Tìm công thức muối amoni

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ * Mẫu M2 PHÒNG GD&ĐT ....TRƯỜNG THPT....** *Font Times New Roman, cỡ 15, CapsLock; ** Font Times New Roman, cỡ 16, CapsLock, đậm SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Fo

SỞ GIÁO DỤC

VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ * Mẫu M2

PHÒNG GD&ĐT (TRƯỜNG THPT )**

(*Font Times New Roman, cỡ 15, CapsLock;

** Font Times New Roman, cỡ 16, CapsLock, đậm)

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

(Font Times New Roman, cỡ 15, CapsLock)

TÊN ĐỀ TÀI

(Font Times New Roman, cỡ 16-18, CapsLock, đậm)

Người thực hiện: Nguyễn Văn A Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THCS B SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Toán

(Font Times New Roman, cỡ 15, đậm, đứng; mục Đơn vị công tác chỉ ghi đối với

các SKKN thuộc các bậc MN, cấp TH và THCS, các cấp/bậc khác không ghi)

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT HOÀNG LỆ KHA

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÌM CÔNG THỨC MUỐI AMONI

Người thực hiện: Nguyễn Thị Lệ Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc môn : Hóa Học

THANH HÓA NĂM 2017

Mục lục

1 Mở đầu - Lý do chọn đề tài

- Mục đích nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu

- Phương pháp nghiên cứu

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở của sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với bản thân, học sinh

3 Kết luận Tài liệu tham khảo

I Mở đầu

1 - Lí do chọn đề tài

Trước kia, trong quá trình dạy học môn hóa học, việc tìm ra công thức củamuối AMONI mất rất nhiều thời gian tôi mới hệ thống lại được, công nghệ thôngtin học hỏi trên mạng không có, tôi phải mò mẫm, tìm tòi tự nghiên cứu để giải cácbài tập về muối AMONI

Ngày nay nền công nghệ thông tin phát triển học sinh có rất nhiều kênh thông tin

để học song không phải học sinh nào cũng tự học được mà cần sự hướng dẫn củathầy cô Đối với loại bài tập tìm công thức muối AMONI khi tôi hệ thống vàdùng giảng dạy cho học sinh thì học sinh vận dụng rất tốt, dễ hiểu

+ Đây là dạng bài tập khó Trở ngại lớn nhất chính là tìm ra công thức cấu tạo củamuối AMONI

+ Đứng trước dạng bài tập này, học sinh thường giải quyết bằng kinh nghiệm (tíchlũy từ những bài đã làm) Vì thế, khi gặp những bài mới, lạ thì hay lúng túng, bịđộng Có khi mất nhiều thời gian mà vẫn không tìm được điều mình muốn

+ Vậy để tìm nhanh công thức cấu tạo của muối amoni ta cần có kỹ năng phân tích,

biện luận dựa vào giả thiết và công thức phân tử của muối

Với lí do trên tôi chọn đề tài ‘‘TÌM CÔNG THỨC MUỐI AMONI’’ làm sáng

kiến của mình rất mong sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp

2 - Mục đích nghiên cứu

Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trong quátrình ôn luyện cho học sinh thi đại học trước kia và kì thi THPT Quốc gia ngày nay

Việc xác định công thức muối AMONI là một chuyên đề hay và khá quan trọng nên

các bài tập về amoni thường có mặt trong các kì thi lớn của quốc gia

Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì việc giải nhanh các bài toán Hóahọc là yêu cầu hàng đầu của người học; yêu cầu tìm ra được phương pháp giải toánmột cách nhanh nhất, đi bằng con đường ngắn nhất không những giúp người họctiết kiệm được thời gian làm bài mà còn rèn luyện được tư duy và năng lực pháthiện vấn đề của người học

Trong thực tế tài liệu viết muối AMONI còn ít và chưa có sự phân loại một cách cụthể nên nguồn tư liệu để giáo viên nghiên cứu còn hạn chế do đó nội dung kiếnthức và kĩ năng giải các bài tập về muối AMONI cung cấp cho học sinh chưa đượcnhiều Vì vậy, khi gặp các bài toán này các em thường lúng túng trong việc tìm raphương pháp giải phù hợp

