Hướng dẫn học sinh dùng bốn đinh luật bảo toàn khối lượng, nguyên tố, electron và điện tích giải các câu vô cơ vận dụng cao trong đề thi THPT quốc gia

22 444 0
Hướng dẫn học sinh dùng bốn đinh luật bảo toàn khối lượng, nguyên tố, electron và điện tích giải các câu vô cơ vận dụng cao trong đề thi THPT quốc gia

Đang tải... (xem toàn văn)

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Thông tin tài liệu

I Mở đầu: I.1 Lí chọn đề tài: + Hiện ở nước ta kỳ thi THPT Quốc Gia với môn hoá học là đề thi trắc nghiệm Với 40 câu thời lượng 50 phút quả là vấn đề nang giải với học sinh Để đạt được điểm 10 đó là cuộc chạy đua về tốc độ, việc không chia mỗi đáp án A, B, C, D là 25% trước thì để giải quyết được các câu vận dụng cao không còn cách nào khác là phải tìm cách giải nhanh mới thành công Vậy để đáp ứng được yêu cầu cấp bách này đòi hỏi học sinh phải biết đường lối giải quyết và phương pháp của từng loại bài tập + Với mỗi giáo viên việc phân dạng bài tập và xây dựng cho học sinh cách tư và thứ tự thực hiện một bài toán là vô cùng quan trọng, điều này có y nghĩa quyết định tới tốc độ giải bài tập của học sinh sau này + Với học sinh lớp 11, 12 thì bài tập: “Dùng bốn định luật bảo toàn: khối lượng, nguyên tố, electron và điện tích” giải các câu vô vận dụng cao còn chậm, không giải quyết được Đứng trước thực trạng này đã giúp học sinh thoát khỏi những vướng mắc đó Tôi giúp học sinh nắm vững nội dung của định luật, xác định các giữ kiện bài toán cho và sơ đồ hóa bài toán chính xác, tất cả các giữ kiện của đề bài cho được thể hiện sơ đồ Từ đó việc giải quyết bài toán không còn là vấn đề phức tạp, khó khăn nữa Vì vậy quyết định chọn đề tài này 1.2 Mục đích nghiên cứu: + Trong thực tế ôn thi THPT Quốc Gia cho học sinh, thấy học sinh còn lúng túng những câu vô ở mức độ vận dụng cao và có một số em chưa giải quyết được + Tôi muốn nghiên cứu để giúp học sinh của mình được áp dụng, sau đó nhân lên học sinh trường, tỉnh và được nhân rộng nước 1.3 Đối tượng nghiên cứu: + Đề tài nghiên cứu cách dùng bốn định luật bảo toàn: Khối lượng, nguyên tố, bảo toàn electron và bảo toàn điện tích vào các bài toán vô ở mức độ vận dụng cao đề thi THPT Quốc Gia 1.4 Phương pháp nghiên cứu: + Bước 1: Nắm vững nội dung của bốn định luật + Bước 2: Xác định bài toán cho những dữ kiện gì, cần áp dụng các định luật theo thứ tự nào + Bước 3: Sơ đồ hóa bài toán và thể hiện được các dữ kiện của bài toán sơ đồ + Bước 4: Từ sơ đồ hóa, tính toán 1.5 Những điểm mới của sáng kiến: + Cho các em một đường rất rõ ràng, ngắn gọn để đến đích mà lâu chưa có tài liệu nào hướng dẫn II Nội dung sáng kiến kinh nghiệm: II.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm: 2.1.1: Cơ sở lí thuyết của định luật bảo toàn: a Nội dung của định luật bảo toàn nguyên tố: + Bản chất của định luật: Một hay nhiều nguyên tố chạy từ chất này sang chất khác và số mol của nó không đổi Điều quan trọng nhất áp dụng bảo toàn nguyên tố là phải biết cuối cùng nguyên tố cần quan tâm nó “chui” vào đâu rồi? Nó biến thành những chất nào rồi? b Nội dung của định luật bảo toàn electron: Tổng số mol electron nhường bằng tổng số mol electron nhận Điều quan trọng nhất áp dụng là phải xác định đúng: + Chất nhường electron là chất nào? + Chất nhận electron là chất nào? Đặc biệt chú y: - Xác định nhanh tất cả các nguyên tố thay đổi số oxi hoá - Viết chính xác quá trình nhường nhận electron - Kết hợp linh hoạt với bảo toàn nguyên tố c Nội dung của định luật bảo toàn điện tích: Tổng điện tích các ion dung dịch hay phân tử bằng không Thường kết hợp thuần thục các định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron cùng bảo toàn điện tích d Nội dung định luật bảo toàn khối lượng: Tổng khối lượng trước phản ứng bằng tổng khối lượng sau phản ứng Việc giải bài tập hóa học thường rất hiếm áp dụng đơn thuần định luật bảo toàn khối lượng vì nó quá đơn điệu mà thường kết hợp linh hoạt với các định luật bảo toàn khác 2.1 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: + Học sinh khối 11, 12 ôn thi THPT Quốc Gia vướng mắc, hoặc giải rất chậm các câu vô ở mức độ cao đề thi THPT Quốc Gia 2.1.2 Hướng