Hướng dẫn học sinh lập công thức phân tử của oxit sắt

S GIO DC V O TO THANH HO TRNG THPT THIU HểA *** SNG KIN KINH NGHIM HNG DN HC SINH LP CễNG THC PHN T CA OXIT ST Ngi thc hin: Phm Th Lan Chc v: Giỏo viờn n v cụng tỏc: Trng THPT Thiu Húa SKKN thuc lnh vc (mụn): Húa Hc THANH HO NM 2017 S S GIO GIO DC DC V V O O TO TO THANH THANH HO HO TRNG TRNG THPT THPT THIU THIU HểA HểA *** -*** SNG KIN KINH NGHIM SNG KIN KINH NGHIM HNG DN HC SINH LP CễNG THC PHN HNG DN HC SINH LP CễNG THC PHN TT CA CA OXIT ST OXIT ST Ngi thc hin: Phm Ngi thc hin: Phm ThTh LanLan Chc Giỏo Chc v: v: Giỏo viờnviờn v cụng Trng THPT Thiu nn v cụng tỏc:tỏc: Trng THPT Thiu HúaHúa SKKN thuc (mụn): SKKN thuc lnhlnh vcvc (mụn): HúaHúa HcHc THANH HO HO NM NM 2017 2017 THANH MC LC I: M u 1.1 Lý chn ti 1.2 Mc ớch nghiờn cu 1.3 i tng nghiờn cu 1.4 Phng phỏp nghiờn cu 1.5 Nhng im mi ca SKKN II: Ni dung ca sỏng kin 2.1 C s lý lun 2.2 Thc trng 2.3 Cỏc gii phỏp s dng gii quyt 2.3.1 Phm vi ỏp dng 2.3.2 Gii hn ni dung 2.3.3 Bin phỏp thc hin C s ca phng phỏp 1.1 nh lut bo ton nguyờn t 1.2 nh lut bo ton lng 1.3 nh lut bo ton electron 1.4 nh lut bo ton in tớch Cỏc dng bi Dng1: FexOy tỏc dng vi axit thụng thng( HCl, H2SO4 loóng ) Dng2: FexOy tỏc dng vi axit cú tớnh oxi húa mnh(HNO3, H2SO4 c ) Dng3: FexOy tỏc dng vi CO, Al Mt s bi ỏp dng 2.4 Hiu qu ca sỏng kin kinh nghim III: Kin ngh v xut Trang 04 04 04 04 04 05 05 05 05 05 05 06 06 06 06 06 06 07 07 07 09 12 17 20 20 I M U 1.1 Lớ chn ti - Húa hoc la mụt nganh khoa hoc nghiờn cu vờ chõt va s biờn ụi gia cỏc chõt cng nh nghiờn cu cỏc ng dng ca cỏc chõt i sng va cỏc võn kinh tờ, xó hụi va mụi trng Phan ng húa hoc va cỏc hin tng ca phan ng la i tng chớnh ca húa hoc Trong phan ng húa hoc cỏc nguyờn t c bao toan vờ s mol, lng giai nhanh mụt s bai tõp thi hoc sinh khụng phai chi biờt cỏc inh luõt ma phai biờt nhin cỏc dng bai tõp va phng phỏp giai cỏc dng bai tõp ú - Trong nụi dung chng trinh va sỏch giỏo khoa húa hoc phụ thụng khụng cõp sõu cỏch phõn loi, phng phỏp giai va phng phỏp ng dng cỏc inh luõt bao toan vao giai toỏn húa hoc, giai cỏc thi thi hoc sinh phai nm vng cỏc dng bai tõp va phng phỏp giai nhanh cỏc dng bai tõp ú - Trong quỏ trinh hoc va giai bai tõp hõu hờt hoc sinh ờu rõt lung tung nhõn cỏc dng bai tõp va tim cỏch giai thõt nhanh - Vic phõn loi cỏc dng bai tõp va hng dn hoc sinh võn dng cỏc inh luõt bao toan vao giai bai tõp vờ lõp cụng thc phõn t ca mụt ụxit st la vic lam rõt cõn thiờt Vic lam rõt cú li cho hoc sinh thi gian ngn nm c cỏc dng bai tõp, nm c phng phỏp giai - Xuõt phỏt t thc trng trờn, cựng mụt s kinh nghim sau nhng nm trc tiờp giang dy, ụn thi i hoc va luyn thi hoc sinh gii cõp tinh, tụi mnh dn nờu sỏng kiờn Hng dn hc sinh lp cụng thc phõn t ca ụxit st 1.2 Mc ớch nghiờn cu - Giup hoc sinh nghiờn cu c s lý thuyờt c ban vờ: oxit ca st ú la FeO, Fe2O3 va Fe3O4 ng thi tim hiờu vai trũ, cỏch võn dng va kờt hp bn inh luõt húa hoc: Bao toan nguyờn t, bao toan lng, bao toan in tớch va bao toan electron giai quyờt cỏc dng bai tõp vờ oxit ca st va lõp cụng thc phõn t ca oxit st T ú phỏt triờn t duy, sỏng to, trỏnh c nhng lung tung, sai lõm, tiờt kim thi gian lam bai va nõng cao kờt qua hoc tõp, cỏc k thi - Vic hoc sinh nm rừ va võn dng tt kiờn thc lõp cụng thc phõn t ca oxit st la mụt tiờn quan cỏc em lam tt cỏc bai tõp lõp cụng thc phõn t ca hp chõt hu c - tai trinh bay mụt s dng bai tõp va phng phỏp giai Chuyờn cng trinh bay vờ cỏc inh luõt, phõn loi va chi rừ vic ỏp dng cỏc inh luõt phự hp vao giai toỏn húa hoc 1.3 i tng nghiờn cu + Bai tõp vờ oxit st tỏc dng vi axit thụng thng nh HCl, H 2SO4 loóng , tỏc dng vi chõt oxi húa mnh nh HNO3, H2SO4 c, hoc bai toỏn nhit nhụm ca oxit st + Cỏc dng bai tõp chng trinh THPT va cỏc thi HSG, H - C 