Qua quá trình tìm tòi, nghiên cứu trong nhiều năm tôi đã hệ thống hóa các dạng bàitập amoni và phương pháp giải các dạng bài tập đó cho học sinh một cách dễ hiểu,

dễ vận dụng, tránh được những lúng túng, sai lầm và nâng cao kết quả trong các kỳthi

3 - Đối tượng nghiên cứu

Chuyên đề muối amoni là một phần nhỏ trong tổng thể chương trình hóa học

và luôn là một trong những nội dung trong kì thi THPT Quốc gia

Đây là nội dung không đòi hỏi kiến thức khó đối với học sinh, tuy nhiên do chủquan nên học sinh thường ít chú ý đến và với tâm lí chỉ là phần nhỏ của chươngtrình học và thi nên khi gặp các bài tập này các em thường không làm được Đặcbiệt đối với học sinh học theo khối

Chủ yếu dùng cho học sinh trường THPT Hoàng Lệ Kha

4 -Phương pháp nghiên cứu

Dùng phương pháp xây dựng cơ sở lí thuyết từ đó hướng dẫn học sinh tư duy

II - Nội dung sáng kiến kinh nghiệm

1 Cơ sở lý thuyết

a Khái niệm về muối amoni

Muối amoni là muối của amoniac hoặc amin với axit vô cơ hoặc axit hữu cơ

Ví dụ :

+ Muối amoni của axit vô cơ :

RNH3NO3, (RNH3)2CO3, RNH3HCO3, O3NH3NRNH3HCO3 và muối của cácamin bậc 2, bậc 3

+ Muối amoni của axit hữu cơ :

RCOOH3NCH3, RCOOH3NCH3, RCOONH4,

RCOOH3NC2H5,CH2=CHCOOH3NCH3,H4NOOCRCOONH4,

H4NOOCRCOOH3NR1

b Tính chất của muối amoni

Muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng NH3 hoặc amin

Muối amoni của axit cacbonic tác dụng với axit HCl giải phóng khí CO2

2 Phương pháp giải

+ Bước 1 : Nhận định muối amoni

Khi thấy hợp chất chứa C, H, O, N tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí thì

đó là dấu hiệu xác định chất cần tìm là muối amoni Vì chỉ có ion amoni phảnứng với dung dịch kiềm mới tạo ra khí

+ Bước 2 : Biện luận tìm công thức của gốc axit trong muối amoni

- Nếu số nguyên tử O trong muối là 2 hoặc 4 thì đó thường là muối amoni của axithữu cơ (RCOO- hoặc -OOCRCOO-)

- Nếu số nguyên tử O là 3 thì đó thường làm muối amoni của axit vô cơ, gốc axit là

CO32-, HCO3-, NO3-

+ Bước 3 : Tìm gốc amoni từ đó suy ra công thức cấu tạo của muối

Ứng với gốc axit cụ thể, ta dùng bảo toàn nguyên tố để tìm số nguyên tử trong gốcamoni, từ đó suy ra cấu tạo của gốc amoni Nếu không phù hợp thì thử với gốcaxit khác

- Ví dụ : X có công thức C3H12O3N2 X tác dụng với dung dịch NaOH đun nóngthấy giải phóng khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Tìm công thức cấu tạo của X

- Hướng dẫn giải : X tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng khí, suy ra X là

muối amoni.X có 3 nguyên tử O nên gốc axit của X là CO32-, HCO3-, NO3-

- Nếu gốc axit là NO3- thì gốc amoni là C3H11N+ Không thỏa mãn Vì amin no có banguyên tử C và 1 nguyên tử N thì có tối đa là 9 nguyên tử H Suy ra gốc amoni

có tối đa 10 nguyên tử H

- Nếu gốc axit là HCO3- thì gốc amoni là C2H11N2+: Không thỏa mãn Giả sử gốcamoni có dạng H2NC2H4NH3+ thì số H cũng chỉ tối đa là 9

- Nếu gốc axit là CO32- thì tổng số nguyên tử trong hai gốc amoni là C2H12N2 Nếuhai gốc amoni giống nhau thì cấu tạo là CH3NH3+ Nếu hai gốc amoni khác nhauthì cấu tạo là C2H5NH3+, NH4+ hoặc NH4+, (CH3)2NH đều thỏa mãn Vậy X có 3công thức cấu tạo thỏa mãn là :

