XÂY DỰNG hệ THỐNG CÔNG THỨC KINH NGHIỆM GIÚP GIẢI NHANH các bài tập hóa học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT MAI ANH TUẤN XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÔNG THỨC KINH NGHIỆM GIÚP GIẢI NHANH CÁC BÀI TẬP HÓA HỌC Họ tên tác giả: Chức vụ: Đơn vị công tác: SKKN thuộc môn: Trần Ngọc Tâm Giáo viên Trường THPT Mai Anh Tuấn Hóa học -Năm học 2010 - 2011 - A ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI “Làm để học tốt môn Hóa học?” trăn trở nhiều học sinh, mong muốn thầy, cô giáo tất phụ huynh học sinh Thực tế cho thấy, Hóa học môn gây nhiều khó khăn cho học sinh trình học tập Đặc biệt kì thi quan trọng thi tốt nghiệp hay thi tuyển sinh cao đẳng, đại học việc đạt điểm cao môn Hóa học thách thức lớn học sinh Hiện hình thức thi trắc nghiệm áp dụng với môn Hóa học khiến cho việc đạt kết tốt kì thi lại trở nên khó khăn Rất nhiều học sinh phải lên “Em đủ thời gian để làm hết tập đề thi được” hay “Em phải chọn ngẫu nhiên nhiều câu làm kịp” … Để giải vấn đề có nhiều phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm Hóa học Nhưng bên cạnh đó, theo cần phải có thêm nhiều “công thức kinh nghiệm” để giải nhanh tập trắc nghiệm môn Hóa học Chính lý mạnh dạn nghiên cứu đề tài mang tên “Xây dựng hệ thống công thức kinh nghiệm giúp giải nhanh tập hóa học” II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ Qua việc tham khảo ý kiến nhiều họ sinh nhận thấy: Hầu hết em cho Hóa học môn khó việc đạt điểm cao môn môn Hóa kì thi ước mơ nhiều em Thực tế cho thấy, có em họ tốt môn Toán Vật lý lại học Hóa học không tốt cho Thậm chí có em học tôt môn Hóa thi lại không đạt điểm cao Thống kê kì thi CĐ-ĐH năm học 2009 - 2010 trường THPT Mai Anh Tuấn cho thấy rằng, hầu hết học sinh dự thi khối A có điểm Hóa thấp điểm Toán Vật Lý Trong năm gần đây, đề thi Hóa học dạng trắc nghiệm áp lực môn Hóa lại lớn Các em nhớ lượng lớn kiến thức mà phải giải thật nhanh tập Hóa học để hoàn thành thi Để giải vấn đề đó, có nhiều phương pháp giúp học sinh giải nhanh tập trắc nghiệm Hóa học Thế theo tôi, cốt lõi vấn đề lại việc học sinh từ phương pháp để rút cho thân công thức kinh nghiệm để áp dụng vào tập tương tự hay không? Trong thực tế có học sinh tự rút công thức hay hữu dụng để giải tập cách nhanh chóng Nhưng chiếm số mà thôi, lại hầu hết em chưa thể tìm công thức cho riêng Đề tài tiến hành nghiên cứu đem lại cho em hướng đắn giúp em bước đầu thấy lợi ích to lớn công thức kinh nghiệm Hơn giúp em cảm thấy hứng thú việc học môn Hóa học tiến tới xây dựng công thức cho riêng thân em Bằng đề tài hy vọng đóng góp chút công sức nhỏ nhoi vào việc phát triển ngành giáo dục nói chung môn Hóa học nói riêng Sau thời gian nghiên cứu xây dựng số công thức kinh nghiệm hữu ích việc học môn Hóa học, hạn chế thời gian nên tập trung vào phần Hoá vô chắn không tránh khỏi sai sót định Rất mong nhận nhiều ý kiến đóng góp để đề tài ngày hoàn thiện