1.4 Phng phỏp nghiờn cu - Nghiờn cu c s lý luõn ca giang dy bai toỏn húa hoc nha trng - Nghiờn cu tai liu, Internet, sỏch giỏo khoa, tham khao, cỏc thi: HSG, H, - Thc nghim: Thng kờ toỏn hoc va x lý kờt qua thc nghim 1.5 Nhng im mi ca SKKN Trong bai viờt lõn õu tiờn tụi nờu õy cỏc phng phỏp, cỏc cỏch c thờ lõp cụng thc phõn t ca oxit st Khỏc vi cỏc tai liu tham khao chi a mụt phng phỏp nhõt,hoc chi a ỏp s yờu cõu ngi hoc, ngi oc t tim phng phỏp giai hoc phai theo phng phỏp ma tỏc gia a II NI DUNG 2.1 C s lớ lun hinh c k nng giai nhanh bai tõp húa hoc phc v cho vic hoc tõp va thi c mụn Húa Hoc,c bit thi iờm hin ti hinh thc thi trc nghim khỏch quan, rut ngn thi gian lam bai thi ngoai vic giup hoc sinh nm c ban chõt ca quỏ trinh phan ng thi giỏo viờn phai hinh cho hoc sinh mụt phng phỏp giai nhanh bờn cnh ú rốn luyn cho hoc sinh t inh hng ng trc mụt bai toỏn va kha nng phõn tớch bai Vi hinh thc thi trc nghim nh hin thi vic giai nhanh cỏc bai toỏn húa hoc la yờu cõu hang õu ca ngi hoc, yờu cõu tim c phng phỏp giai toỏn mụt cỏch nhanh nhõt, khụng nhng giup ngi hoc tiờt kim c thi gian lam bai ma cũn rốn luyn c t va nng lc phỏt hin võn ca ngi hoc 2.2 Thc trng * Khú khn: Trong Húa hoc, bai tõp rõt a dng va phong phu; giai bai tõp húa hoc yờu cõu phai biờt c phng trinh, s chuyờn húa ca cỏc chõt, cỏc dng bai tõp va phng phỏp giai cỏc dng bai tõp Theo phõn phi chng trinh húa hoc phụ thụng khụng cõp sõu ờn cỏc inh luõt bao toan, cỏc dng bai tõp Hoc sinh thng rõt lung tung nhõn dng cỏc dng bai tõp va cỏch giai cỏc bai toỏn Mụt s tỏc gia khỏc cng ó cõp ờn cỏch lam mụt s tai liu tham khao Tuy nhiờn, ú mi chi dng li giai mụt s bai tõp n l cha cú h thng, cha cú tớnh khỏi quỏt Do ú nụi dung kiờn thc va k nng giai vờ ch cung cõp cho hoc sinh cha c nhiờu Nờn gp cỏc bai toỏn dng cỏc em thng lung tung vic tim cỏch giai phự hp, hoc khụng lam c hoc lam c nhng mõt rõt nhiờu thi gian Trờn thc tờ, vi hinh thc thi trc nghim nh hin ó cú rõt nhiờu Thõy cụ cú uy tớn xõy dng nờn h thng Cụng thc kinh nghim giup tim kờt qua nhanh nhõt Nhng, quỏ trinh hoc tõp va lam bai cũn cha t tin khụng c giao tiờp va giai ỏp trc tiờp * Thun li: Hin ti cng cú nhiờu sỏch tham khao, mng internet cú trinh bay cỏc bai tõp vờ st va cỏc ụxit ca st vi nhiờu cỏch giai khỏc nhau, phng phỏp s dng cỏc inh luõt bao toan cỏc gúc ụ khỏc Do ú, tụi ó chon phng phỏp Hng dn hoc sinh lõp cụng thc phõn t ca oxit st vi mc ớch giup hoc sinh nhõn dng bai toỏn, giai bai toỏn mụt cỏch nhanh nhõt nhng cng c lõp luõn cht ch mang li ỏp ỏn chớnh xỏc nhõt va nhanh nhõt 2.3 Cỏc gii phỏp s dng gii quyt 2.3.1 Phm vi ỏp dng - tai trinh bay mụt s dng bai tõp va phng phỏp giai, ng thi trinh bay vờ cỏc inh luõt, phõn loi va chi rừ vic ỏp dng cỏc inh luõt vao giai toỏn húa hoc - tai ỏp dng cho chng trinh Húa hoc lp 10,11, 12 - tai ỏp dng tt cho ca luyn thi tt nghip va luyn thi i hoc, cao ng va cỏc ki thi khỏc ca mụn Húa Hoc 2.3.2 Gii hn ni dung tai t yờu cõu phõn loi cỏc dng bai tõp, a cỏc inh luõt, ng dng ca mụi inh luõt giai cho tng dng bai tõp va a nhng nhõn xột va nhng chu ý giup phỏt triờn hng tim tũi khỏc Trong chng trinh húa hoc THPT cú rõt nhiờu dng bai tõp húa hoc vờ hp chõt ca st va ụxit ca st vic phõn loi rõt khú khn va phc Trong tai nay, tụi chi a mụt s dng bai tõp c ban sau: Dng 1: FexOy tỏc dng vi axit thụng thng( HCl, H2SO4 loóng ) Dng 2: FexOy tỏc dng vi axit cú tớnh oxi húa mnh( HNO3, H2SO4 c ) Dng 3: FexOy tỏc dng vi CO, Al 2.3.3: Bin phỏp thc hin C s ca phng phỏp: xỏc inh cụng thc ca oxit st (FexOy) ta cú thờ lam nh sau: x nFe = cú cỏc trng hp sau: y nO n x Fe = (FeO) ; = (Fe2O3 ) ; = (Fe3O4 ) y nO Phng phỏp 2: Xỏc inh lng mol phõn t FexOy Phng phỏp 1: Lõp ti l Oxit FexOy tỏc dng vi H2SO4 hoc HNO3 cho san phm kh Oxit