X có dạng CH3NH3HCO3( có 7 nguyên tử H nên loại )

X có dạng CH3NH3CO3NH4(10 nguyên tử H nên loại)

A chứa 3 nguyên tử O nên A là muối của axit HNO3 hoặc H3CO3

- Nếu A là C3H7NH3NO3 thì mới có 10 nguyên tử H < 12(loại)

- Nếu A là C2H5NH3HCO3 thì mới có 9 nguyên tử H < 12(loại)

- Nếu A là (CH3NH3)2CO3 thỏa mãn vì đề chỉ yêu cầu 1 khí

- nếu A là C2H5NH3CO3NH4 và (CH3)2NH2CO3NH4 thì sản phẩm sẽ có 2 khíkhông phù hợp với bài toán này.

có khối lượng m gam Giá trị của m là

X có dạng C2H5NH3HCO3( có 9 nguyên tử H<10 nên loại )

X có dạng CH3NH3CO3NH4(10 nguyên tử H nên loại vì phần hơi chứa 2 khí)vậy X chỉ có thể là C3H7NH3NO3

(Đề thi thử Trường Phan Bội Châu 2016)

Hướng dẫn giải :

Hỗn hợp X gồm 2 chất đều chứa 3 nguyên tử O nên X là muối amoni của axitHNO3 hoặc axit H2CO3

X1 có dạng C3H7NH3NO3(có 10 nguyên tử H < 12 nên loại)

X1 có dạng C2H5NH3HCO3( có 9 nguyên tử H<12 nên loại )

X1 có dạng CH3NH3CO3NH4(10 nguyên tử H nên loại) vậy X1 chỉ có thể là(CH3NH3)2CO3

tỉ khối của mỗi khí so với không khí đều lớn hơn 1 Mặt khác 21,5 gam X tác dụngvới dung dịch HCl dư đun nóng thu được m gam chất hữu cơ Giá trị của m là

CTCT của Y là CH3NH3OOC - COONH3C2H5,

khi đó chất Z là NH2-CH2CONHCH2COOH

NH 2 -CH 2 CONHCH 2 COOH + HCl NH 3 ClCH 2 COOH + NH 3 ClCH 2 COONa

CH 3 NH 3 OOC - COONH 3 C 2 H 5 + HCl CH 3 NH 3 Cl + C 2 H 5 NH 3 Cl + HOOC-COOH

từ đó tìm ra khối lượng muối

Ví dụ 7:

Ứng với công thức phân tử C2H7O2N (X) có bao nhiêu chất vừa phản ứng đượcvới dung dịch NaOH vừa phản ứng được với dung dịch HCl ?

Amino axit có 2 nguyên tử C là glyxin có công thức là H2NCH2COOH, có 5nguyên tử H Vậy X không thể là amino axit

X cũng không thể là este của amino axit (vì este của amino axit phải có từ 3nguyên tử C trở lên)

Vậy X là muối amoni X chứa 1 nguyên tử N nên X có một gốc amoni, gốc axit

(metylamoni fomat) hoặc CH3COONH4 (amoni axetat)

Phương trình phản ứng minh họa :

Hợp chất A có công thức phân tử C3H9NO2 Cho 8,19 gam A tác dụng với 100 mldung dịch KOH 1M Kết thúc phản ứng thu được dung dịch X và khí Y có khảnăng làm xanh quỳ tím ẩm Cô cạn dung dịch X được 9,38 gam chất rắn khan (quátrình cô cạn chỉ có nước bay hơi) Công thức cấu tạo thu gọn của A là

KOH dö

3 3

dung dịch Y Cô cạn Y thu được hơi có chứa một chất hữu cơ duy nhất làm xanhgiấy quỳ ẩm và đồng thời thu được a gam chất rắn Giá trị a là

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 2 – THPT Hùng Vương – Phú Thọ, năm 2015)

Ví dụ 12: Cho hỗn hợp X gồm hai chất hữu cơ có cùng công thức phân tử

C2H7NO2 tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH đun nóng, thu được dung dịch Y

và 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) Tỉ khốihơi của Z đối với H2 bằng 13,75 Cô cạn dung dịch Y thu được khối lượng muốikhan là :

A 16,5 gam B 14,3 gam C 8,9 gam D 15,7 gam.

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2007)

Hướng dẫn giải :

X phản ứng với dung dịch NaOH giải phóng hỗn hợp khí Z gồm hai chất khí đềulàm xanh giấy quỳ ẩm, suy ra X gồm hai muối amoni Do trong phân tử có 2

nguyên tử O nên các muối amoni có gốc axit là RCOO–.

Vì Mz = 27,2 nên Z chứa một chất là NH3, chất còn lại là amin Do các muốiamoni chỉ có 2 nguyên tử C và gốc axit phải có ít nhất 1 nguyên tử C nên amin là

CH3NH2 Suy ra X gồm CH3COONH4 và HCOOH3NCH3

Trong Y chứa CH3COONa và HCOONa Khi cô cạn dung dịch Y thu được khối

lượng muối khan là : muoái CH COONa 3 HCOONa

0,15.68 0,05.82

142 43

Ví dụ 13: Hợp chất X mạch hở có công thức phân tử là C4H9NO2 Cho 10,3 gam

X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH sinh ra một chất khí Y và dung dịch Z.Khí Y nặng hơn không khí, làm giấy quỳ tím ẩm chuyển màu xanh Dung dịch Z

có khả năng làm mất màu nước brom Cô cạn dung dịch Z thu được m gam muốikhan Giá trị của m là

(Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2009)

Hướng dẫn giải :

X phản ứng với NaOH sinh ra khí Y, suy ra X là muối amoni Gốc axit trong X

có hai nguyên tử O nên có dạng là RCOO–

Y nặng hơn không khí và làm xanh giấy quỳ tím ẩm, chứng tỏ Y là amin và có số

C nhỏ hơn hoặc bằng 2, hoặc nếu có 3 nguyên tử C thì phải là (CH3)3N Nhưng nếu

Y là (CH3)3N thì số nguyên tử H trong X phải lớn hơn 9 (loại) Vậy X phải là muốiamoni của amin có 1 hoặc 2 nguyên tử C Dung dịch Z có khả năng làm mất màunước brom, chứng tỏ trong Z chứa muối Na của axit cacboxylic không no, có số Clớn hơn hoặc bằng 3 hay Z chứa muối HCOONa (natri fomat, có nhóm –CHO) Dễthấy Z không thể chứa natri fomat vì như vậy số nguyên tử C trong X tối đa chỉ là

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Quỳnh Lưu 1 – Nghệ An,

năm học 2012 – 2013)

Hướng dẫn giải :

X có công thức phân tử là C2H8N2O4, X tác dụng với dung dịch NaOH thu đượckhí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Suy ra X là muối amoni của amin hoặc NH3 X chỉ

có 2 nguyên tử C và có 4 nguyên tử O nên gốc axit trong X là -OOC-COO- Còn 2nguyên tử N và 8 nguyên tử H sẽ tương ứng với hai gốc NH4+

Vậy X là NH4 OOC-COONH4(amoni oxalat)

Phương trình phản ứng :

(COONH ) 2NaOH (COONa) 2NH+ → + ↑ +2H O

Chất rắn thu được là NaOOC–COONa và có thể còn NaOH dư.

Theo bảo toàn nguyên tố C và Na, ta có :

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Quất Lâm – Nam Định,

năm học 2013 – 2014)

Hướng dẫn giải :

X (C H NO ) + NaOH → ↑Y

Suy ra Y là NH3 hoặc amin, X là muối amoni

Theo giả thiết, ta có:

Ví dụ 16: Hợp chất hữu cơ X cĩ cơng thức phân tử trùng với cơng thức đơn giản

nhất chứa C, H, O, N Đốt cháy hồn tồn 10,8 gam X thu được 4,48 lít CO2, 7,2gam H2O và 2,24 lít khí N2 (đktc) Nếu cho 0,1 mol chất X trên tác dụng với dungdịch chứa 0,2 mol NaOH đun nĩng thu được chất khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm vàdung dịch Y Cơ cạn dung dịch Y thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là

X có3O nên gốc axit làNO hoặc CO hoặc HCO

C H O N (A) NaOH khí C Suy ra A làmuốiamoni.