dẫn học sinh vận dụng linh hoạt, thành thạo định luật gồm bốn bước sau: a Bước 1: Nắm thật vững nội dung của định luật bảo toàn b Bước 2: Rất quan trọng, là bước có tính quyết định đến kết quả của bài toán đó là phải hướng dẫn học sinh phân tích đề để nhận được cái “hồn” của bài toán là gì? + Khi làm một bài toán, phải đọc kỹ toàn bài toán để thấy được bao quát của bài toán, thì việc tìm các nút thắt của bài toán trở nên dễ dàng rất nhiều + Điều cấm kỵ giải bài tập là đọc đến đâu, bấm máy tính toán đến đó, là cách học thiếu khoa học, ngốn rất nhiều thời gian giải toán và thường đường vòng vèo, cuộc chạy đua về tốc độ hoàn toàn thất bại c Bước 3: Trên sở nắm được cái “hồn” của bài toán thì học sinh sẽ dễ dàng, sơ đồ hóa bài toán bằng định luật bảo toàn một cách chính xác, các số liệu của bài toán được thể hiện ngắn gọn sơ đồ Thực hiện đúng đến bước này, thì học sinh nắm chắc 95% kết quả của bài toán và có thể thở phào nhẹ nhõm d Bước 4: Nhìn vào sơ đồ hóa trên, việc bấm máy để tìm kết quả chỉ là giây lát Chú y: Câu ở mức độ vận dụng cao thường là câu đến dòng 2.1.3: Hướng dẫn học sinh áp dụng một số bài toán cụ thể: Mẫu 1: Cho 5,12 gam đồng phản ứng hoàn toàn với 50,4 gam dung dịch HNO3 60% thu được dung dịch X Hãy xác định nồng độ % của muối tan dung dịch X, biết rằng nếu thêm 210 ml dung dịch KOH 2M vào X rồi cô cạn và nung sản phẩm thu được tới khối lượng không đổi thì được 41,52 gam chất rắn A 26,15% B 17,67% C 28,66% D 75,12% Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: - Đồng là kim loại hoạt động yếu, nên muối dung dịch X chỉ là Cu(NO3)2 - Để tính được nồng độ của muối cần tính được khối lượng dung dịch, sau phản ứng, vậy việc xác định khí tạo thành ở chính là cái “hồn” của bài toán - Sau cho KOH vào dung dịch X thì ion NO 3- muối và HNO3 có thể dư nó đâu? Sản phẩm thu được sau cô cạn là gì? Do ion NO3- dung dịch X nằm ở dạng KNO3 nên nhiệt phân sẽ là KNO2, KOH nếu dư X nung vẫn giữ nguyên, Cu(OH) nung sẽ được CuO Như vậy các em đã xác định được 41,52 gam chất rắn là KNO 2, KOH dư, CuO mà số mol CuO đã biết Lại có KOH ban đầu chuyển về KNO2 và KOH dư, đến dễ dàng tìm được số mol KNO2 Vậy việc tìm số mol N khí đã được mở + Sơ đồ hóa bài toán: Cu: 0,08 mol+HNO3:0,48 mol → Khí+H2O+dung dịch X+KOH: 0,42 mol KNO3 KNO2: a mol → { KOH dư → { KOH: b mol Cu(OH)2 CuO: 0,08 mol + Nhìn lên sơ đồ hóa, cách giải đơn giản: Bảo toàn nguyên tố K: a + b = 0,42 (I) Khối lượng chất rắn sau nung: 85a + 56b + 0,08.80 = 41,52 (II) Từ (I) và (II) suy nghiệm: a = 0,4; b = 0,02 Bảo toàn nguyên tố N ta có: nN khí = 0,48 – 0,4 = 0,08 mol Gọi x là số oxi hóa của N khí, bảo toàn electron ta có: 0,08(5 – x) = 0,16 nên x = Vậy công thức khí là N2O3 với số mol 0,04 - Bảo toàn khối lượng: mdd sau phản ứng = mCu + mddHNO3 – mN2O3 = 52,48 gam Vậy C%Cu(NO3)2 = 28,66% Đáp án C Mẫu 2: Cho 1,28 gam đồng vào 12,6 gam dung dịch HNO 60% thu được dung dịch X (không có ion NH4+) Sau đó cho X tác dụng hoàn toàn với 105 ml dung dịch KOH 1M, sau đó lọc bỏ kết tủa được dung dịch Y Cô cạn Y được chất rắn Z Nung Z tới khối lượng không đổi, thu được 8,78 gam chất rắn Tính C% Cu(NO3)2 X: A 31,438% B 42,813% C 29,045% D 28.660% Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: Bài này tương tự bài trên, chỉ biến một chút, đó là tách kết tủa Cu(OH)2 + Sơ đồ hóa bài toán: Cu:0,02mol+HNO3:0,12mol → Khí+H2O+dung dịchX+KOH:0,105 mol KNO3 KNO2: a mol t0 → Cu(OH)2 + { KOH dư → { KOH: b mol + Nhìn lên sơ đồ, cách giải đơn giản sau: Bảo toàn nguyên tố K: a + b = 0,105 (I) Khối lượng chất rắn sau nung: 85a + 56b = 8,78 (II) Từ (I) và (II) suy nghiệm: a = 0,1; b = 0,005 Bảo toàn nguyên tố N ta có: nN khí = 0,12 – 0,1 = 0,02 mol Gọi x là số oxi hóa của N khí, bảo toàn electron ta có: 0,02(5 – x) = 0,04 nên x = Vậy công thức khí là N2O3 với số mol 0,01 - Bảo toàn khối lượng: mdd sau phản ứng = mCu + mddHNO3 – mN2O3 = 13,12 gam Vậy C%Cu(NO3)2 = 28,66% Đáp án D Mẫu 3: Cho 7,65 gam hỗn hợp X gồm: Al, Al2O3 (trong đó Al chiếm 60% khối lượng) tan hoàn toàn dung dịch Y gồm: H 2SO4 và NaNO3, thu được dung dịch Z chỉ chứa muối trung hòa và m gam hỗn hợp khí T (trong T có 