la FeO hoc Fe3O4 Fe O +8 / Fe O +3 Fe + 1e +3 3Fe + 1e n FexOy = nelectron nhuong = nelectron nhan M FexOy = n mFexOy electron nhuong ( hoac nhan ) Lu ý: FeO (M = 72vc) ; Fe2O3 (M = 160) ; Fe3O4 (M = 232) 1.1 nh lut bo ton nguyờn t : Da vao inh luõt bao toan nguyờn t: Trong cỏc phan ng, quỏ trinh húa hoc cỏc nguyờn t luụn c bao toan Ngha la: - Tụng s mol nguyờn t ca nguyờn t X bõt ki trc va sau phan ng khụng ụi - Khi lng nguyờn t ca nguyờn t X bõt ki trc va sau phan ng khụng ụi 1.2 nh lut bo ton lng: - Khi lng cỏc chõt tham gia phan ng bng lng cỏc chõt c to sau phan ng Ngha la: Tụng lng cỏc chõt trc phan ng( m T).Tụng lng cỏc chõt sau phan ng( mS ) ả mT = mS - Khi lng hp chõt bng tụng lng nguyờn t ca nguyờn t to hp chõt ú 1.3 nh lut bo ton electron: Nguyờn tc cõn bng phan ng oxi húa - kh theo phng phỏp thng bng electron: Tụng s electron nhng bng tụng s electron nhõn T ú suy h qua: Tụng s mol electron chõt kh nhng bng tụng s mol electron chõt oxi húa nhõn mụt phan ng hoc h phan ng ne (nhng) = a.nM = ne (nhõn) = b.nX Vi a la s electron M nhng; b la s electron X nhõn; nM, nX lõn lt la s mol ca M, X 1.4 nh lut bo ton in tớch: C s lý thuyờt: Trong mụt dung dich X cú a (mol)A2+, b(mol) B3- , c(mol) C+ , d(mol) D2- ta cú s mol ca cỏc ion dng vi tớch giỏ tri in tớch tng ng ca ion ú = tụng s mol ca cỏc ion õm vi tớch giỏ tri in tớch tng ng ca ion ú Hay i vi dung dich X trờn ta cú : 2.a + c.1 = 3.b + 2.d Cỏc dng bi tp: Dng 1: FexOy tỏc dng vi axit thụng thng( HCl, H2SO4 loóng ) Vớ d hoa tan 4gam oxit FexOy cõn 52,14ml dung dich HCl 10% (d = 1,05 g/ml) Võy cụng thc oxit la: A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Fe2O3 hoc FeO Hng dn gii Phõn tớch bi toỏn: LBTKL: mFe +mO = 4(g) Bao toan in tớch: nH = 2nO Bi gii: Cỏch 1: t s mol ca oxit st la a (56x + 16y)a = T phan ng: + FexOy a S mol: + 2yHCl xFeCl2y / x + 2ay yH2O 52,14.1,05.10 = 0,15 ay = 0,075 mol ax = 0,05 mol 36,5.100 ax x 0,05 x = = = = (Fe2O3) (ỏp ỏn C) ay y 0,075 y = nHCl = 2ay = Ta cú: Hoc: T phan ng: FexOy Ta cú: + 2yHCl xFeCl2y / x + yH2O 0,15 x = = (Fe2O3 ) (ỏp ỏn C) 56x + 16y 2y y Cỏch 2: Xột oxit st la FeO, Fe3O4, Fe2O3 - Trng hp 1: oxit la FeO T phan ng: FeO + 2HCl FeCl2 + H2O mol 0,5/9 1/9 S mol: nHCl = 1/9 0,15 (loi) - Trng hp 2: oxit la Fe3O4 T phan ng: Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O mol 1/58 4/29 S mol: nHCl = 4/29 0,15 (loi) - Trng hp 3: oxit la Fe2O3 T phan ng: Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O 0,025 0,15 S mol: nHCl = 0,15 (thoa món) Võy oxit st la Fe2O3 (ỏp ỏn C) Cỏch 3: Bao toan s mol nguyờn t Cỏch 3.1: Ta cú: nO(Oxit) = nH 2O = nHCl 16.0,075 = 0,075 nFe = = 0,05 56 nFe 0,05 = = (Fe2O3 ) (ỏp ỏn C) nO 0,075 Cỏch 3.2: Ta cú: nO (Oxit) = nH2O = nHCl 0,075 160 = 0,075 nFexOy = M FexOy = y y y = ; x = (Fe2O3) (ỏp ỏn C) Vớ d 2: Cho 8g FexOy tỏc dng vi Vml dung dich HCl 2M lõy d 25% vi lng cõn thiờt un núng khan dung dich sau phan ng thu c 16,25g mui khan a.Xỏc inh cụng thc phõn t FexOy b.Tớnh thờ tớch Vml Phõn tớch bi toỏn: LBTKL: mFe +mO = 8(g) mmui = mFe + mCl nH = 2nO ; n H = nCl Bao toan in tớch: Bi gii: Cỏch 1: t s mol ca oxit st la a (56x + 16y)a = T phan ng: + FexOy a Ta cú: + + 2yHCl xFeCl2y / x + 2ay xa yH2O a= 56 x + 16 y (1) 16,25 xa = 56 + 71 y (2) x x T (1) va (2) ta c: y Cỏch 2: Xột oxit st la FeO, Fe3O4, Fe2O3 - Trng hp 1: oxit la FeO T phan ng: FeO + 2HCl FeCl2 + H2O 0,5/9 1/9 S mol: nHCl = 1/9 0,15 (loi) - Trng hp 2: oxit la Fe3O4 T phan ng: Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O 1/58 4/29 S mol: nHCl = 4/29 0,15 (loi) - Trng hp 3: oxit la Fe2O3 T phan ng: Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 + 3H2O 0,025 0,15 S mol: nHCl = 0,15 (thoa món) Võy oxit st la Fe2O3 (ỏp ỏn C) Cỏch 3: Bao toan s