Rèn luyện ký năng tu duy cho học sinh qua bài toán tính oxi hóa của ion nitrat

PHẦN 1: MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Hoá học môn khoa học quan trọng nhà trường phổ thông Môn hoá học cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, thiết thực hoá học, giáo viên môn hoá học cần hình thành em kỹ bản, phổ thông thói quen học tập làm việc khoa học làm tảng cho việc giáo dục, phát triển lực nhận thức, lực hành động Qua giáo dục học sinh đức tính cần thiết cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, xác, yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với thân, gia đình, xã hội hoà hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh hành trang vào sống Trong môn hoá học tập hoá học có vai trò quan trọng Nó nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải thích tượng trình hoá học, giúp tính toán đại lượng: Khối lượng, thể tích, số mol Việc giải tập giúp học sinh củng cố kiến thức lí thuyết học vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm Để giải tập đòi hỏi học sinh không nắm vững tính chất hoá học đơn chất hợp chất học, nắm vững công thức tính toán, mà biết cách tính theo phương trình hóa học công thức hoá học Đối với tập đơn giản học sinh thường theo mô hình đơn giản: viết phương trình hoá học, dựa vào đại lượng để tính số mol chất sau theo phương trình hoá học để tính số mol chất lại từ tính đại lượng theo yêu cầu Nhưng nhiều dạng tập học sinh không nắm chất phản ứng việc giải toán học sinh gặp nhiều khó khăn thường giải sai dạng tập tính oxi hóa ion nitrat Bài toán ion nitrat loại toán khó, xuất thường xuyên kỳ thi đại học cao đẳng kì thi học sinh giỏi cấp, gây nhiều khó khăn trở ngại cho học sinh Chính xin mạnh dạn trình bày “Rèn luyện kĩ tư cho học sinh qua bài toán tính oxi hóa của ion nitrat” làm sáng kiến kinh nghiệm cho Với hy vọng đề tài tài liệu tham khảo phục vụ tôt cho việc học tập em học sinh 11, 12 cho công tác giảng dạy bạn đồng nghiệp Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu sở lí luận đề tài - Phân tích tính chất ion nitrat môi trường, phân loại tập sở tính oxh ion nitrat môi trường - Hệ thống dạng toán hoá học tương ứng với dạng phản ứng, phân tích sai lầm có học sinh đưa cách giải hợp lý, đơn giản - Hình thành kĩ tư cho học sinh, giúp học sinh tự nghiên cứu, thao tác với dạng tập ứng với phản ứng khác rút cách xét trường hợp phản ứng dạng tương tự Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: Đề tài nghiên cứu toán tính oxi hóa ion nitrat môi trường b) Phạm vi nghiên cứu: Đề tài thuộc chương trình hóa học lớp 11, 12 trung học phổ thông Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu sách giáo khoa, tài liệu phương pháp dạy học hóa học, tài liệu tâm lý học, giáo dục học, công trình nghiên cứu có liên quan đế đề tài số tác giả, sách tham khảo… - Điều tra tìm hiểu: Tiến hành tìm hiểu số liệu thông qua giáo viên hóa trường phổ thông, qua kiểm tra học sinh trung học phổ thông Trần Khát Chân - Thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thực nghiệm số tiết trường trung học phổ thông Trần Khát Chân PHẦN 2: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Anion gốc axit NO3- môi trường trung tính Trong môi trường trung tính ion NO3- tính oxi hoá Ví dụ: Cho mảnh kim loại Cu vào dd KNO3 không xảy phản ứng Anion gốc axit NO3- môi trường axit Trong môi trường axit ion NO3- có tính oxi hoá mạnh axit HNO3 - Môi trường