0,015 mol H 2) Cho dung dịch BaCl2 dư vào Z cho đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu được 93,2 gam kết tủa Còn nếu Z phản ứng với NaOH thì lượng NaOH phản ứng tối đa là 0,935 mol Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây? A 1,0 B 2,5 C 1,5 D 3,0 Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: - Cho hỗn hợp X tan hoàn toàn dung dịch Y chỉ thu được muối trung hòa, đó chắc chắn có gốc axit là SO 42-, cation là Na+, Al3+ Vậy còn gốc NO3- hay không thì ta phải cứ vào hỗn hợp khí T có H nên chắc chắn Z không còn NO3- Vậy đến cái “hồn” của bài toán đã được xác định Chúng ta khẳng khái rằng còn cation nữa phải là NH4+ (vì Al là kim loại hoạt động mạnh và khả tạo muối amoni là rất cao) - Dung dịch BaCl2 dư tác dụng với Z thì thu được kết tủa nhất là BaSO4 - Nút thắt tiếp theo được mở đó là: Z phản ứng tối đa với NaOH, thì NH4+ tạo khí hết và Al3+ tạo phức hoàn toàn + Sơ đồ hóa bài toán: Al: 0,17 H2SO4 → T ( 0,015 mol H2) + H2O 7,65 gam X { + Y{ Al2O3: 0,03 NaNO3 + → BaSO4: 0,4 mol Na + BaCl2 dư + + + Z {Al , NH4 }+NaOH tối đa: 0,935 mol → {Na+,[Al(OH)4]-, NH3, SO42SO42+ Từ sơ đồ hóa, cách giải đơn giản: - Bảo toàn nguyên tố Al: nAl 3+ = 0,23 mol nên nOH- ion phức 0,92 mol, suy nOH- phản ứng với NH4+ = 0, 015 mol + Bảo toàn điện tích Z: 3.nAl3+ + nNH4+ + nNa+ = 2.nSO42- suy nNa+ = 0,095 mol mZ = mNa+ + mAl3+ + mNH4+ + mSO42- = 47,065 - Bảo toàn khối lượng ta có: mZ + mY = mZ + mT + mH2O - Bảo toàn nguyên tố H ta có: 2nH2SO4 = 4nNH4+ + 2nH2 + 2nH2O suy nH2O = 0,335 mol Vậy mT = 7,68 + 98.0,4 + 85.0,095 – 0,355.18 – 47,065 = 1,47 gam Đáp án C Mẫu 4: Hòa tan hoàn toàn 41,1 gam hỗn hợp gồm Fe, Zn, ZnO và Fe 3O4 vào V lít dung dịch HNO3 1M (lấy dư 20% so với lượng phản ứng), đun nóng, sau phản ứng thu được 3,92 lít hỗn hợp khí X gồm khí N 2O, NO đktc và dung dịch Y (không chứa muối amoni) Cô cạn cẩn thận Y thu được 48,3 gam chất rắn Giá trị của V là: A 1,810 B 2,091 C 1,510 D 1,752 Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: - HNO3 dư, Y không chứa muối amoni nên Y gồm: Fe(NO 3)3, Zn(NO3)2 và HNO3 dư - Cô cạn Y thì HNO3 là axit dễ bay nên Z chỉ gồm: Fe(NO 3)3, Zn(NO3)2 Đây là tính chất vật ly của HNO chính là cái “hồn” của bài toán mà học sinh hay bị mắc sai lầm - Đun nóng Z là muối nitrat của kim loại hoạt động trung bình và yếu nên tạo oxit bazo tương ứng - Để tính được V phải tính được số mol HNO 3, bài toán chỉ cho số liệu: 41,1 gam; 129,3 gam; 48,3 gam mà hỗn hợp rắn gồm chất Do đó phải quy đổi hỗn hợp về nguyên tố Fe, Zn, O + Sơ đồ hóa bài toán: Fe: x mol {Zn: y mol → 41,1 O: z mol Fe N2O Fe(NO3)3 {Zn + HNO3 → + { NO + {Zn(NO3)2 Fe3O4 HNO3 dư ZnO Fe(NO3)3 Fe2O3 t0 nung → {Zn(NO3)2  → {ZnO 129,3g 48,3 g + Từ sơ đồ hóa, cách giải đơn giản: - Quy đổi hỗn hợp về Fe, Zn, O với số mol lần lượt là x, y, z ta có: 56x + 65y + 16z = 41,1 (I) - Bảo toàn nguyên tố Fe, Zn ta có: * nFe(NO3)3 = x; nZn(NO3)2 = y nên ta có: 242x + 189y = 129,3 (II) * nFe2O3 = 0,5x; nZnO = y nên ta có: 80x + 81y = 48,3 (III) Từ (I), (II), (III) ta có: x = 0,3; y = 0,3; z = 0,3 - Gọi a, b lần lượt là số mol của N2O và NO ta có: a + b = 0,175 (IV) - Bảo toàn electron ta có: 3.0,3 + 65.0,3 – 2.0,3 = 8a + 3b (V) Từ (IV) và (V) ta có: a = 0,075; b = 0,1 - Bảo toàn nguyên tố N ta có: nHNO phản ứng = 3.0,3 + 2.0,3 + 2.0,075 + 0,1 -1 = 1,75 Vậy V đã dùng = 1,75: 1,2 = 2,091 (lít) Đáp án B Mẫu 5: Hòa tan hoàn toàn 13,12 gam hỗn hợp A gồm: Cu, Fe, Fe 2O3 240 gam dung dịch HNO3 7,35% và H2SO4 6,125%, thu được dung dịch X chứa 37,24 gam chất tan chỉ gồm các muối và thấy thoát khí NO là sản phẩm khử nhất Cho Ba(OH) dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung không khí đến phản ứng hoàn toàn thu được 50,95 gam chất rắn Dung dịch X hòa tan tối đa m gam Cu, giá trị của m là: A 2,88 B 3,20 C 3,52 D 2,56 Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: Hòa tan hỗn hợp A hỗn hợp axit HNO là chất oxi hóa mạnh, còn H2SO4 loãng là môi trường, được dung dịch X chứa 37,24 gam chất tan chỉ gồm các muối, vậy đó là muối nào? Đây chính là cái “hồn” của bài toán Fe là kim loại đa hóa trị, sản phẩm khử nhất là NO, bài toán