mol nguyờn t Cỏch 3.1: Ta cú: nO(Oxit) = nH 2O = nHCl 16.0,075 = 0,075 nFe = = 0,05 56 nFe 0,05 = = (Fe2O3 ) (ỏp ỏn C) nO 0,075 Cỏch 3.2: Ta cú: nO (Oxit) = nH2O = nHCl 0,075 160 = 0,075 nFexOy = M FexOy = y y y = ; x = (Fe2O3) (ỏp ỏn C) Nhn xột: Nh trỡnh by trờn cú rt nhiu cỏch tỡm cụng thc ca Fe xOy nhiờn cỏch bo ton nguyờn t tỡm n ỏp s nhanh nht v n gin nht vy hng dn hc sinh cỏc cỏch gii nh trờn tụi thng khuyờn v nhn mnh cho hc sinh nờn s dng cỏch bo ton nguyờn t tit kim thi gian quỏ trỡnh lm bi thi trc nghim Dng 2: FexOy tỏc dng vi axit cú tớnh oxi húa mnh(HNO3, H2SO4 c ) Mụt s lu ý: + Khi cho oxit ca st tỏc dng vi HNO3, H2SO4 c cú khớ thoỏt ú khụng phai la Fe2O3 + Mui thu c thụng thng la mui ca Fe3+, nờu cho hụn hp FexOy va kim loi Fe hay Cu tỏc dng vi HNO3, H2SO4 c sau phan ng kim loi cũn d mui thu c s cha mui Fe2+ + Trong quỏ trinh giai toỏn cú thờ ỏp dng bao toan nguyờn t,inh luõt bao toan lng,inh luõt bao toan in tớch, inh luõt bao toan electron Vớ d 1: Hũa tan hoan toan 10,44 gam mụt oxit st bng dung dich H2SO4 c, núng thu c dung dich X va 1,624 lớt khớ SO2 (san phm kh nhõt, ktc) Cụ cn dung dich X, thu c m gam mui sunfat khan Giỏ tri ca m va cụng thc ca oxit st la: A 29; FeO B 52,2; Fe2O3 C 58,0; Fe3O4 D 58,0 FeO Hng dn gii Phõn tớch bi toỏn: mFe + mO = 10,44(g) FexOy tỏc dng vi dung dich H2SO4 c, núng thu c dung dich X va 1,624 lớt khớ SO2 ú khụng phai la Fe2O3 Bi gii Cỏch 1: S mol ca SO2 = 0,0725 mol Quy ụi oxit Fe va O va s dng LBTe Goi s mol Fe ( a mol ) va O ( b mol ) Ta cú : 56a + 16b = 10,44 (1) Fe Fe3+ + 3e a 3a O+ 2e O2b 2b S+6 + 2e S+4 0,145 0,0725 Bao toan e: 3a 2b = 0,145(2) Giai h pt trờn : a = b = 0,145 mol nFe 0,145 = = nO 0,145 oxit la FeO Khi lng mui m =29 gam Cỏch 2: Xột oxit st la FeO, Fe3O4, - Trng hp 1: oxit la FeO ta cú nFeO = 0,145 mol T phan ng: 2FeO + 4H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O mol: 0,145 0,0725 S mol ca FeO va SO2 tha phng trinh - Trng hp 2: oxit la Fe3O4 ta cú s mol ca Fe3O4 = 0,045 mol T phan ng: 2Fe3O4 + 10H2SO4 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O 0,145 0,0725 Nh võy 0,145 0,045 (loi) Cỏch 3: Goi s mol ca FexOy la a: (56x + 16y)a = 10,44(1) T phan ng: 2FexOy + (6x -2y) H2SO4 xFe2(SO4)3 + (3x-2y) SO2+ (6x-2y)H2O mol: Ta cú: (3 x y ) a a 10,44 a= 56 x + 16 y (2) 10 (3 x y ) a = 0,0725 (3) x T (2) va (3) ta c: y = oxit la FeO S mol ca SO2 Nhn xột: Tng t dng dng bi ny tụi luụn khuyờn v nhn mnh cho hc sinh nờn s dng cỏch bo ton nguyờn t tit kim thi gian quỏ trỡnh lm bi thi trc nghim Vớ d Nung núng 18,56 gam hụn hp A gm FeCO3 va mụt oxit st FexOy khụng khớ ti phan ng xay hoan toan, thu c khớ CO va 16 gam mụt oxit st nhõt Cho khớ CO2 hõp th hờt vao dung dich Ba(OH)2 d thu c 15,76 gam kờt ta Võy cụng thc oxit FexOy la: A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Fe2O3 hoc FeO Hng dn gii Phõn tớch bi toỏn: Cỏc oxit st, nung ngoai khụng khớ ờn lng khụng ụi luụn to Fe 2O3 16 gam oxit st nhõt la Fe2O3 - s mol kờt ta = s mol CO2 = s mol FeCO3 Bi gii Cỏch 1: Phng phỏp i s t s mol cỏc chõt 18,56 gam A {FeCO3: n ; FexOy : m} 116n + (56x + 16y)m = 18,56 T cỏc phan ng: 4FeCO3 + O2 2Fe2O3 + 4CO2 n 0,5n n FexOy + (3x - 2y)O2 2xFe2O3 m 0,5mx Chõt rn la Fe2O3: 0,5(n + mx) 160.0,5(n + mx) = 16 n + mx = 0,2 T phan ng: Ba(OH)2 + CO2 BaCO3 + H2O 0,08 0,08 nCO2 = n = 0,08 mx = 0,12 ; my = 0,16 x 0,12 = = (Fe3O4 ) y 0,16 Cỏch 2: Phng phỏp bao toan t s mol cỏc chõt 18,56 gam A {FeCO3: n ; FexOy : m} 116n + (56x + 16y)m = 18,56 Bao toan s mol nguyờn t C va Fe: nFeCO3 = nBaCO3 n = 0,08 nFe2O3 = 0,5(n + mx) = 0,1 n + mx = 0,2 T ú mx = 0,12 ; my = 0,16 x 0,12 = = (Fe3O4 ) y 0,16 Cỏch 3: Bao toan nguyờn t C: 11 nFeCO3 = nBaCO3 = 0,08 mFexOy = 18,56 116.0,08 = 9,28gam nFe2O3 (FeCO3) = nO(FexOy ) nFeCO3 = 0,04 nFe2O3 (FexOy ) = 0,06 nFe(FexOy ) = 0,12 n 9,28 56.0,12 0,12 = = 0,16 Fe = = (Fe3O4 ) 16 nO 0,16 Cỏch 4: Bao toan nguyờn t C: nFeCO3 = nBaCO3 = 0,08 mFexOy = 18,56 116.0,08 = 9,28gam Ta cú s : Cỏch 4.1: Cỏch 4.2: 2FeCO3 0,08 2FexOy 0,12 x Fe2O3 0,04 xFe2O3 0,06 9,28 232 x = x x = ; y = (Fe3O4 ) 0,12 0,12 x (56x + 16y) = 9,28 = (Fe3O4 ) x y M FexOy = Dng 3: FexOy tỏc dng vi CO, Al t a) Phan ng nhit nhụm: Al + oxit kim loi oxit nhụm + kim loi Hụn hp X Hụn hp Y - Thng gp t + 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe t + 2y Al + FexOy Al2O3 + 3x Fe t + (6x - 4y ) Al + 3x Fe2O3 FexOy + (3x - 2y) - Nờu phan ng xay hoan toan thi tu theo tớnh chõt ca hụn hp Y to bin luõn Vớ d: + Hụn hp Y cha kim loi = Al d; oxit kim loi hờt + Hụn hp Y tỏc dung vi dung dich baz kiờm (NaOH, KOH, )giai phúng H2 => Al d + Hụn hp Y tỏc dng vi dung dich axit cú khớ bay thi cú kha nng hụn hp Y cha (Al2O3 + Fe) hoc (Al2O3 + Fe + Al d) hoc (Al2O3 + Fe)+ oxit kim loi d - Nờu phan ng xay khụng hoan toan, hụn hp Y gm Al2O3, Fe, Al d va Fe2O3 d - Thng s dng: + inh luõt bao toan lng : mhh X = mhh Y + inh luõt bao toan nguyờn t(mol nguyờn t ):nAl (X) = nAl (Y); nFe (X) = n Fe (Y) nO (X) = nO (Y) b) Kh bi cacbonoxit: CO t 3CO + Fe2O3 3CO2 + 2Fe t 4CO + Fe3O4 4CO2 + 3Fe t CO + FeO CO2 + Fe t Tụng quỏt: yCO + FexOy yCO2 + x Fe - Thng s dng: + inh luõt bao toan lng : mhh ban õu = mhh sau phan ng 12 0 0 0 0 + inh luõt bao toan nguyờn t(mol nguyờn t ):nC (CO) = nC (CO2); + Khi phan ng xay hoan toan nCO = nO FexOy= nCO2; Vớ d 1: Kh hoan toan 0,1 mol FexOy thu c 0,3 mol CO2 Tim cụng thc oxit st ? Hng dn gii Phõn tớch bi toỏn: - Kh hoan toan nờn san phm la kim loi Fe va CO2 - Ta cú: nCO = nO FexOy= nCO2; Bi gii: t PTHH: yCO + FexOy yCO2 + x Fe mol: 0,1 0,1y ma 0,1y = 0,3 y = ú x = CTPT la Fe2O3 Vớ d 2: Kh hoan toan a gam mụt oxit st bng cacbon oxit nhit ụ cao, ngi ta thu c 0,84 gam st va 0,88 gam khớ CO2 Xỏc inh cụng thc oxit st va giỏ tri ca a? A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D Khụng xỏc inh Hng dn gii Phõn tớch bi toỏn: - Kh hoan toan nờn san phm la kim loi Fe va CO2 - Ta cú: nCO = nO FexOy= nCO2; Bi gii: t PTHH: yCO + FexOy yCO2 + x Fe mol: 0,1 0,1y ma 0,1y = 0,3 y = ú x = CTPT la Fe2O3 Vớ d Dn lung khớ CO d i qua ng s ng 16gam bụt Fe xOy nung núng, sau phan ng kờt thuc (gia s xay phan ng kh trc tiờp oxit st Fe kim loi), toan bụ khớ thoỏt c dn vao binh ng nc vụi d thõy cú 30gam kờt ta trng Võy cụng thc oxit FexOy la: A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Fe2O3 hoc FeO Hng dn gii Phõn tớch bi toỏn: - m Fe O = mFe + mO= 16g - Ta cú: nCO = nO FexOy= nCO2; Bi gii 0 x y Cỏch 1: Phng phỏp i s t s mol FexOy la a (56x + 16y)a = 16 Xay cỏc phan ng: FexOy + yCO xFe + yCO2 a ay CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 ay ay Cú nCaCO3 = ay = 30 x = 0,3 ax = 0,2 = (Fe2O3) 100 y 13 Cỏch 2: Cỏch 2.1: Bao toan lng nCO(p) = nCO2 16 + 28.0,3 = 56.nFe + 44.0,3 nFe = 0,2 m + m = m + m Fe O CO ( p ) Fe CO x y n 0,2 = (Fe2O3 ) mO = 16 56.0,2 = 4,8 nO = 0,3 Fe = nO 0,3 Cỏch 2.2: Bao toan lng + Bao toan s mol nguyờn t Fe nCO(p) = nCO2 16 + 28.0,3 = 56.nFe + 44.0,3 nFe = 0,2 m + m = m + m Fe O CO ( p ) Fe CO x y 0,2 16 nFexOy = M FexOy = x = 80.x x = ; y = (Fe2O3 ) x 0,2 Cỏch 3: Trong phan ng kh Oxit st bng khớ CO ta luụn cú: nO = nCO2 = 0,3 mFe = 16 16.0,3 = 11,2 nFe = 0,2 Cỏch 3.1: nFe 0,2 = = (Fe2O3 ) nO 0,3 Cỏch 3.2: Bao toan s mol nguyờn t O Ta cú: nFexOy = 0,3 16 160 M FexOy = y = y y = ; x = (Fe2O3) y 0,3 Cỏch 3.3: Bao toan s mol nguyờn t O Ta cú: nFexOy = 0,3 0,3 x (56x + 16y) = 16 = (Fe2O3 ) y y y Nhn xột: Vi nhiu cỏch gii khỏc nhng ta thy phng phỏp bo ton s mol nguyờn t tớnh toỏn v a n kt qu nhanh nht Vớ d Hoa tan 16,4gam hụn