B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I CÔNG THỨC KINH NGHIỆM ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP VỀ NGUYÊN TỬ Công thức Gọi số hạt electron, nơtron proton nguyên tử E, N Z, tổng số hạt nguyên tử a - Nếu Z ≤ 82 (trừ nguyên tố hiđro) ta có công thức: N ≤ 1,52 (1.1) Z a a ≤Z≤ • (1.2) 3,52 • 1≤ - Nếu Z ≤ 20 (trừ nguyên tố hiđro) ta có công thức: • 1≤ N ≤ Z 3a ≤ Z≤ (1.3) a (1.4) 10 * Lưu ý: Chỉ xét đồng vị bền thường gặp nguyên tố Chứng minh Tổng số hạt nguyên tử = Z + N + E ⇒ a = Z + N + E • Vì Z = E nên a = 2Z + N ⇒ N = a – 2Z (*) Thay (*) vào (1.1) (1.3) ta công thức (1.2) (1.4) Các ví dụ VD1: Nguyên tử nguyên tố X có tổng số loại hạt electron, proton nơtron 34, xác định nguyên tố X Lời giải: Vì tổng số hạt X 34 nên ZX < 20, theo công thức (1.4) ta có: 3.34 34 ≤Z≤ hay 10,2 ≤ Z ≤ 11,33 Z số nguyên Vậy Z = 11 (Na) 10 Các ví dụ tương tự VD2: Tổng số hạt nguyên tử nguyên tố X 28 Xác định số hiệu nguyên tử số khối X Đáp án: ZX = AX = 19 VD3: Biết tổng số hạt nguyên tử nguyên tố X 58 X kim loại Xác định nguyên tố X Đáp án: ZX = 19 (K) VD4 (Trích đề tuyển sinh CĐ 2009) Một nguyên tử nguyên tố X có tổng số hạt proton, nơtron, electron 52 có số khối 35 Số hiệu nguyên tử nguyên tố X A 18 B 23 C 17 D 15 Hướng dẫn: Vì số khối 35 nên Z < 20 Áp dụng công thức (1.4) ta có: 3.52 52 ≤Z≤ hay 15,6 ≤ Z ≤ 17,33 Z số nguyên 10 Vậy Z = 17, đáp án C II CÔNG THỨC KINH NGHIỆM ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP VỀ ĐỒNG VỊ Công thức Nguyên tử nguyên tố X có đồng vị X 1, X2 với số khối tương ứng A1, − A2 nguyên tử khối trung bình X A Ta có: − 100 A − 100 X (2.1) • %X1 (về số nguyên tử) = X −X − 100 A − 100 X (2.2) • %X2 (về số nguyên tử) = X −X 2 Chứng minh Giả sử % X1 X2 x y, ta có công thức − x X1 + y X (*) x + y = 100 (**) A= 100 Từ (*) (**) rút công thức (2.1) (2.2) Các ví dụ VD1: Nguyên tố Cu có đồng vị bền 63 65 29 Cu 29 Cu , nguyên tử khối trung bình Cu 63,54 Tính % số nguyên tử đồng vị 63 29 Cu Lời giải: Áp dụng công thức (2.1) ta có 63 Cu = % 29 100.63,54 − 100.65 = 73% 63 − 65 Các ví dụ tương tự VD2: Nguyên tố Cacbon có đồng vị bền 12 13 C C Biết nguyên tử khối trung bình Cacbon 12,0111 tính % số nguyên tử loại đồng vị Đáp án: % 126 C = 98,89%, % 136 C = 1,11% VD3: Nguyên tố Clo có đồng vị bền 35 17 C l A 17 C l 35 17 C l chiếm 75% số nguyên tử Biết nguyên tử khối trung bình Clo 35,5 Tính A Đáp án: A = 37 III CÔNG THỨC KINH NGHIỆM ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP VỀ HCl VÀ H2SO4 (l) Công thức * Hòa tan hoàn toàn a gam kim loại (đứng trước hiđro dãy điện hóa) dung dịch HCl (hoặc H2SO4 loãng) thu V lit khí H (ở đktc) dung dịch A Cô cạn A thu m gam muối khan - Nếu dùng axit HCl ta có công thức: V • naxit p/ư = (3.1) 11,2 • m=a+ 35,5 V 11,2 (3.2) - Nếu dùng axit H2SO4 loãng ta có công thức: V • naxit p/ư = (3.3) 22,4 • m=a+ 96 V 30 V =a+ 22,4 (3.4) Chứng minh Ta có: V V - 2HCl → 1H2 nên naxit = 2nkhí = 22,4 = 11,2 (mol) V - 1H2SO4 → 1H2 nên naxit = nkhí = 22,4 (mol) - Khối lượng muối clorua: m = a + mgốc Cl = a + 35,5.ngốc Cl = a + 35,5.nHCl theo (3.1) suy công thức (3.2) - Khối lượng muối sunfat: n m = a + mgốc SO = a + 96.ngốc SO4 = a + 96 H 2SO4 theo (3.3) suy công thức (3.4) Các ví dụ VD1: Hòa tan hoàn toàn gam hỗn hợp gồm Mg Fe V ml dung dịch HCl 1M vừa đủ thu 4,48 lit khí H (đktc) dung dịch A Cô cạn A thu m gam muối khan Tính V m Lời giải: Áp dụng công thức (3.1) (3.2) ta có 4,48 nHCl = = 0,4 mol ⇒ V = 0,4 lit = 400 ml 11,2 m=8+ 35,5.4,48 = 22,2 gam 11,2 Các ví dụ tương tự VD2: Hòa tan hoàn toàn 7,8 gam hỗn hợp kim loại gồm Al Mg dung dịch H2SO4 loãng ,dư thu 8,96 lit khí H (đktc), cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Tính m Đáp án: m = 46,2 gam VD3: Hòa tan hết m gam hỗn hợp kim loại (đều đứng Hiđro dãy điện hóa) lượng dư dung dịch H 2SO4 loãng thu V lit khí H (đktc), cô cạn dung dịch sau phản ứng thu (m + 4,8) gam muối khan Tính V Đáp án: V = 1,12 lit VD4: Hòa tan hết 13,2 gam hỗn hợp kim loại (đều đứng Hiđro dãy điện hóa) lượng dư dung dịch H2SO4 loãng thu 5,6 lit khí H2 (đktc) Hỏi hòa tan hết 6,6 gam hỗn hợp lượng dư dung dịch HCl cô cạn dung dịch sau phản ứng thu gam muối khan? Đáp án: 15,475 gam VD5: (Trích đề tuyển sinh CĐ năm 2008) Cho 13,5 gam hỗn hợp kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện không khí), thu dung dịch X 7,84 lít khí H2 (ởđktc) Cô cạn dung dịch X (trong điều kiện không khí) m gam muối khan Giá trị m A 42,6 B 45,5 C 48,8 D 47,1 Hướng dẫn: Áp dụng công thức (3.4) ta có 30.7,84 m = 13,5 + = 47,1 gam, đáp án D IV CÔNG THỨC KINH NGHIỆM ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP VỀ HNO VÀ H2SO4 ĐẶC Công thức * Hòa tan hoàn toàn a gam hỗn hợp kim loại dung dịch HNO (hoặc H2SO4 đặc) thu khí A dung dịch B Cô cạn B thu m gam muối khan - Nếu dùng HNO3 ta có công thức: • Số mol gốc NO 3− muối: n NO − = ne (4.1) • Số mol axit phản ứng: n HNO = n e + n NO + n NO + 2n N O + 2n N + 2n NH NO (4.2) • Khối lượng muối kim loại thu được: m = a + 62.ne (4.3) (ở nên hiểu n NO 3− số mol gốc NO 3− muối kim loại không tính muối amoni ne số mol electron kim loại nhường số mol electron N nhận vào) - Nếu dùng H2SO4 ta có công thức: • Số mol gốc SO 24 − muối: n SO 2− = ne • Số mol axit phản ứng: n H SO = n SO 2− + n SO = n e + n SO • Khối lượng muối thu được: (4.4) (4.5) m = a + 48.ne (4.6) (ở nên hiểu n e số mol electron kim loại nhường số mol electron S nhận vào) Chứng minh * Giả sử kim loại M có số oxi hóa x, ta có: +x M → M + xe +x M + xNO 3− → M ( NO ) x ⇒ n NO 3− = ne (do kim loại nhường đi) Tương tự H2SO4 đặc: +x M → M + xe +x M + xSO 24 − → M (SO ) x ne * Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng nguyên tố N S ta có: n HNO = n NO − + nN (trong sản phẩm khử) ⇒ n SO 24− = ⇒ n HNO = n e + n NO + n NO + 2n N O + 2n N + 2n NH NO n H SO = n SO 2− + n S (trong sản phẩm khử) Với sản phẩm khử thường SO2 