này lấp lửng nên X gồm các ion: Cu2+, SO42-, Fe2+, Fe3+, NO3Đến nút thắt được mở - Dung dịch X hòa tan tối đa m gam Cu: vậy sẽ có ion Fe3+ oxi hóa Cu - Cho dung dịch Ba(OH)2 dư vào X, kết tủa chắc chắn là BaSO 4, Cu(OH)2, Fe(OH)2, Fe(OH)3 Nung kết tủa không khí đến phản ứng hoàn toàn thu được 50,95 gam chất rắn gồm: BaSO4, CuO, Fe2O3 X có ion đó mới biết số mol của SO 42-, bảo toàn nguyên tố H suy được số mol H2O, bảo toàn khối lượng sẽ tính được số mol NO suy được số mol NO, bảo toàn nguyên tố N suy được số mol NO3- Như vậy còn cation kim loại chưa biết có số liệu: khối lượng A, khối lượng muối, khối lượng chất rắn, nên lập hệ phương trình ẩn của cation Đến bài toán trở nên đơn giản + Sơ đồ hóa bài toán: Cu2+:x Cu: x mol Cu HNO3 Fe2+:y { Fe: y+z → 13,12g{Fe +{H2SO4 → NO+H2O+X: 37,24g {Fe3+:z O: Fe2O3 SO42- : 0,15 NO3BaSO4: 0,15 BaSO4: 0,15 nung + Ba ( OH ) duw  → 50,95g {CuO +   → {Cu(OH)2 Fe(OH)2 Fe(OH)3 Fe2O3 + Cách giải: Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Cu2+, Fe2+, Fe3+ X Quy đổi 13,12g hỗn hợp về Cu, Fe, O Bảo toàn nguyên tố Cu, Fe thì số mol của Cu là x, Fe là (x+y) nHNO3=nNO3- = 0,28; nH2SO4 = nSO42- = 0,15 tổng số mol H+ = 0,58 nên nH2O = 1/2nH+ = 0,29 Bảo toàn khối lượng ta có: mNO = mhỗn hợp rắn + m2axit – m muối – mH2O = gam suy nNO = 0,1 mol nên nNO3- X = 0,18 m muối = 64x + 56(x + y) + 0,15.0,6 + 0,18.62 = 37,24 (I) m rắn sau nung = 0,15.233 + (y + z)/2.160 + 80.x = 50,95 (II) Từ (I), (II) suy ra: x = 0,06; y + z = 0,14 (III) Bảo toàn khối lượng ta có: nO = (13,12 – 0,06.64 – 0,14.56) : 16 = 0,09 Bảo toàn electron ta có: 0,06.2 + 2y + 3z = 0,09.2 + 0,1.3 (IV) Từ (III), (IV) suy ra: y = 0,06; z = 0,08 Dễ dàng suy ra: nCu = 1/2nFe3+ = 0,04 Vậy mCu = 2,56 gam Đáp án D Mẫu 6: Cho 0,2 mol Fe tác dụng với 600 ml dung dịch HNO 2M, đến phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X (không chứa ion NH 4+) và hỗn hợp khí (có tỉ lệ mol : 3) Cho X tác dụng với 500 ml dung dịch NaOH 2M, sau đó lọc bỏ kết tủa thu được dung dịch Y Cô cạn dung dịch Y thu được chất rắn Z Nung Z đến khối lượng không đổi thu được 63,2 gam chất rắn khan Hai khí đó là: A N2 và N2O B N2 và NO2 C NO và N2O D NO và NO2 Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: - Vì sắt là kim loại hoạt động trung bình, mà số mol HNO gấp lần số mol Fe nên chắc chắn chỉ tạo muối Fe3+ - Dung dịch X không chứa NH4+ nên dung dịch X chỉ có thể có ion: Fe3+, H+, NO3- - Dung dịch X tác dụng với dung dịch NaOH thu được dung dịch Y gồm: NaNO3 và NaOH dư, cô cạn Y thu được chất rắn Z, nung Z đến khối lượng không đổi thu được: NaNO2 và NaOH - Như vậy cái “hồn” của bài toán là phải tìm cách tìm: số mol khí, từ đó áp dụng bảo toàn electron để tìm số oxi hóa trung bình của khí Từ đó suy luận khí dựa vào tỉ lệ số mol khí đề bài cho - Ta nhận thấy: N HNO3 vào NaNO2 và khí nên, lập phương trình toán học tìm được số mol của NaNO2, các nút thắt được mở + Sơ đồ hóa bài toán: Fe3+ Fe: 0,2 + HNO3: 1,2 → khí + { H+ + NaOH:1 → {NaNO3 NO3NaOH dư t0 → 63,2 gam{NaNO2: x mol NaOH: y mol + Từ sơ đồ hóa, cách giải đơn giản: - Gọi x, y lần lượt là số mol của NaNO2, NaOH dư Ta có: 69x + 40y = 63,2 (I) - Bảo toàn nguyên tố Na ta có: x + y = (II) Từ (I), (II) ta có: x = 0,8; y = 0,2 - Bảo toàn nguyên tố N ta có nN tạo khí = 1,2 - 0,8 = 0,4 - Gọi n là số oxi hóa trung bình của khí Bảo toàn electron ta có: 0,4(5-n) = 0,6 suy n = 3,5 Vậy phải có khí là NO2 - Gọi x là số oxi hóa của khí thứ 2, từ quy tắc đường chéo và tỉ lệ mol khí thì khí còn lại phải là NO Đáp án D Mẫu 7: Nung hỗn hợp X gồm: a mol Mg và 0,25 mol Cu(NO 3)2, sau thời gian, thu được chất rắn Y và 0,45 mol hỗn hợp khí Z gồm: NO và O2 Cho Y phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 1,3 mol HCl, thu được dung dịch chỉ chứa m gam hỗn hợp muối clorua và 0,05 mol hỗn hợp khí T (gồm N2 và H2 có tỉ khối so với H2 là 11,4) Giá trị của m gần giá trị nào nhất? A 82 B 74 C 72 D 80 Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: - Nung hỗn hợp X thì trước hết Cu(NO3)2 tạo O2, oxi hóa Mg tạo MgO, có thể Mg dư và Cu(NO3)2 dư - Chất rắn Y tác dụng với HCl chỉ thu được muối clorua, chính là