hp bụt X gm Fe kim loi va mụt oxit st bng dung dich HCl d, thu c 3,36lớt khớ (ktc) va dung dich A Cho A tỏc dng vi lng d dung dich NaOH, sau ú un núng khụng khớ ờn phan ng hoan toan thu c kờt ta B Nung B nhit ụ cao ờn lng khụng ụi thu c 20gam chõt rn Võy cụng thc oxit FexOy la: A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Fe2O3 hoc FeO Bi gii Cỏch 1: Phng phỏp i s t s mol cỏc chõt 16,4gam hụn hp X { Fe: a ; FexOy : b } 56a + (56x + 16y)b = 16,4 X + HCl xay cỏc phan ng: FexOy + 2yHCl xFeCl2 y / x + yH2O b bx Fe + 2HCl FeCl2 + H2 a a a 14 nH2 = a = 3,36 = 0,15 a = 0,15 22,4 Dung dich A gm { FeCl2: 0,15 ; FeCl2y / x : bx ; HCl d } T cỏc phan ng: H+ + OH H2O Fe2+ + OH Fe(OH)2 0,15 0,15 2y + x Fe + 2y OH Fe(OH)2y / x x bx bx Nung kờt ta xay cỏc phan ng: 4Fe(OH)2 + O2 2Fe2O3 + 4H2O 0,15 0,075 4x Fe(OH)2y / x + (3x - 2y)O2 2xFe2O3 + 4yH2O bx 0,5bx Chõt rn thu c la Fe2O3: (0,5bx + 0,075) 160.(0,5bx + 0,075) = 20 bx = 0,1 ; by = 0,15 x 0,1 = = (Fe2O3 ) y 0,15 Cỏch 2: Bao toan electron + Bao toan s mol nguyờn t t s mol cỏc chõt 16,4gam hụn hp X { Fe: a ; FexOy : b } 56a + (56x + 16y)b = 16,4 (I) Bao toan s mol electron: 2.nFe = 2.nH2 2a = 2.0,15 a = 0,15 (II) 20 gam chõt rn la Fe2O3: 0,5(a + bx) a + bx = 0,25 (III) I ) , ( II ) , ( III ) ( a = 0,15 ; bx = 0,1 ; by = 0,15 x 0,1 = = (Fe2O3 ) y 0,15 Cỏch 3: Bao toan electron + Bao toan s mol nguyờn t Bao toan s mol electron: 2.nFe = 2.nH2 nFe = 0,15 mX = 56.0,15 + mFexOy = 16,4 mFexOy = 8gam 2Fe Fe2O3 0,15 0,075 Ta cú s : 2FexOy 0,1 xFe2O3 0,05 x x = 80.x x = ; y = (Fe2O3 ) Cỏch 3.1: M FexOy = 0,1 0,1 x (56x + 16y) =8 = (Fe2O3 ) Cỏch 3.2: x y Cỏch 3.3: Khi lng Fe2O3 Fe to la: mFe2O3 = 160.0,075= 12gam Khi lng Fe2O3 FexOy to la mFe2O3 = 20 12 = 8gam= mFexOy Oxit st phai la Fe2O3 15 Vớ d ( TSC Khi A 2007) Cho 4,48 lớt CO ( ktc) t t i qua ng s nung núng ng gam mụt oxit st ờn phan ng xay hoan toan Khớ thu c sau phan ng cú ti so vi hiro bng 20 Cụng thc ca oxit st va phõn trm thờ tớch ca khớ CO2 hụn hp khớ sau phan ng la A FeO; 75% B Fe2O3; 75% C Fe2O3; 65% D Fe3O4; 65% Bi gii FexOy + yCO xFe + yCO2 Khớ thu c cú M = 40 gm khớ CO2 va CO d n CO2 44 12 40 n CO2 n CO Mt khỏc: = n CO 28 %VCO = 75% n CO ( p ) = n CO2 = 75 ì 0,2 = 0,15 mol nCO d = 0,05 mol 100 Thc chõt phan ng kh oxit st la CO + O (trong oxit st) CO2 nCO = nO = 0,15 mol mO = 0,15ì 16 = 2,4 gam mFe = 2,4 = 5,6 gam nFe = 0,1 mol Theo phng trinh phan ng ta cú: n Fe x 0,1 = = = n CO2 y 0,15 Fe2O3 (ỏp ỏn B) Vớ d Kh hoan toan a gam mụt oxit st bng CO nhit ụ cao, ngi ta thu c 14,56g st va 8,736 lớt CO2 ktc Võy cụng thc oxit la: A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Fe2O3 hoc FeO Hng dn gii Phõn tớch bi toỏn: - Vi kh hoan toan nờn san phm la Fe x - Lõp ti l theo lng suy ti l húa tri y Cụng thc oxit - Hoc tớnh s mol CO2 suy s mol oxit, ri lõp phng trinh f(x,y) = Cụng thc oxit -Ta cú: nCO = nO FexOy= nCO2; Bi gii Cỏch 1: FexOy + yCO xFe + yCO2 0,39 x y Lõp ti l theo lng: m Fe = 0,39 mol 0,39 x 56 = 14,56 g y x = Oxit st la Fe2O3 Chon C y Cỏch 2: -Ta cú: nCO = nO FexOy= nCO2 = 0,39 mol nFe = 0,26 mol 16 x 0,26 Lõp ti l s mol: y = 0,39 = oxit st la Fe2O3 Chon C Vớ d Nung núng m gam hụn hp A gm oxit st FexOy va Al , Sau phan ng xay hoan toan (H = 100%) ta c chõt rn B Chõt rn B tỏc dng va hờt vi 280 ml dung dich NaOH 1M, thõy cú 6,72 lớt khớ H2 (ktc) bay va cũn li 5,04 gam chõt rn.Cụng thc ca oxit st (FexOy) va giỏ tri ca m la: A.FeO va 14,52 gam B.Fe2O3 va 14,52 gam C.Fe3O4 va 14,52 gam D.Fe3O4 va13,2 gam Hng dn gii Phõn tớch bi toỏn: - Vi kh hoan toan nờn san phm la Fe - Chõt rn B tỏc dng vi NaOH cú khớ H thoỏt Al cũn d Rn B gm: Al d, Fe va oxit Al2O3 x - Lõp ti l theo lng hoc s mol suy ti l húa tri y Cụng thc oxit Bi gii PTHH: mol: mol: mol: 