axit: Dung dịch HCl, H2SO4 loãng NaHSO4 / KHSO4 - Ion NO3- : NaNO3 KNO3 Khi oxi hoá chất có tính khử như: kim loại, phi kim số hợp chất Ví dụ 1: Khi cho mảnh kim loại Cu vào dung dich KNO sau thêm tiếp vào lượng dư dung dịch axit HCl lại thấy dung dịch chuyển màu xanh có bọt khí thoát Lúc có trình hoá học xảy ra: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ví dụ 2: Rót lượng dung dịch FeCl2 vào cốc đựng dung dịch NaNO3, không thấy có tượng gì, nhỏ thêm dung dịch H 2SO4 loãng (hoặc HCl) vào thấy có khí thoát dung chuyển sang màu vàng nâu muối sắt III 3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe2+ + NO + 2H2O Ví dụ 3: Khi cho kim loại Fe tác dụng với dung dịch hỗn hợp hai axit ( H2SO4 loãng HNO3) hay dung dịch hỗn hợp axit HCl, H 2SO4 loãng muối nitrat thấy Fe tan có khí thoát Lúc có trình hoá học xảy viết PTHH dạng ion rút gọn để thấy rõ vai trò chất oxi hoá ion NO3- : Fe + 4H+ + NO3- → Fe3+ + NO + 2H2O Anion gốc axit NO3- môi trường bazơ Trong môi trường bazơ ion NO3- có tính oxi hoá yếu Những kim loai Al, Zn bị oxi hoá ion NO 3- môi trường bazơ N+5 bị khử xuống N-3 NH3: 8Al + 5OH- + 3NO3- + 2H2O → 8AlO2- + 3NH3 4Zn + NO3- + 7OH- → 4ZnO22- + NH3 + 2H2O II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ Qua trình dạy học kiểm tra, nhận thấy số học sinh chưa xác định chất trình hóa học xảy Do học sinh thường mắc sai lầm giải là: viết PTPƯ dạng phân tử cặp chất thường gặp, dẫn đến việc tính toán sai Một số học sinh chưa xác định xác tỉ lệ mol chất phản ứng để xác định chất hết tính toán theo chất hết dẫn đến việc tính toán vào chỗ bế tắc không kết quả, làm cho học sinh bình tĩnh giải tập sau III GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN Khi gặp loại toán này, cách giải đơn giản phải viết phương trình ion rút gọn có tham gia ion NO 3- để thấy rõ vai trò tính OXH gốc NO3- Sau so sánh số mol chất khử với tổng số mol H + tổng số mol NO3- để xem chất hay ion phản ứng hết, tính toán số mol hết Dạng 1: TÍNH OXI HOÁ CỦA ION NO3- TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT Bài 1: Dung dịch A có chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,15 mol HCl có khả hoà tan tối đa gam Cu kim loại( Biết NO là sản phẩm khử nhất) A 2,88g B 3,92g C 3,2g D 6,4g Bài giải: nFe = 0,01 mol; nNO = 0,03 mol; nH = 0,15 mol Ta có phản ứng hòa tan Cu: Cu + 2Fe3+ → 2Fe2+ + Cu2+ 0,005 ¬ 0,01 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,15 0,03 (mol) phản ứng 0,045 ¬ 0,12 ¬ 0,03 (mol) sau pư: 0,03 (mol) 3+ Nhận xét: − + 0,15 0, 03 > , NO3- phản ứng hết, H+ phản ứng dư, Cu tính theo NO38 mCu = 64.( 0,005 + 0,045) = 3,2g Chọn đáp án C Bài 2: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2008): Cho 3,2g bột Cu tác dụng với 100ml dd hỗn hợp gồm HNO 0,8M và H2SO4 0,2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu được V lit khí NO( sản phẩm khử nhất) đktc Giá trị V là: A 0,756 lit B 0,672 lit C 0,448 lit D 1,792 lit Bài giải: nCu = 0,05 mol ; nH + = 0,1.(0,8+0,2.2)= 0,12 mol; nNO = 0,08mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,05 0,12 0,08 (mol) → → ¬ phản ứng 0,045 0,12 0,03 0,03 (mol) sau pư: 0,005 0,05 0,03 (mol) − Nhận xét: 0,12 0, 05 0, 08 < < , H+ phản ứng hết, Cu NO3- phản ứng dư NO tính theo H+ nNO = 0,03 mol → VNO = 22,4 0,03 = 0,672 lit Chọn đáp án B Bài 3: Hòa tan 9,6 gam Cu bằng 200ml dung dịch hỗn hợp (HNO 0,5M, H2SO4 1M) thu được khí NO (sản phẩm khử nhất) và dung dịch X Cô cạn cẩn thận dung dịch X thì thu được muối khan có khối lượng là: A 35 gam B 28,2 gam C 24 gam D 25,4 gam Bài giải : nCu = 0,15 mol ; nH + = 0,2.