cái “hồn” của bài toán - Hỗn hợp muối clorua, đã biết số mol Cl -, số mol Cu2+, biết khối lượng muối, nếu chỉ tìm mình số mol Mg sẽ thừa dữ kiện Vậy phải có ion NH4+ Đến các nút thắt của bài toán được mở - oxi Cu(NO3)2 chuyển vào hỗn hợp khí Z (trong đó mỗi khí đều có nguyên tử oxi) và nước 10 - H HCl chuyển vào H2 và H2O + Sơ đồ hóa bài toán sau: MgO CuO t0 {Mg: a → {NO2 + { Cu(NO3)2 dư + HCl → H2O + 0,05 {N2 Cu(NO3)2: 0,25 O2 Mg dư H2 Mg2+ → { Cu2+: 0,25 NH4+ Cl-: 1,3 + Từ sơ đồ hóa cách giải đơn giản: - Từ số mol hỗn hợp khí T và tỉ khối suy nN2 = 0,04; nH2 = 0,01 - Bảo toàn nguyên tố oxi ta có: nO nước = nO Cu(NO3)2 – - 2n khí Z = 0,6 - Bảo toàn nguyên tố H ta có: nNH4+ = (nHCl - 2nH2 -2nH2O)/4 = 0,02 - Bảo toàn điện tích cho hỗn hợp muối clorua ta có: 2a + 0,25.2 + 0,02 = 1,3 suy a = 0,39 m muối = 0,39.24 + 0,25.64 + 0,02.18 + 1,3.35,5 = 71,87 Đáp án C Mẫu 8: Hòa tan hoàn toàn 21,5 gam hỗn hợp X gồm: Al, Zn, FeO, Cu(NO3)2 cần dùng hết 430 ml dung dịch H2SO4 1M thu được hỗn hợp khí Y ở đktc gồm: 0,06 mol NO và 0,13 mol H 2, đồng thời thu được dung dịch Z chỉ chứa các muối sunfat trung hòa Cô cạn dung dịch Z thu được 56,9 gam muối khan Thành phần % của Al hỗn hợp X có giá trị gần nhất là: A 25,5% B 18,5% C 20,5% D 22,5% Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: - Hỗn hợp X tác dụng với dung dịch H 2SO4 thu được dung dịch Z chỉ chứa muối sunfat, vậy ion NO3- vào khí NO và chất nào? Đây chính là các “hồn” của bài toán - X gồm các kim loại có tính khử mạnh và thường tạo muối amoni, nên khả cao tạo muối amoni - Nguyên tố H H2SO4 chỉ chuyển vào H2, H2O và NH4+, mới biết số mol H2, để tính được số mol NH4+, cần phải tính được số mol của H2O 11 Đến lại gặp rắc rối, nhìn tổng thể bài toán, tính số mol nước bằng bảo toàn khối lượng, nút thắt được mở - Vấn đề nước bài toán này, sinh từ đâu? Do O2- FeO và tạo NO, NH4+, đến suy được số mol Fe - N Cu(NO3)2 vào chất nào? Vào NO và NH4+, nên dễ dàng suy số mol Cu(NO3)2 - Vậy cần tính số mol của Al, Fe có dữ kiện: Khối lượng hỗn hợp X và khối lượng muối khan + Sơ đồ hóa bài toán: Al Al3+: x 21,5g {Zn + H2SO4: 0,13 → {NO + H2O + {Zn2+:y FeO H2 Fe3+ Cu(NO3) SO42-: 0,43 NH4+ + Từ sơ đồ hóa, cách giải đơn giản: Tổng nH+ = 0,86; nSO42- = 0,43 - Bảo toàn khối lượng ta có: mH2O = 21,5 + 0,43.98 – 56,9 – 0,06.30 – 0,13.2 = 4,68 suy nH2O = 0,26 4H+ + NO3- + 3e → NO + 2H2O 24 ⇐ 0,06 ← 0,12 - Bảo toàn nguyên tố H ta có: nNH4+ = (0,86 – 0,26.2 – 0,13.2)/4 = 0,02 10H+ + NO3- + 8e → NH4+ + 3H2O 0,02 → 0,06 nH2O FeO tạo = nFeO = 0,26 – 0,12 – 0,06 = 0,08 - Bảo toàn nguyên tố N ta có: nNO3- = nNO + nNH4+ = 0,06 + 0,02 = 0,08 suy nCu(NO3)2 = 0,04 - Gọi x, y lần lượt là số mol Al, Fe ta có: 27x + 65y + 0,04.188 + 0,08.72 = 21,5 (I) - Bảo toàn điện tích cho dung dịch muối ta có: 3x + 2y = 0,6 (II) Từ (I), (II) suy x = 0,16; y = 0,06 %mAl = (0,16.27)/21,5 100 = 20,09% Đáp án C Mẫu 9: Hòa tan hết hỗn hợp X gồm: 5,6 gam Fe và 27 gam Fe(NO 3)2 và m gam Al dung dịch chứa 0,61 mol HCl Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu được dung dịch Y chỉ chứa 47,455 gam muối trung hòa 12 và 2,352 lít ở đktc hỗn hợp khí Z gồm NO và N2O Tỉ khối của Z so với H2 là 16 Giá trị của m là: A 1,080 B 4,185 C 5,400 D 2,160 Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: Hỗn hợp X gồm Fe, Fe(NO3)2, Al tan HCl thu được muối trung hòa, nên dung dịch Y gồm: Al3+, Fe3+, Fe2+, NH4+, NO3-, SO42-, Cl- Đây chính là cái “hồn” của bài toán Đến lại gặp khó khăn đó là: Có tới ion, chỉ có dữ kiện để lập phương trình đó là: Bảo toàn điện tích cho muối, bảo toàn electron, khối lượng muối Do đó, cần phải tìm cách bảo toàn nguyên tố để rút bớt ẩn Hoặc suy luận: Coi muối Fe nằm ở dạng: Fe n+, dung dịch Y còn ion, đặt số ẩn còn lại Vậy sử dụng dữ kiện muối, bằng cách: Bảo toàn khối lượng và bằng tổng khối lượng các ion dung dịch + Sơ đồ hóa bài toán: Fe: 0,1 Al3+: m gam {Fe(NO3)2: 0,15 + 0,61 mol HCl → {Fen+: 0,25 + {NO + H2O Al: m gam NH4+ : a mol N2 O NO3 Cl- : 0,16 + Từ sơ đồ hóa cách giải đơn giản sau: - Bảo toàn nguyên tố N ta có: nNO 3- = 2nFe(NO3)2 – nNO – 2nN2O – nNH4+ = 0,18 – a - Bảo toàn nguyên tố H ta có: nH2O = (nHCl – 4nNH4+)/2 = (0,305 – 2a) - Bảo toàn khối lượng: mFe + mFe(NO3)2 + mAl + mHCl = m muối + mZ + m H2O 5,6 + 27 + m + 0,61.35,5 = 47,445 + 0,105.32 + (0,305 – 2a).18 (I) m muối = mFen+ + mAl3+ + mNH4+ + mNO3- + mCl47,445 = 56.