3FexOy+ 2yAl yAl2O3 + 3xFe 0,04 0,09 Al + 2NaOH + H2O NaAlO2 + 3H2 0,2 0,2 0,3 Al2O3 + 2NaOH NaAlO2 + H2O 0,04 0,08 n Fe=0,12x/y nFe=0,09 , nAl d =0,2 , n Al2O3 =0,04 lõp ti l 0,09=0,12x/y x/y =3/4 Fe3O4 m =0,03*(56*3+16*4)+(0,08+0,2)*27=14,52 ỏp ỏn C Nhn xột: Nh vy bi toỏn lp cụng thc phõn t ca oxit st hu ht lp t l s mol dn n kt qu nhanh hn so vi xột cỏc trng hp vi tng oxit c th BI TP P DNG Bi 1: hũa tan gam FexOy cõn 52,14 ml dd HCl 10%(D=1,05g/ml) Xỏc inh cụng thc phõn t FexOy A Fe2O3 B FeO C Fe3O4 D Fe2O3 va FeO Bi 2: Hũa tan hoan toan lng FexOy bng dung dich H2SO4 c núng thu c khớ A va dung dich B Cho khớ A hõp th hũan toan bi dung dich NaOH d to 12,6 gam mui Mt khỏc cụ cn dung dich B thi thu c 120 gam mui khan Xỏc inh FexOy A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Khụng xỏc inh Bi 3: Hũa tan 10gam hụn hp gm Fe va FexOy bng HCl c 1,12 lớt H2(ktc) Cng lng hụn hp nờu hũa tan hờt bng HNO3 c núng c 5,6 lớt NO2(ktc) Tim FexOy? A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Khụng xỏc inh Bi 4: Hũa tan oxit FexOy bng H2SO4 loóng d c dung dich A Biờt dung dich A va cú kha nng lam mõt mau dung dich thuc tớm, va cú kha nng hũa tan c bụt ng FexOy la? A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D FeO hoc Fe3O4 17 Bi 5:A la hừn hp ng s mol gm FeO; Fe2O3; Fe3O4 Chia A lam phõn bng nhau: - Hũa tan phõn bng V(l) dung dich HCl 2M (va ) - Dn mụt lung CO d qua phõn nung núng c 33,6gam st Chi giỏ tri V? A 1,2 lớt B 0,8 lớt C 0,75 lớt D 0,45 lớt Bi 6: Kh a gam mụt oxit st bng cacbon oxit nhit ụ cao, ngi ta thu c 0,84 gam st va 0,88 gam khớ CO2 Xỏc inh cụng thc oxit st A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D Khụng xỏc inh Bi 7: Cho mụt lung khớ CO i qua 29gam mụt oxit st Sau phan ng xay hoan toan ngi ta thu c mụt chõt rn cú lng 21 gam Xỏc ih cụng thc oxit st A Khụng xỏc inh B Fe2O3 C FeO D Fe3O4 Bi 8: Dựng CO d kh hoan tũan m gam bụt st oxit (FexOy) dn tũan bụ lng khớ sinh i thõt chõm qua lớt dung dich ba(OH)2 0,1M thi va va thu c 9,85gam kờt ta Mt khỏc hũa tan tũan bụ m gam bụt st oxit trờn bng dd HCl d ri cụ cn thi thu c 16,25gam mui khan m cú giỏ tri la bao nhiờu gam? Va cụng thc oxit (FexOy) A, 8gam; Fe2O3 B 15,1gam, FeO C 16gam; FeO D 11,6gam; Fe3O4 Bi 9: Dựng CO d kh hũan tũan m gam bụt st oxit(FexOy) dn tũan bụ lng khớ sinh i thõt chõm qua lớt dung dich Ba(OH)2 0,1M thi phan ng va thu c 9,85gam kờt ta S mol khớ CO2 thu c la bao nhiờu? A 0,05mol B 0,15 mol C 0,025mol D 0,05 va 0,075 mol Bi 10: Dựng CO d kh hũan tũan m gam bụt st oxit (FexOy) st, dn tũan bụ lng khớ sinh i thõt chõm qua lớt dung dich Ba(OH)2 0,1M thi phan ng va va thu c 9,85 gam kờt ta Mt khỏc hũa tan tũan bụ st kim loi thu c trờn bng dung dich HCl d ri cụ cn thi thu c 12,7 gam mui khan Cụng thc st oxit (FexOy)? A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D FexOy Bi 11: Dựng CO d kh hũan tũan m gam bụt st oxit FexOy, dn tũan bụ lng khớ sinh i chõm qua lớt dung dich Ba(OH)2 0,1M va thi thu c 9,85gam kờt ta Mt khỏc hũa tan tũan bụ m gam bụt st oxit bng dung dich HCl d ri cụ cn thi thu c 16,25 gam mui khan m cú gớa tri la? A gam B 15,1gam C 16gam D 11,6gam Bi 12: Hụn hp X gm Fe va oxit st cú lng 2,6gam Cho khớ CO d i qua X nung núng, Khớ sinh hõp th vao dung dich nc vụi d thi c 10g kờt ta Tụng lng Fe cú X la? A gam B 0,056gam C gam D 1,12gam Bi 13: Khi dựng CO kh Fe2O3 thu oc hụn hp rn X Hũa tan X bng dung dich HCl d thõy cú 4,48 lớt khớ thoỏt (ktc) Dung dich thu c sau phan ng tỏc dng vi NaOH d c 45g kờt ta trng Thờ tớch khớ CO(ktc) cõn dựng la? A 6,72 lớt B 8,96 lớt C 10,08 lớt D 13,44 lớt Bi 14: Dn lung CO d qua ng ng m gam hụn hp X gm Fe2O3 va CuO nung núng thu c chõt rn Y; khớ ng c dn vao binh ng dung dich Ca(OH)2 d, thu c 40 gam kờt ta Hũa tan