = x (mol) nKOH = x, nH = x (mol) Zn(OH)2 : 0,15 - x 0,3 - OH x + Zn 2+ 0,15 Zn(OH)42- : x 0,3 5,3 = 39x – x – 99.( 0,15 - x 0,3 ) x = 0,4 (mol) mK = 15,6 (g) Done! ^^Phần sơ đồ đồ đóng khung thực vậy? Lấy nháp đặt bút làm theo ! 1► Viết chất phản ứng, ghi số mol biết : nOH = x, nZn 2 = 0,15 2► Cân điện tích : Tổng điện trước = Tổng điện sau -x + 0,15 = -2 n 2 Zn(OH )4 nZn(OH ) 3► Bảo toàn Zn 2 = x 0,3 (điền vào bên cạnh) nZn(OH ) = nZn2 - nZn(OH ) 2 = 0,15 - x 0,3 Vậy ta có biểu thức: 5,3 = 39x – x – 99.( 0,15 - x 0,3 ) Ưu điểm kĩ thuật “gộp phản ứng” “lợi dụng” phương pháp bảo toàn điện tích vốn quen thuộc, kết hợp với bảo toàn nguyên tố trở thành đôi uy lực Bạn cần viết sơ đồ phản ứng cộng trừ nhẩm đầu, mà điện tích âm dương tên chất rõ lù lù trước mắt rồi, việc áp dụng bảo toàn nguyên tố cân điện tích điều đơn giản ! Bước : Xác định chất tham gia tạo thành C Gộp phản ứng Bước : A + B D Bước : Bảo toàn nguyên tố Cân điện tích Về chuyện cân điện tích, ta nhẩm nhanh cách sau : Thông thường, có bên vế trái vế phải mà chất có dấu điện tích, vế lại có chất mang điện chất không mang điện Hãy xem chất mang điện âm hay dương, vế bên điện tích trội Chẳng hạn tập vừa rồi, bên vế phải có Zn(OH)42- mang dấu âm (-), tức bên vế phải tổng điện âm trội Ta tính số mol Zn(OH)42- cách lấy mol OH- trừ lần số mol Zn2+, chia cho Chúng ta thăm dò số ví dụ điển hình đặc trưng dạng ! VD1 : CO2 tác dụng OHCho 0,05 mol 0,35 mol CO2 hấp thụ hoàn toàn vào dung dịch Ca(OH)2 thu 0,05 mol kết tủa Số mol Ca(OH)2 dung dịch ban đầu ? A 0,15 B 0,2 C 0,3 D 0,05 (tự làm trước xem lời giải nhé) HD : Khi dùng 0,05 mol CO2 xảy phản ứng : CO2 + 2OH- → CO32- + H2O 0,05 0,05 Khi dùng 0,35 mol CO2 kết tủa dần cực đại tan phần thành HCO3CO2 + 0,35 Có sẵn nCO CO32- : 0,05 OH0,4 = 0,35, HCO3- : 0,3 nCO 2 = 0,05 (mol) nHCO = 0,35 – 0,05 = 0,3 (mol) Cân điện tích nOH = 0,05 + 0,3 = 0,4 nCa(OH )2 = ½ nOH = 0,2 (mol) Bảo toàn C VD2 : OH- tác dụng với Al3+ Hòa tan 0,54g Al 0,5 lít dung dịch H2SO4 0,1M dung dịch A Thêm V lít dung dịch NaOH 0,1M kết tủa tan trở lại phần Nung kết tủa đến khối lượng không đổi ta chất rắn nặng 0,51g Tính V ? A 1,2 lít B 1,1 lít C 1,5 lít D 0,8 lít HD : n nAl = 0,02 ; H SO4 = 0,05 ; nAl O3 = 0,005 nAl (OH ) = 0,01 Phản ứng : 2Al + 3H2SO4 → Al2(SO4)3 + 3H2 0,02 → 0,03 → 0,01 (mol) n H SO4 dư = 0,02, nAl (SO ) = 0,01 nAl 3 = 0,02 Phản ứng : 2NaOH + H2SO4 → Na2SO4 + H2O 0,04 ← 0,02 Phản ứng : - Al(OH)3 : 0,01 3+ OH + Al 0,07 0,02 Có sẵn nAl3 Bảo toàn Al = 0,02 ; Al(OH)4- : 0,01 nAl(OH ) = 0,01 nAl (OH ) = 0,02 – 0,01 = 0,01 (mol) Cân điện tích Tổng nOH nOH = 0,01 + 0,02 = 0,07 (mol) = 0,04 + 0,07 = 0,11 (mol) V = 1,1 (lít) - VD3 : H+ tác dụng với Al(OH)4 Hòa tan 3,9g Al(OH)3 50ml NaOH 3M dung dịch A Thể tích dung dịch HCl 2M cần cho vào dung dịch A đề xuất trở lại 1,56g kết tủa ? A 0,06 0,12 lít B 0,03 0,06 lít C 0,12 0,24 lít D 0,24 0,36 lít HD : nAl (OH ) Phản ứng : nHCl nAl (OH ) sau = 0,02 nNaOH = 0,15 ; = 0,05 ; Al(OH)3 : 0,05 NaOH : 0,15 NaAl(OH)4 : 0,05 NaOH dư : 0,1 trung hòa = 0,1 (mol) Phản ứng : Xét trường