nên ta có: n H SO = n SO 2− + n SO = n e + n SO * Khối lượng muối kim loại mmuối = mKL + m NO − = a + 62 n NO − = a + 62.ne 3 mmuối = mKL + m SO 24− = a + 96 n SO 24− = a + 48.ne Các ví dụ VD1: Hòa tan hoàn toàn 18,6 gam hỗn hợp kim loại dung dịch HNO3 loãng, dư thu 3,36 lit khí NO (ở đktc sản phẩm khử nhất) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Tính m Lời giải: Áp dụng công thức (4.1) (4.3) ta có: m = 18,6 + 62.ne với ne = 3.nNO = 0,45 (mol) → m = 46,5 gam Các ví dụ tương tự VD2: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm Cu Ag V (l) dung dịch HNO3 0,5M (vừa đủ) thu sản phẩm khử hỗn hợp khí Y gồm 0,01 mol NO 0,02 mol NO2 Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu 5,46 gam muối khan Tính V m Đáp án: V = 0,16 lit m = 2,36 gam VD3: Hòa tan hết m gam kim loại lượng dư dung dịch H 2SO4 đặc, nóng thu V (l) khí SO (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu (m+2,4) gam muối sunfat khan Tính V Đáp án: V = 0,56 lit V CÔNG THỨC KINH NGHIỆM ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP VỀ SẮT Công thức * Cho a gam sắt tác dụng với khí oxi, sau thời gian thu b gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Hòa tan hết X lượng dư dung dịch HNO3 (hoặc H2SO4 đặc, nóng) thu khí dung dịch Y Cô cạn Y thu m gam muối khan - Nếu dùng HNO3 ta có công thức: 7b + 56.n e 3a b − a = + n e hay a = • (5.1) 56 10 (với ne số mol electron N nhận vào) • m= 121 a 28 (5.2) - Nếu dùng H2SO4 ta có công thức: 7b + 56.n e 3a b − a = + n e hay a = • 56 10 (5.3) (với ne số mol electron S nhận vào) • m= 25 a (5.4) Chứng minh * Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: +3 Fe → Fe+ 3e a 3a (mol) 56 56 −2 O + 4e →2 O b−a b−a 32 32 (mol) 10 +5 +x N + (5 − x )e → N ⇒ 7b + 56.n e 3a b − a = + ne ⇒ a = 56 10 ne Tương tự trường hợp H2SO4 ta có công thức (5.3) a * Muối nitrat thu Fe(NO3)3, số mol (mol) 56 ⇒m = a 121 a (gam) 242 = 56 28 * Muối sunfat thu Fe2(SO4)3, số mol ⇒m = a (mol) 2.56 a 25 a (gam) 400 = 2.56 Lưu ý: Bài toán mở rộng với trường hợp hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp khí thu hỗn hợp oxit muối Các ví dụ VD1: Để a gam bột Fe không khí, thời gian sau thu 7,2 gam hỗn hợp X gồm Fe dư oxit Hòa tan hết X dung dịch HNO3 dư thu 2,24 lit khí NO2 (ở đktc sản phẩm khử nhất) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Tính a m Lời giải: Áp dụng công thức (5.1) (5.2) ta có: 7b + 56.n e a= với b = 7,2 gam ne = n NO = 0,1 mol 10 121 a = 24,2 gam ⇒ a = 5,6 gam m= 28 Các ví dụ tương tự VD2: Hòa tan hoàn toàn 23,2 gam hỗn hợp A gồm oxit sắt dung dịch H2SO4 đặc, nóng, dư thu dung dịch B 1,12 lit khí SO (đktc) Cô cạn B thu m gam muối sunfat khan Tính m Đáp án: m = 60 gam VD3: Khử hoàn toàn 7,2 gam oxit sắt khí CO dư thu m gam chất rắn Mặt khác hòa tan hết 7,2 gam oxit dung dịch HNO 11 đặc, nóng, dư thu 2.24 lit khí NO (đktc sản phẩm khử nhất) Tính m Đáp án: m = 5,6 gam VD4: (Trích đề tuyến sinh ĐH