chõt rn Y dung dich HCl d thõy cú 4,48 lớt khớ H2 bay (ktc) Gớa tri m la? A 24 B 16 C 32 D 12 Bi 15: Cho khớ CO d i qua ng s nung núng ng hụn hp X gm Al2O3, MgO, Fe3O4, CuO thu c chõt rn Y Cho Y vao dung dich NaOH d khuõy k, thõy cũn li phõn khụng tan Z Gia s cỏc phan ng xay hũan tũan Phõn khụng tan Z gm: A MgO, Fe, Cu B Mg, Fe, Cu C MgO, Fe3O4, Cu D Mg, Al, Fe, Cu 18 Bi 16: Cho 4,48 lớt khớ CO (ktc) t t i qua ng s nung núng ng gam mụt oxit st ờn phan ng xay hoan toan Khớ thu c sau phan ng cú ti so vi H2=20 Cụng thc ca oxit st va % khớ CO2 hụn hp khớ sau phan ng la? A FeO, 75% B Fe2O3, 75% C Fe2O3, 65% D Fe3O4, 75% Bi 17: Nung núng 7,2gam Fe2O3 vi khớ CO Sau mụt thi gian thu c m gam chõt rn X Khớ sinh sau phan ng c hõp th hờt bi ddBa(OH)2 c 5,91g kờt ta, tiờp tc cho Ba(OH)2 d vao dung dich trờn thõy cú 3,94 gam kờt ta na Tim m? A 0,32gam B 64gam C 3,2gam D 6,4gam Bi 18: Hũa tan hũan toan 46,4 gam mụt oxit kim loi bng dung dich H2SO4 c núng(va ) thu c 2,24 lớt khớ SO2 (ktc) va 120 gam mui Xỏc inh cụng thc oxit kim loi? A FeO B Fe2O3 C Khụng xỏc inh D Fe3O4 Bi 19: Kh 2,4 gam hụn hp gm CuO va mụt oxit st(cú s mol bng nhau) bng hidro Sau phan ng thu c 1,76 gam chõt rn, em hũa tan chõt ú bng dung dich HCl thõy bay 0,448 lớt khớ (ktc) Xỏc inh cụng thc ca st oxit A FeO B Fe2O3 C Khụng xỏc inh D Fe3O4 Bi 20: Cho khớ CO qua ng s cha 15,2gam hụn hp chõt rn CuO va Fe3O4 nung núng thu c khớ X va 13,6 gam chõt rn Y Dn t t khớ X vao dung dich Ca(OH)2 d thõy cú kờt ta Loc lõy kờt ta va nung ờn lng khụng ụi c m gam chõt rn m cú gớa tri la? A 10gam B 16gam C 12gam D 18gam Bi 21: 0,15 mol oxit st tỏc dng vi HNO3 un núng, thoỏt 0,05 mol NO Cụng thc oxit st la A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D FeO hoc Fe3O4 Bi 22: Hũa tan hon ton 5,4 gam mt oxit st vo dung dch HNO d thu c 1,456 lớt hn hp NO v NO ( ktc - ngoi khụng cũn sn phm kh no khỏc ) Sau phn ng lng dung dch tng lờn 2,49 gam so vi ban u Cụng thc ca oxit st v s mol HNO phn ng l : A.FeO va 0,74 mol B.Fe3O4 va 0,29 mol C.FeO va 0,29 mol D.Fe3O4 va 0,75 mol Bi 23: Hũa tan 10 gam hn hp gm Fe v FexOy bng HCl thu c 1,12 lớt H2 ( ktc ) Cng lng hn hp ny nu hũa tan ht bng dung dch HNO3 c núng thu c 5,6 lớt NO2 ( ktc ) Xỏc nh FexOy ? A.FeO B.Fe2O3 C.Fe3O4 D.Khụng xỏc inh c Bi 24: Hoa tan hoan toan m gam FexOy bng dung dich H2SO4 c núng thu c khớ A va dung dich B Cho khớ A hõp th hoan toan bi dung dich NaOH d to 12,6 gam mui Mt khỏc, cụ cn dung dich B thi thu c 120 gam mui khan Cụng thc ca st oxit FexOy la: A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Tõt ca ờu sai Bi 25: Hũa tan hoan toan y gam mụt oxit st bng H 2SO4 c, núng thõy thoỏt khớ SO2 nhõt Trong thớ nghim khỏc, sau kh hoan toan cng y gam oxit ú bng CO nhit ụ cao ri hũa tan lng st to bng H 2SO4 c, núng thi thu c lng khớ SO2 nhiờu gõp lõn lng khớ SO2 thớ nghim trờn Cụng thc ca oxit st la A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D FeCO3 P N Bai A Bai 6: C Bai 11 A Bai 16: B Bai 21: D Bi Bai 2: B Bai 7: D Bai 12 A Bai 17: D C 22: 19 Bai 3: A Bai A Bai 13: C Bai 18: D Bai 4: Bai C B Bai B Bai 10: B Bai 14 A Bai 15: A Bai 19: B Bai 20 B Bi A 23: Bai 24: B Bai 25: C 2.4 Hiu qu ca sỏng kin kinh nghim i vi hot ng giỏo dc, vi bn thõn, ng nghip v nh trng cú s ỏnh giỏ khỏch quan sau thi gian ng dng tai Hng dn hoc sinh lõp cụng thc phõn t ca oxit st vao thc tin giang dy tụi ó chon lp 11 ú la: 11G, 11E Trng THPT Thiu Húa - Trong ú: Lp 11E lam i chng va lp 11G lam thc nghim Hai lp cỏc cú lc hoc tng ng 1.Kt qu kim tra trc a phng phỏp Trc a phng phỏp Tụi tiờn hanh kiờm tra cỏc em bng kiờm tra lõn vi 40 cõu 100% trc nghim thi gian 50 phut kiờn thc vờ phõn vụ c(bao gm bai tõp inh tớnh va bai tõp inh lng) Cho kờt qua nh sau: iờm S TT Lp - 10 5-6