(0,15 + 0,1) + m + 18a + 62.(0,18 – a) + 18.(0,305 – 2a) (II) Từ (I) và (II) suy ra: a = 0,01 và m = 1,08 gam Đáp án A Mẫu 10: Hấp thụ hết 4,48 lít CO2 ở đktc vào dung dịch chứa x mol KOH và y mol K2CO3 thu được 200 ml dung dịch X Lấy 100 ml dung dịch X cho từ từ vào 300 ml dung dịch HCl 0,5M thu được 2,688 lít khí ở đktc Mặt khác, 100 ml X tác dụng với dung dịch Ba(OH) dư thu được 39,4 gam kết tủa Giá trị của x là: 13 A 0,15 B 0,2 C 0,1 D 0,05 Hướng dẫn học sinh: + Phân tích đề: - CO2 tác dụng với KOH, K2CO3 sẽ tạo KHCO3 và K2CO3, vậy nghĩ đến việc bảo toàn nguyên tố C là cách đơn giản nhất và chính là cái “hồn” của bài toán - Sau phản ứng thu được 200 ml dữ kiện lại tính 100 ml, là điểm cần chú y, nếu không dễ sai - Cho X từ từ vào dung dịch HCl phải nghĩ đến việc % các muối HCO3- và CO32- phản ứng - Đến các nút thắt của bài toán đã được mở + Sơ đồ hóa bài toán: KOH K+: 2a + b [HCl → CO2 + H2O CO2 + {K2CO3 → {CO32-: a + HCO3-: b [Ba(OH)2 dư → BaCO3 + Từ sơ đồ cách giải đơn giản: 100 ml dung dịch X: a/2 mol CO32-; b/2 mol HCO3Bảo toàn nguyên tố C ta có: nBaCO3 = nCO32- + nHCO30,2 = a/2 + b/2 (I) nHCl = 0,15 mol; nCO2 = 0,12 mol Gọi c là % số mol mỗi muối tham gia phản ứng CO32- + 2H+ → CO2 + H2O a/2.c a.c a/2.c + → HCO3 + H CO2 + H2O b/2.c b/2.c b/2.c Ta có: a/2.c + b/2.c = 0,12 (II) a.c + b/2.c = 0,15 (III) Từ (II) và (III) ta có: (a + b/2)/ (a/2 + b/2) = 5/4 (IV) Từ (I) và (IV) ta có: a= 0,1; b = 0,3 - Bảo toàn nguyên tố C ta có: 0,2 + y = 0,4 suy y = 0,2 - Bảo toàn nguyên tố K ta có: x + 2y = 2a + b suy x = 0,2 + 0,3 – 0,4 = 0,1 Đáp án C 2.1.4 Một số bài tập tự luyện: Bài 1: Hỗn hợp X (Na, K, Ba) X có số mol của Ba bằng một nửa số mol của hỗn hợp Cho m gam hỗn hợp X tan hết H 2O, thu được 14 dung dịch Y và khí H2 Cho toàn bộ khí H2 tạo qua một ống chứa 0,3 mol CuO và 0,2 mol FeO nung nóng, sau phản ứng thu được 33,6 gam chất rắn ống Đem toàn bộ dung dịch Y cho vào một dung dịch chứa 0,2 mol HCl; 0,02 mol AlCl và 0,05 mol Al2(SO4)3 thu được y gam kết tủa Biết các phản ứng hoàn toàn Giá trị của y là: A 41,19 B 52,30 C 37,58 D 59,22 Đáp án A Bài 2: Hòa tan hết 9,1 gam hỗn hợp X gồm Al, Mg và Zn vào 500 ml dung dịch HNO3 4M thu được 0,448 lít N ở đktc và dung dịch Y Chia Y thành hai phần bằng - Phần 1: Cô cạn thu được m gam chất rắn khan - Phần 2: tác dụng vừa đủ với 530 ml dung dịch NaOH 2M thu được 2,9 gam kết tủa Giá trị của m là: A 25,76 B 38,40 C 33,79 D 32,48 Đáp án C Bài 3: Nhúng lá Fe vào 150 ml dung dịch chứa CuCl 1M và HCl 2M sau thời gian, thu được dung dịch X; 2,24 lít H ở đktc và lá Fe lấy có khối lượng thay đổi 5,2 gam so với ban đầu Thêm tiếp 2,125 gam NaNO3 vào dung dịch X, kết thúc phản ứng thu được khí NO (sản phẩm khử nhất) và dung dịch chứa m gam muối Giá trị của m là: A 32,4750 gam B 37,0750 gam C 36,6750 gam D 16,9725 gam Đáp án C Bài 4: Dung dịch X gồm NaOH x(M); Ba(OH) y(M) và dung dịch Y gồm NaOH y(M); Ba(OH)2 x(M) Hấp thụ hết 0,04 mol CO vào dung dịch X, thu được dung dịch M và 1,97 gam kết tủa Nếu hấp thụ hết 0,0325 mol CO2 vào 200 ml dung dịch Y thì thu được dung dịch N và 1,4775 gam kết tủa Biết dung dịch M và N phản ứng với dung dịch KHSO4 đều sinh kết tủa trắng, các phản ứng đều xảy hoàn toàn Giá trị của x, y lần lượt là: A 0,1 và 0,075 B 0,05 và 0,1 C 0,0075 và 0,1 D 0,1 và 0,05 Đáp án B 15 Bài 5: Cho m gam hỗn hợp X gồm: Fe, Fe3O4, Fe(NO3)2 tan hết 320 ml dung dịch KHSO4 1M Sau phản ứng thu được dung dịch Y chứa 59,04 gam muối trung hòa và 896 ml khí NO (sản phẩm khử nhất của N+5 ở đktc) Y phản ứng vừa đủ với 0,44 mol NaOH Biết các phản ứng xảy hoàn toàn % khối lượng Fe(NO 3)2 X gần giá trị nào sau đây: A 63 B 18 C 73 D 20 Đáp án C Bài 6: Cho kim loại Al vào dung dịch hỗn hợp gồm: a mol HCl; 0,05 mol NaNO3 và 0,1 mol KNO3 Sau phản ứng hoàn toàn, thu được dung dịch X chứa m gam muối, b gam kim loại và 0,125 mol hỗn hợp khí Y (gồm khí không màu đó có