Trong A có3O nên gốc axit của A làNO hoặcCO hoặc HCO

Nếu gốc axit NO thì gốc amoni làC H N (loại)

Nếu gốc axit làHCO thì gốc amoni làCH N (loại)

(Na CO , NaOH) trong B

:Na CO :0,15mol; NaOH dư:0,1mol0,15.106 0,1.40

Ví dụ 18: Cho hỗn hợp X gồm 2 chất hữu cơ cĩ cùng cơng thức phân tử

C3H10N2O2 tác dụng vừa đủ với dung dịch NaOH và đun nĩng, thu được dung dịch

Y và 4,48 lít hỗn hợp Z (ở đktc) gồm hai khí (đều làm xanh giấy quỳ ẩm) hơn kémnhau một nguyên tử C Tỉ khối hơi của Z đối với H2 bằng 13,75 Cơ cạn dung dịch

Y thu được khối lượng muối khan là:

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Chúc Động – Hà Nội, năm 2015)

Hướng dẫn giải :

+ Hai chất hữu cơ trong X tác dụng với dung dịch NaOH tạo ra hỗn hợp khí Z Suy

ra X gồm hai muối amoni Các muối amoni đều cĩ 2 nguyên tử O nên gốc axit cĩdạng …COO-

+ Hai khí trong Z hơn kém nhau 1 nguyên tử C và Mz = 27,1 nên Z gồm NH3 và

và 5,6 lít (đktc) hỗn hợp T gồm 2 khí (đều làm xanh quỳ tím tẩm nước cất) Cô cạntoàn bộ dung dịch M thu được m gam muối khan Giá trị của m có thể là

+ Y có 3 nguyên tử O nên gốc axit của Y là một trong 3 gốc sau :

NO3-, CO32-, HCO3- Công thức của Y là CH3NH3CO3H4N

+ Z có 2 nguyên tử O trong phân tử nên gốc axit của Z là RCOO- Công thức của ZlàCH3COONH4 hoặc HCOONH3CH3

Y đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn Giá trị của m là:

A 16,9 gam B 17,25 gam C 18,85 gam D 16,6 gam.

(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT Lương Đắc Bằng – Thanh Hóa, năm 2014)

Hướng dẫn giải :

Vì X tác dụng với HCl hoặc NaOH đun nóng đều thấy thoát khí, suy ra X là hỗn

hợp muối amoni của amin hoặc của NH3 với axit cacbonic C2H7O3N chỉ có 1nguyên tử N nên chỉ có một gốc amoni, vậy công thức cấu tạo của nó là

CH3NH3HCO3; C2H10O3N2 có 2 nguyên tử N nên có 2 gốc amoni, suy ra công thứccấu tạo của nó là CH3NH3CO3H4N

Theo bảo toàn gốc cacbonat và nguyên tố K, ta có :

K2CO3 = 0,1

KOH dư = 0,05 => m chất rắn = 16,6 gam

Ví dụ21: Hỗn hợp X gồm 2 chất cĩ cơng thức phân tử là C3H12N2O3 và C2H8N2O3.Cho 3,40 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH (đun nĩng), thu được dungdịch Y chỉ gồm các chất vơ cơ và 0,04 mol hỗn hợp 2 chất hữu cơ đơn chức (đềulàm xanh giấy quỳ tím ẩm) Cơ cạn Y, thu được m gam muối khan Giá trị của m là

gốc axit có3O nên cóthểlàCO hoặc NO

Hỗn hợp E gồm chất X (C3H10N2O4) và chất Y (C3H12N2O3) X là muối của axit hữu

cơ đa chức, Y là muối của một axit vơ cơ Cho m gam E tác dụng với dung dịchNaOH dư, đun nĩng, thu được 0,072 mol hai khí ( cĩ tỉ lệ mol 1: 5) và dung dịchchứa a gam muối Giá trị của m là

A 4,488 B 4,152 C 4,800 D 4,632

(Đề thi thử trường THPT Quốc Oai Hà Nội 2017)

Hướng dẫn giải:

X chứa 4 nguyên tử O nên X là muối của axit 2 chức, chất Y chứa 3 nguyên tử Onên Y là muối của axit vô cơ E tác dụng NaOH tạo 2 khí nên X,Y cùng chứa mộtamin

Cô cạn cẩn thận dd Z thu được m gam chất rắn khan Giá trị của m là