khối B năm 2010) Nung 2,23 gam hỗn hợp X gồm kim loại Fe, Al, Zn, Mg oxi, sau thời gian thu 2,71 gam hỗn hợp Y Hoà tan hoàn toàn Y vào dung dịch HNO3 (dư), thu 0,672 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, ởđktc) Số mol HNO3 phản ứng A 0,12 B 0,14 C 0,16 D 0,18 Hướng dẫn: - Áp dụng công thức (5.1) ta có số mol electron kim loại nhường là: 2,71 − 2,23 + n e( N ) với ne(N) số mol electron N nhận vào ne(kl) = ⇒ ne(kl) = 0,06 + 0,03.3 = 0,15 (mol) - Áp dụng công thức (4.2) ta có: n HNO = n e ( kl) + n NO = 0,18 (mol) Đáp án D VD5: (Trích đề tuyến sinh ĐH khối B năm 2009) Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam oxit sắt dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu dung dịch X 3,248 lít khí SO2 (sản phẩm khử nhất, ởđktc) Cô cạn dung dịch X, thu m gam muối sunfat khan Giá trị m A 52,2 B 54,0 C 58,0 D 48,4 Hướng dẫn: Gọi khối lượng sắt oxit a gam Áp dụng công thức (5.3) (5.4) ta có: 7b + 56.n e a= với b = 20,88 ne = n SO ⇒ a = 16,24 (gam) 10 25 a = 58 (gam) Đáp án C VD6: (Trích đề tuyến sinh CĐ năm 2008) Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m A 38,72 B 35,50 C 49,09 D 34,36 m= 12 Hướng dẫn: Gọi khối lượng sắt oxit a gam Áp dụng công thức (5.1) (5.2) ta có: 7b + 56.n e a= với b = 11,35 ne = 3.nNO ⇒ a = 8,96 (gam) 10 121 a = 38,72 (gam) Đáp án A 28 VI CÔNG THỨC KINH NGHIỆM ĐỂ GIẢI CÁC BÀI TẬP VỀ MUỐI NHÔM VÀ KẼM Công thức * Cho dung dịch chứa a mol Al3+ (hoặc Zn2+) tác dụng với dung dịch chứa b mol OH- thu c mol kết tủa (giả sử c < a) - Nếu Al3+ ta có: b = 3c b = 4a – c (6.1) 2+ - Nếu Zn ta có: b = 2c b = 4a – 2c (6.2) Chứng minh Các phản ứng xảy ra: m= Al3+ + 3OH − → Al(OH)3 Zn2+ + 2OH − → Zn(OH)2 Nếu OH − dư thì: Al(OH)3 + OH − → AlO −2 + 2H2O Zn(OH)2 + 2OH − → ZnO 22 − + 2H2O Vì số mol kết tủa nhỏ số mol ion kim loại ban đầu nên ta có trường hợp xảy ra: - TH1: OH − thiếu Al3+ (hoặc Zn2+) dư b = 3c (hoặc b = 2c) - TH2: OH − dư, kết tủa hết ion kim loại hòa tan phần kết tủa theo phương trình phản ứng suy ra: b = 4a – c (hoặc b = 4a -2c) Các ví dụ VD1: Cho V ml dung dịch NaOH 1M tác dụng với 200 ml dung dịch AlCl 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 7,8 gam kết tủa Tính V Lời giải: Ta có: n Al 3+ = 0,2 mol, nkết tủa = 0,1 mol 13 Áp dụng công thức (6.1) ta có nNaOH = 3.0,1 = 0,3 (mol) nNaOH = 4.0,2 – 0,1 = 0,7 (mol) Vậy V = 300 (ml) V = 700 (ml) Các ví dụ tương tự VD2: Cho 200 ml dung dịch KOH xM tác dụng với 100 ml dung dịch Al2(SO4)3 1M thu kết tủa Lọc lấy kết tủa đem nung nóng đến khối lượng không đổi thấy lại 7,65 gam chất rắn Tính x Đáp án: x = 2,25M 3,25M VD3: (Trích đề thi tuyển sinh ĐH khối A năm 2009) Hoà tan hết m gam ZnSO4 vào nước dung dịch X Cho 110 ml dung dịch KOH 2M vào X, thu a gam kết tủa Mặt khác, cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thu a gam kết tủa Giá trị m A 20,125 B 22,540 C 12,375 D 17,710 Hướng dẫn: Dễ dàng nhận thấy thí nghiệm thứ OH - thiếu Zn2+ dư, thí nghiệm thứ hai OH- dư hoàn tan phần kết tủa Áp dụng công thức (6.2) ta có: a m a 0,22 = − (*) 0,28 = (**) 99 161 99 Từ (*) (**) suy m = 20,125 gam Đáp án A VII MỘT SỐ CÔNG THỨC KINH NGHIỆM KHÁC Bài toán trung hòa * Hòa tan hết hỗn hợp kim loại kiềm kiềm thổ vào nước thu V (l) khí H2 (đktc) dung dịch A Để trung hòa hết A cần dùng vừa đủ dung dịch B chứa x mol H+ Ta có công thức: x = V V = 22,4 11,2 (7.1) * Chứng minh Xét phản ứng: M + H2O → M(OH)x + 1 x H2 x/2 (mol) 14 ⇒ n OH − = n H = V V = 22,4 11,2 * Các ví dụ VD1: Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm kim loại Natri Kali vào nước dư thu 1,12 lit khí H2 (đktc) dung dịch A Để trung hòa hết A cần vừa đủ V ml dung dịch HCl 0,5M Tính V Lời giải: Áp dụng công thức (7.1) ta có: 1,12 n OH − = n NaOH = = 0,05 (mol) 22,4 ⇒ nHCl = 0,05 (mol) ⇒ V = 0,1 lit = 100 ml * Các ví dụ tương tự VD2: Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm kim loại kim loại kiềm kim loại kiềm thổ vào nước dư thu 2,24 lit khí H (đktc) dung dịch A Để trung hòa hết 1/2A cần vừa đủ V ml dung dịch HCl 0,5M Tính V Đáp án: V = 100 ml VD3: Hòa tan hết m gam hỗn hợp gồm Na, K Ba vào nước dư thu 2,24 lit khí H2 (đktc) dung dịch A Để trung hòa hết A cần vừa đủ V ml dung dịch gồm HCl 1M H2SO4 0,5M Tính V Đáp án: V = 100 ml VD4: (Trích đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2010) Hoà tan hoàn toàn 8,94 gam hỗn hợp gồm Na, K Ba vào nước, thu dung dịch X 2,688 lít khí H2 (đktc) Dung dịch Y gồm HCl H2SO4, tỉ lệ mol tương ứng : Trung hoà dung dịch X dung dịch Y, tổng khối lượng muối tạo m gam Giá trị m A 13,70 gam B 12,78 gam C 18,46 gam D 14,62 gam Hướng dẫn Áp dụng công thức (7.1) ta có: n OH − = n H + = V V = = 0,24 (mol) 22,4 11,2 Gọi số mol HCl H2SO4 x y (mol) ta có: x = 4y (*) x + 2y = 0,24 (**) Từ (*) (**) ⇒ x = 0,16 (mol), y = 0,04 (mol) 15 ⇒ m = mKL + m Cl − + m SO 24− = 8,94 + 35,5.0,16 + 96.0,04 = 18,46 gam Đáp án C Bài toán khí CO * Khử a gam hỗn hợp oxit kim loại khí CO nhiệt độ cao thu b gam chất rắn Hấp thụ toàn khí sinh vào dung dịch Ca(OH) dư thu m gam kết tủa Ta có công thức: a−b m = 100 = 6,25(a − b) (7.2) 16 * Chứng minh Ta có: Khối lượng oxit giảm khối lượng oxi bị phản ứng: CO + O(oxit) → CO2 (*) a−b ⇒ mO = a – b (gam) ⇒ nO = (mol) 16 Theo (*) ⇒ n CO = n CO = n O = a−b (mol) 16 Lại có phản ứng: CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (**) a−b Theo (**) ⇒ n CaCO = (mol) 16 ⇒ m CaCO = 100 a−b = 6,25(a − b) (gam) 16 Lưu ý: Bài toán mở rộng trường hợp khử oxit kim loại khí H2 * Các ví dụ VD1: Khử hoàn toàn 24 (g) hỗn hợp gồm CuO Fe 2O3 khí CO dư nhiệt độ cao thu 17,6 gam kim loại Cho toàn khí sinh sau phản ứng hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu m (g) kết tủa Tính m Lời giải: Theo công thức (7.2) ta có: m = 6,25( 24 − 17,6) = 40 (gam) 16 * Các ví dụ tương tự VD2: Khử hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CuO oxit sắt khí CO dư nhiệt độ cao thu 40 gam hỗn hợp kim loại, Cho toàn khí sinh sau phản ứng hấp thụ hết vào dung dịch Ca(OH) dư thu 80 (g) kết tủa Tính m Đáp án: m = 52,8 gam VD3: (Trích đề tuyển sinh CĐ năm 2009) Khử hoàn toàn m gam oxit sắt X nhiệt độ cao cần vừa đủ V lít khí CO (ởđktc), sau phản ứng thu 0,84 gam Fe 0,02 mol khí CO Giá trị m V A 1,16 0,224 B 2,32 0,448 C 2,32 0,224 D 1,16 0,448 Hướng dẫn: Áp dụng công thức (7.2) ta có 0,02.100 = 6,25(m – 0,84) ⇒ m = 1,16 gam n CO = n CO = 0,02 (mol) ⇒ V = 0,448 (lit) Đáp án D VD4: (Trích đề tuyển sinh CĐ năm 2008) Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) qua ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao) Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu khí X Dẫn toàn khí X vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 tạo thành gam kết tủa Giá trị V A 1,120 B 0,896 C 0,448 D 0,224 Đáp án B VD5: (Trích đề tuyển sinh CĐ năm 2008) Cho V lít hỗn hợp khí (ởđktc) gồm CO H2 phản ứng với lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO Fe3O4 nung nóng Sau phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam Giá trị V A 0,448 B 0,112 C 0,224 D 0,560 Đáp án A Bài toán muối cacbonat tác dụng với axit * Cho từ từ đến hết dung dịch A chứa a mol H + vào dung dịch B chứa b mol CO 32 − c mol HCO 3− thu V lit khí CO2 (đktc) 17 Ta có công thức: - Nếu a ≤ b V = - Nếu b < a < 2b + c ta có công thức: V = 22,4(a-b) (7.3) - Nếu a ≥ 2b + c ta có công thức: V = 22,4(b + c) (7.4) * Chứng minh Các phản ứng xảy theo thứ tự sau: H + + CO 32 − → HCO 3− (*) a b - Nếu a ≤ b phản ứng chưa tạo khí hay V = - Nếu b < a < 2b + c có phản ứng thứ H+ hết, HCO 3− dư H + + HCO 3− → CO + H O (**) a-b b+c ⇒ V = 22,4(a-b) a-b - Nếu a ≥ 2b + c phản ứng (**) xảy hoàn toàn, H+ dư H + + HCO 3− → CO + H O (**) a-b b+c b+c ⇒ V = 22,4(b+c) * Các ví dụ VD1: Nhỏ từ từ giọt đến hết 400 ml dung dịch HCl 1M vào 200 ml dung dịch chứa Na2CO3 1M NaHCO3 2M, sau phản ứng thu V lit khí CO2 (đktc) Tính V Lời giải Ta có: n + = 0,4( mol) , n CO 2− = 0,2 (mol), n HCO − = 0,2 (mol) H 3 Áp dụng công thức (7.3) ta có: V = 22,4(0,4-0,2) = 4,48 lit * Các ví dụ tương tự VD2: (Trích đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2010) Nhỏ từ từ giọt đến hết 30 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch chứa Na2CO3 0,2M NaHCO3 0,2M, sau phản ứng thu số mol CO2 A 0,020 B 0,030 C 0,015 D 0,010 18 Hướng dẫn Ta có: nHCl = 0,03 (mol), n CO 32− = 0,02 (mol), n HCO 3− = 0,02 (mol) Áp dụng công thức (7.3) ta có: V n CO = = 0,03 − 0,02 = 0,01( mol) 22,4 Đáp án D VD3: (Trích đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2009) Dung dịch X chứa hỗn hợp gồm Na2CO3 1,5M KHCO3 1M Nhỏ từ từ giọt hết 200 ml dung dịch HCl 1M vào 100 ml dung dịch X, sinh V lít khí (ởđktc) Giá trị V A 4,48 B 3,36 C 2,24 D 1,12 Đáp án D Bài toán xác định công thức sản phẩm khử HNO3 * Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp A dung dịch HNO dư thu khí