khí bị hóa nâu ngoài không khí) Tỉ khối của Y so với H2 là 12,2 Giá trị của m là: A 46,425 B 43,5 C 64,05 D 33,375 Đáp án A Bài 7: Hòa tan hết 10,24 gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe 3O4 bằng dung dịch chứa 0,1 mol H2SO4 và 0,5 mol HNO3, thu được dung dịch Y và hỗn hợp gồm 0,1 mol NO và a mol NO (không còn sản phẩm khử nào khác) Chia dung dịch Y thành phần bằng nhau: - Phần 1: Tác dụng với 500 ml dung dịch KOH 0,4M thu được 5,35 gam chất kết tủa - Phần 2: Tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu được m gam kết tủa Biết các phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị của m là: A 20,62 B 41,24 C 20,21 D 31,86 Đáp án C Bài 8: Hỗn hợp X gồm: Al, Fe3O4 và CuO, đó oxi chiếm 25% khối lượng hỗn hợp Cho 1,344 lít khí CO (đktc) qua m gam X nung nóng, sau thời gian thu được chất rắn Y và hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H bằng 18 Hòa tan hoàn toàn Y dung dịch HNO loãng, dư, thu được dung dịch chứa 3,08m gam muối và 0,896 lít khí NO đktc là sản phẩm khử nhất Giá trị của m gần nhất giá trị nào sau đây? A 8,0 B 9,5 C 8,5 D 9,0 Đáp án B 16 Bài 9: Cho 7,65 gam hỗn hợp X gồm: Al và Al 2O3 (trong đó Al chiếm 60% khối lượng) tan hoàn toàn dung dịch Y gồm: H 2SO4 và NaNO3, thu được dung dịch Z chỉ chứa muối trung hòa và m gam hỗn hợp khí T (trong T có 0,015 mol H 2) Cho dung dịch BaCl2 dư vào Z cho đến các phản ứng xảy hoàn toàn, thu được 93,2 gam kết tủa Còn nếu Z phản ứng với NaOH thì lượng NaOH phản ứng tối đa là 0,935 mol Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây? A 1,0 B 32,58 C 31,97 D 33,39 Đáp án C Bài 10: Cho m gam hỗn hợp X gồm: Fe và Al tan hoàn toàn 1,2 lít dung dịch HCl 1M (dư), thu được dung dịch Y và thoát 10,752 lít H đktc Mặt khác cho m gam hỗn hợp X vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư, phản ứng xảy hoàn toàn, thu được 14,112 lít SO ở đktc là sản phẩm khử nhất của S+6 Thêm 0,1 mol NaNO3 vào dung dịch Y, phản ứng xảy hoàn toàn thu được dung dịch Z và thoát V lít khí NO (ở đktc, sản phẩm khử nhất của N+5) Khối lượng muối có Z là: A 67,42 gam B 67,47 gam C 82,34 gam D 72,47 gam Đáp án A Bài 11: Hỗn hợp X khối lượng 36,6 gam gồm CuO, FeO và kim loại M (trong đó số mol của M bằng tổng số mol của oxit) Hòa tan hết X dung dịch HNO3 dư, thấy có 2,44 mol HNO3 tham gia phản ứng thu được 162,12 gam muối và 6,272 lít đktc khí NO nhất % khối lượng của M X gần giá trị nào sau nhất? A 28% B 26% C 32% D 39% Đáp án B Bài 12: Cho 46,8 gam hỗn hợp CuO và Fe 3O4 (tỉ lệ mol 1:1) tan hết dung dịch H2SO4 loãng, vừa đủ, thu được dung dịch A Cho m gam Mg vào A, sau phản ứng kết thúc thu được dung dịch B Thêm dung dịch KOH dư vào B được kết tủa D Nung D không khí đến khối lượng không đổi, thu được 45,0 gam chất rắn E Giá trị gần nhất của m là: A 6,6 B 11,0 C 13,2 D 8,8 Đáp án D 17 Bài 13: Cho 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe(NO3)2, Al tan hoàn toàn dung dịch chứa 3,1 mol KHSO4 loãng Sau các phản ứng xảy hoàn toàn thu được dung dịch Y chỉ chứa 466,6 gam muối sunfat trung hòa và 1,008 lít đktc khí Z gồm khí tronng đó có khí hóa nâu ngoài không khí Biết tỉ khối của Z so với He là 23/18 Phần trăm khối lượng của Al hỗn hợp X gần nhất với giá trị nào sau đây? A 15 B 20 C 25 D 30 Đáp án A Bài 14: Cho 7,56 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn 500 ml dung dịch gồm HCl 1,04M và H2SO4 0,28M, thu được dung dịch X và khí H2 Cho 850 ml dung dịch NaOH 1M vào X, sau các phản ứng xảy hoàn toàn thu được 16,5 gam kết tủa gồm chất Mặt khác, cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH 0,8M và Ba(OH) 0,1M vào X đến thu được lượng kết tủa lớn nhất, lọc lấy kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây? A 32,3 B 38,6 C 27,4 D 46,3 Đáp án B Bài 15: Nung m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe(NO3)2, Fe(NO3)3 và FeCO3 bình kín (không có không khí) Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu được chất rắn Y và khí X có tỉ khối so với H là 22,5 (giả sử khí NO2 sinh không tham gia phản ứng nào khác) Cho Y tan hoàn toàn dung dịch gồm 0,01 mol KNO và 0,15 mol H2SO4 (loãng), thu được dung