hợp 1, nHCl < nAl (OH ) : NaAl(OH)4 + HCl → NaCl + Al(OH)3 + H2O 0,02 0,02 Tổng nHCl = 0,1 + 0,02 = 0,12 (mol) 2, nHCl > nAl (OH ) V = 0,06 (lít) : + H + Al(OH)4 0,14 0,05 Bảo toàn Al n Al 3 - Al(OH)3 : 0,02 Al3+ : 0,03 = 0,05 - 0,02 = 0,03 Cân điện tích nH = 0,03 + 0,05 = 0,14 Tổng nHCl = 0,1 + 0,14 = 0,24 (mol) V = 0,12 (lít) Đáp án A 10 VD4 : Xử lí câu đồ thị - ĐH2014 Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl b mol AlCl3, kết thí nghiệm biểu diễn đồ thị sau : Số mol Al(OH)3 0,4 Số mol NaOH 0,8 2,0 2,8 Tỉ lệ a : b ? A 2:1 B 2:3 C 4:3 D 1:1 HD : Dễ thấy 0,8 mol NaOH để trung hòa axit nHCl = a = 0,8 (mol) Đoạn tiếp theo, số mol NaOH tăng từ 0,8 lên 2, tức 1,2 mol phản ứng với Al3+ theo tỉ lệ 3:1 tạo thành 0,4 mol Al(OH)3 Tính từ 0,8 đến 2,8 lượng NaOH mol, dùng để phản ứng tạo kết tủa hòa tan phần thành phức - OH Có sẵn nOH + Al(OH)3 : 0,4 3+ Al b = mol, Al(OH)4- : (b – 0,4) nAl3 = b mol, nAl (OH ) = 0,4 mol Cân điện tích – 3b = b – 0,4 b = 0,6 a:b = 4:3 11 Đến bạn thấy ưu điểm vượt trội cách giải ? Giờ thực nhiệm vụ đơn giản (làm nhé) : Câu hỏi : Hãy chứng minh lại công thức sau kĩ thuật “Gộp phản ứng” (gợi ý : đặt số mol chất tham gia a, b xử lí chất sản phẩm theo ẩn a, b) a) CO2 tác dụng với OH- tạo CO32- HCO3→ Chứng minh : nCO 2 = nOH - nCO b) H+ tác dụng với CO32- tạo HCO3- CO2 → Chứng minh : nCO nH - nCO 2 = c) OH- tác dụng với Al3+ tạo Al(OH)3 Al(OH)4→ Chứng minh : nAl(OH ) = n nOH - Al 3 d) H+ tác dụng với Al(OH)4- tạo Al(OH)3 Al3+ → Chứng minh : nAl(OH ) = (4 n - n ) H Al (OH )4 e) OH- tác dụng với Zn2+ tạo Zn(OH)2 Zn(OH)42→ Chứng minh : nZn(OH )2 = (4 nZn 2 - nOH ) Thấy điều kì diệu không? Tất loại công thức trước bạn biết chứng minh lại cách nhanh chóng Vậy giây phút này, bạn quên tất bọn chúng, ta đâu cần dùng công thức đâu nhỉ? ^^ 12 Lời kết : Với mục đích chia sẻ kinh nghiệm cá nhân lưu lại chút kỉ niệm tuổi học sinh năm học cuối này, định dành vài ngày để viết tay, gõ word, trau chuốt đến chi tiết, dồn hết công lực cho tác phẩm mang tên “Một kĩ thuật – Chinh phục toán với phản ứng gồm nhiều giai đoạn” Mình hi vọng kĩ thuật “Gộp phản ứng” trở thành công cụ đắc lực hỗ trợ cho bạn em khóa sau nữa, giải nhanh gọn loại toán dung dịch với nhiều loại ion Thực người ta thường công tìm kiếm phương pháp giải nhanh đâu đâu, mà chúng xuất phát từ điều đơn giản Viết phương trình ion thu gọn? Quá quen thuộc Bảo toàn nguyên tố? bảo toàn điện tích? Ai biết Nhưng kết hợp chúng lại thành cách làm thật đặc trưng hiệu không làm Hãy không ngừng tư sáng tạo phá bỏ nguyên tắc, có cách xử lí riêng mà học theo Chúc bạn thành công trận chiến cuối ^^! ♫ Rainy day in Hanoi, March 10th 2015… https://www.facebook.com/levuthanh1997 vip.kir97@gmail.com 13 [...]