X Xác định công thức X Gọi số mol electron trao đổi hỗn hợp A X trình a mol, số mol X b mol Ta có: a a - Nếu = X NO2 - Nếu = X NO b b a a = X N2O - Nếu = 10 X N2 b b * Chứng minh Ta có trình trao đổi electron sau: - Nếu +5 +4 N + 1e → N( NO ) a b ⇒ a =1 b Tương tự NO, N2O N2 * Các ví dụ VD1: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 5,6 gam Fe 9,6 gam Cu dung dịch HNO3 dư thu 4,48 lit khí X (đktc, sản phẩm khử nhất) Xác định X 19 Lời giải Ta có: ne = 3nFe + nCu = 0,6 (mol), nX = 0,2 (mol) Áp dụng công thức ta có a = Vậy X NO b * Các ví dụ tương tự VD2: (Trích đề tuyển sinh CĐ năm 2008) Cho 3,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch HNO3 (dư), sinh 2,24 lít khí X (sản phẩm khử nhất, ởđktc) Khí X A N2O B NO2 C N2 D NO Đáp án D VD3: (Trích đề tuyển sinh CĐ năm 2010) Cho hỗn hợp gồm 6,72 gam Mg 0,8 gam MgO tác dụng hết với lượng dư dung dịch HNO3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,896 lít khí X (đktc) dung dịch Y Làm bay dung dịch Y thu 46 gam muối khan Khí X A N2O B NO2 C N2 D NO Hướng dẫn: Sản phẩm có muối NH4NO3 Đáp án C C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Trong đề tài xây dựng 15 công thức thực nghiệm thuộc chương trình hoá đại cương hoá vô Đây công thức quan trọng giúp học sinh giải nhanh tập hoá học, đặc biệt tập trắc nghiệm khách quan Các công thức kinh nghiệm đề tài áp dụng dạng tập mà học sinh thường gặp trình học suốt năm THPT Quan trọng hơn, công cụ giúp em tự tin kì thi quan trọng thi tốt nghiệp THPT thi ĐH-CĐ…để đạt kết cao 20 Trong trình nghiên cứu áp dụng công thức vào việc dạy học lớp rút số nhận xét sau: • Hầu hết em giải tập trắc nghiệm nhanh • Các em biết cách tìm công thức khác cho thân • Các em cảm thấy tự tin hứng thú với việc giải tâph Hoá học Như mục đích cao mà đề tài hướng đến phần đạt kết mong muốn II KIẾN NGHỊ Công thức kinh nghiệm điều mà cá nhân rút nghiên cứu vấn đề cách sâu sắc Đối với học sinh kết cụ thể việc em nghiên cứu dạng tập cách nghiêm túc Công thức kinh nghiệm có tất dạng tập phải sử dụng cách thường xuyên phải trở thành thói quen, có đem lại hiệu cao Thiết nghĩ, kiến thức vô biên mà ta biết giọt nước nhỏ nhoi đại dương bao la Tôi hy vọng sáng kiến kinh nghiệm góp vào đại dương giọt nước để làm cho lớn mạnh Nga Sơn ngày 10 tháng 06 năm 2011 Giáo viên Trần Ngọc Tâm 21 ... nhiều công thức kinh nghiệm để giải nhanh tập trắc nghiệm môn Hóa học Chính lý mạnh dạn nghiên cứu đề tài mang tên Xây dựng hệ thống công thức kinh nghiệm giúp giải nhanh tập hóa học II THỰC... tài xây dựng 15 công thức thực nghiệm thuộc chương trình hoá đại cương hoá vô Đây công thức quan trọng giúp học sinh giải nhanh tập hoá học, đặc biệt tập trắc nghiệm khách quan Các công thức kinh. .. trắc nghiệm áp lực môn Hóa lại lớn Các em nhớ lượng lớn kiến thức mà phải giải thật nhanh tập Hóa học để hoàn thành thi Để giải vấn đề đó, có nhiều phương pháp giúp học sinh giải nhanh tập trắc nghiệm