dịch chỉ chứa 21,23 gam muối trung hòa của kim loại và hỗn hợp khí có tỉ khối so với H2 là (trong đó có khí hóa nâu không khí) Giá trị của m là: A 13,92 B 19,16 C 11,32 D 13,76 Đáp án D Bài 16: Hòa tan hết 14,8 gam hỗn hợp Fe và Cu 126 gam dung dịch HNO3 48%, thu được dung dịch X (không chứa muối amoni) Cho X phản ứng với 400 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và KOH 0,5M, thu được kết tủa Y và dung dịch Z Nung Y không khí đến khối lượng không đổi, thu được 20 gam hỗn hợp Fe 2O3 và CuO Cô cạn Z, thu được hỗn hợp chất rắn khan T Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 42,86 gam hỗn hợp chất rắn Nồng độ % của Fe(NO 3)3 X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? 18 A 7,6 Đáp án D B 6,9 C 8,2 D 7,9 II.2 Các sáng kiến đã sử dụng để giải quyết vấn đề: + Trong quá trình giảng dạy, tích lũy kinh nghiệm và thực hành giảng dạy, ôn luyện cho các em học sinh nhiều năm, luôn cho học sinh sử dụng nhiều cách giải cho một bài toán Phân tích điểm mạnh, điểm yếu của mỗi cách giải, sau đó chốt lại và đưa cách của mình để các em so sánh rút kinh nghiệm và từ bài các em suy luận giải được các bài tượng tự hoặc biến tướng theo kiểu này hoặc kiểu khác các em tìm được đâu là cái “hồn” của bài toán Đó chính là thành công đề tài của II.3 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường + Với hoạt động giáo dục: Đây là một nhu cầu hết sức cần thiết đối với thực tế thi trung học phổ thông quốc gia dưới hình thức trắc nghiệm môn hóa học đã thực hiên 10 năm Việc bứt phá về cuộc chạy đua về mặt tốc độ để đạt điểm mười tuyệt đối được đặt cho học sinh quả là vấn đề nang giải Xong với đề tài của có lẽ mở hướng không còn khó khăn nhiều cho học sinh + Với bản thân tôi: Tôi đã áp dụng cho học sinh lớp 11, 12 ôn tập từ năm học 2013 đến Học sinh rất tự tin và không còn run sợ trước mỗi đề thi thử của các trường THPT tỉnh, đề thi minh họa của bộ và đề thi THPT Quốc Gia Đây cũng là một tài liệu dùng ôn thi cho học sinh của + Với đồng nghiệp: Mỗi các đồng nghiệp thắc mắc những câu ở mức độ cao này, đều giúp đồng nghiệp tháo gỡ được những rắc rối đó một các nhẹ nhàng + Với nhà trường: Sáng kiến của được hội đồng khoa học nhà trường xếp loại A cấp trường và đề nghị gửi hội đồng khoa học sở giáo dục Thanh Hóa III Kết luận, kiến nghị: III.1 Kết luận: + Để có một sáng kiến kinh nghiệm nào đó thì trước hết người giáo viên phải hội tụ được những điểm sau: - Thứ nhất: Phải có lòng đam mê về chuyên môn 19 - Thứ 2: Trong quá trình ôn luyện cho học sinh, thấy nhu cầu cần thiết phải cung cấp kiến thức cho học sinh, chưa có một tài liệu trọn vẹn nào đáp ứng được nhu cầu cần thiết cho học sinh - Thứ 3: Một yếu tố khách quan đó là phải có thâm niên việc ôn thi - Thứ 4: Phải tự học, tự bồi dưỡng, tự tích lũy kinh nghiệm quá trình giảng dạy - Thứ 5: Học tập ở học sinh, đồng nghiệp, bạn bè, mạng Internet 3.2 Kiến nghị: Rất mong các sáng kiến kinh nghiệm được hội đồng khoa học sở giáo dục xếp loại, được phổ biến rộng rãi cho giáo viên và học sinh tỉnh tiếp cận và lấy đó làm tài liệu học tập và giảng dạy 20 Tài liệu tham khảo: Khám phá tư giải nhanh thần tốc hóa học của tác giả: Ngô Anh Phong Bộ đề trắc nghiệm: Luyện thi trung học phổ thông quốc gia năm 2017 Khoa học tự nhiên Đề thi đại học từ năm 2006- 2014 Đề thi minh họa THPT quốc Gia năm 2015 Đề thi minh họa THPT quốc Gia năm 2016 Đề thi minh họa THPT quốc Gia năm 2017 Đề thi THPT quốc Gia năm 2015 Đề thi THPT quốc Gia năm 2016 21 22 ... kinh nghiệm: + Học sinh khối 11, 12 ôn thi THPT Quốc Gia vướng mắc, hoặc gia? ?i rất chậm các câu vô ở mức độ cao đề thi THPT Quốc Gia 2.1.2 Hướng dẫn học sinh vận dụng linh... thi trung học phổ thông quốc gia năm 2017 Khoa học tự nhiên Đề thi đại học từ năm 2006- 2014 Đề thi minh họa THPT quốc Gia năm 2015 Đề thi minh họa THPT quốc Gia năm 2016 Đề thi. .. Học sinh rất tự tin và không còn run sợ trước mỗi đề thi thử của các trường THPT tỉnh, đề thi minh họa của bộ và đề thi THPT Quốc Gia Đây cũng là một tài liệu dùng ôn thi

Ngày đăng: 14/08/2017, 09:24

Từ khóa liên quan

Tài liệu cùng người dùng

  • Đang cập nhật ...

Tài liệu liên quan