... Câu hỏi : Hãy chứng minh lại các công thức sau bằng kĩ thuật “Gộp 2 phản ứng (gợi ý : đặt số mol 2 chất tham gia là a, b rồi xử lí 2 chất sản phẩm theo ẩn a, b) a) CO2 tác dụng với OH- tạo ra CO 32- và HCO3→ Chứng minh : nCO 2 = nOH - nCO 2 3 b) H+ tác dụng với CO 32- tạo ra HCO3- và CO2 → Chứng minh : nCO nH - nCO 2 = 2 3 c) OH- tác dụng với Al3+ tạo ra Al(OH)3 và Al(OH)4→ Chứng minh : nAl(OH... thức nữa đâu nhỉ? ^^ 12 Lời kết : Với mục đích chia sẻ kinh nghiệm cá nhân và lưu lại một chút kỉ niệm tuổi học sinh trong năm học cuối cùng này, mình đã quyết định dành vài ngày để viết tay, gõ word, trau chuốt đến từng chi tiết, dồn hết công lực cho tác phẩm mang tên “Một kĩ thuật duy nhất – Chinh phục mọi bài toán với phản ứng gồm nhiều giai đoạn Mình hi vọng kĩ thuật “Gộp 2 phản ứng sẽ trở thành... thị - ĐH2014 Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol HCl và b mol AlCl3, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau : Số mol Al(OH)3 0,4 Số mol NaOH 0 0,8 2, 0 2, 8 Tỉ lệ a : b là ? A 2: 1 B 2: 3 C 4:3 D 1:1 HD : Dễ thấy 0,8 mol đầu tiên của NaOH là để trung hòa axit nHCl = a = 0,8 (mol) Đoạn tiếp theo, số mol NaOH tăng từ 0,8 lên 2, tức là 1 ,2 mol phản ứng với Al3+ theo tỉ... Chứng minh : nAl(OH ) = 4 n 3 nOH - Al 3 d) H+ tác dụng với Al(OH)4- tạo ra Al(OH)3 và Al3+ → Chứng minh : nAl(OH ) 3 = 1 (4 n - n ) H Al (OH )4 3 e) OH- tác dụng với Zn2+ tạo ra Zn(OH )2 và Zn(OH) 42 Chứng minh : nZn(OH )2 = 1 (4 nZn 2 2 - nOH ) Thấy điều kì diệu không? Tất cả các loại công thức trước đây bạn từng biết đều có thể chứng minh lại một cách cực kì nhanh chóng Vậy thì ngay tại giây... tức là 1 ,2 mol phản ứng với Al3+ theo tỉ lệ 3:1 tạo thành 0,4 mol Al(OH)3 Tính từ 0,8 đến 2, 8 thì lượng NaOH là 2 mol, dùng để phản ứng tạo kết tủa và hòa tan một phần thành phức - OH 2 Có sẵn nOH + Al(OH)3 : 0,4 3+ Al b = 2 mol, Al(OH)4- : (b – 0,4) nAl3 = b mol, nAl (OH ) 3 = 0,4 mol Cân bằng điện tích 2 – 3b = b – 0,4 b = 0,6 a:b = 4:3 11 Đến đây thì bạn đã thấy được ưu điểm vượt trội của... trở thành một công cụ đắc lực hỗ trợ cho các bạn và cả các em khóa sau nữa, có thể giải quyết nhanh gọn loại bài toán dung dịch với nhiều loại ion này Thực sự thì người ta thường mất công đi tìm kiếm những phương pháp giải nhanh ở đâu đâu, mà không biết rằng chúng xuất phát từ những điều đơn giản nhất Viết phương trình ion thu gọn? Quá quen thuộc Bảo toàn nguyên tố? bảo toàn điện tích? Ai cũng biết Nhưng... lại thành một cách làm thật đặc trưng và hiệu quả thì không mấy ai làm được Hãy không ngừng tư duy sáng tạo và phá bỏ những nguyên tắc, chúng ta sẽ có được những cách xử lí của riêng mình mà không phải học theo ai cả Chúc bạn thành công trong trận chiến cuối cùng này ^^! ♫ Rainy day in Hanoi, March 10th 20 15… https://www.facebook.com/levuthanh1997 vip.kir97@gmail.com 13 ... đầu : Với nZn2 = a, nOH = b (mol) ta có thứ tự phản ứng : Zn2+ + 2OH- → Zn(OH )2 a → 2a → a (mol) Zn(OH )2 + ( b 2a ) nZn(OH ) 2OH- → Zn(OH) 42( b – 2a) (mol) sau = a – ( b 2a ) = 2 Hay... diễn phản ứng kim loại kiềm với nước tạo dung dịch kiềm khí H2 bay lên : K + H2O → KOH + 1 /2 H2 Sau dung dịch kiềm phản ứng với ZnSO4 đề tạo kết tủa Zn(OH )2 : 2KOH + ZnSO4 → K2SO4 + Zn(OH )2 Khi... kĩ thuật – Chinh phục toán với phản ứng gồm nhiều giai đoạn Mình hi vọng kĩ thuật “Gộp phản ứng trở thành công cụ đắc lực hỗ trợ cho bạn em khóa sau nữa, giải nhanh gọn loại toán dung dịch với