(0,5+1.2)= 0,5 mol; nNO = 0,1mol ; nSO = 0,2 mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,15 0,5 0,1 (mol) → phản ứng 0,15 0,4 0,1 (mol) sau pư: 0,1 (mol) − 2− 0,15 0,1 0,5 = < , Cu NO3- phản ứng hết H+ phản ứng dư = mCuSO4 = 160 0,15=24 gam Nhận xét: mmuôi Chọn đáp án C Bài 4: Cho 1,92g Cu vào 100ml dd hỗn hợp có chứa KNO3 0,16M và H2SO4 0,5M, thấy sinh chất khí có tỷ khối so với H là 15 và dung dịch X Để kết tủa hết ion Cu2+ dung dịch X cần tối thiểu V lit dung dịch NaOH 0,5M Giá trị V là: A 0,184 B 0,168 C 0,048 D 0,256 Bài giải: Cách 1: nCu = 0,03 mol; nNO = nKNO = 0,016 mol; nH = 2nH SO =0,1 mol Khí sinh có M = 30 NO PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,03 0,1 0,016 (mol) phản ứng 0,024 ¬ 0,064 ¬ 0,016 → 0,024 (mol) sau pư: 0,006 0,036 0,024 (mol) + 2+ Dung dịch X chứa H (dư)= 0,036 mol; Cu = 0,024 mol Khi thêm dd NaOH vào dd X thứ tự phản ứng xảy ra: OH- + H+ → H2O 0,036 ¬ 0,036 mol 2+ → 2OH + Cu Cu(OH)2 ¬ 0,048 0,024 mol 0,084 = 0,168 lít Vậy nNaOH = 0,036 + 0,048 = 0,084 ⇒ Vdd NaOH = 0,5 Chọn đáp án B Cách 2: Từ phương trình: − + 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,03 0,1 0,016 (mol) 2+ Vậy NO3 phản ứng hết Dung dịch sau cùng (khi kết tủa hết Cu ) chứa K+ , SO42- , Na+ Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch trên: n( + ) = n( − ) ↔ nK + nNa = 2.nSO ↔ 0,016 + nNaOH =2.0,05 → nNaOH = = 0,084 ⇒ Vdd NaOH = 0,084 = 0,168 lít 0,5 + + 2− Bài 5: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2009) Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử nhất) Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn Giá trị tối thiểu V là A 360 B 240 C 400 D 120 Bài giải: nCu = 0,03 mol; nFe = 0,02 mol; nNO = nNaNO = 0,08 mol; nH = 2nH SO =0,4 mol ∑n − 3 (nhường tối đa)= 0,03.2+0,02.3=0,12 → NO + 2H2O Bán pư nhận e: NO3- + 3e + 4H+ Ban đầu 0,08 0,12 0,4 + e (mol) Phản ứng Sau pư Nhận xét: 0,04 ¬ 0,12 0,04 →0,16 (mol) (mol) 0,24 0,12 0, 08 0, < < , Cu Fe phản ứng hết NO3- , H+ phản ứng dư Dd X chứa H+(dư)= 0,24 mol; NO3- = 0,04 mol; Cu2+ = 0,03 mol; Fe3+ = 0,02 mol Khi thêm dd NaOH vào dd X thứ tự phản ứng xảy ra: OH- + H+ → H2O 0,24 ¬ 0,24 mol 2+ → 2OH + Cu Cu(OH)2 0,06 ¬ 0,03 mol 3+ → 3OH + Fe Fe(OH)3 0,06 ¬ 0,02 mol Vậy nNaOH = 0,24 + 0,06 + 0,06 = 0,36 ⇒ Vdd NaOH = 0,36 = 0,36 lít = 360 ml Chọn đáp án A Nhận xét: Tương tự 4, ta giải toán bằng cách áp dụng định luật bảo toàn điện tích: n( + ) = n( − ) ↔ nNa = nNO + 2nSO ↔ 0,08 + V.1= 0,04 + 2.0,4.0,5 ⇒V= 0,36 lit = 360 ml + − 2− Bài 6: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2011): Cho 0,87 gam hh gồm Fe, Cu và Al vào bình đựng 300 ml dd H 2SO4 0,1M Sau các phản ứng xảy hoàn toàn, thu được 0,32 gam chất rắn và có 448 ml khí (đktc) thoát Thêm tiếp vào bình 0,425 gam NaNO 3, các phản ứng kết thúc thì thể tích khí NO (đktc, sản phẩm khử nhất) tạo thành và khối lượng muối dung dịch là A 0,224 lít và 3,750 gam B 0,112 lít và 3,750 gam C 0,112 lít và 3,865 gam D 0,224 lít và 3,865 gam Bài giải: Cách 1: nH SO =0,03 mol; nH = 0,02 mol; nNO = nNaNO = 0,005 mol nH < nH SO , nH SO dư, Fe, Al tan hết Chất rắn Cu, mCu = 0,32 gam → mAl + mFe = 0,55 gam Đặt x = nFe y = nAl Ta có hệ phương trình : x + 3/2y = 0,02 (1) 56x + 27y = 0,55 (2) Giải (1) (2) → x = 0,005 ; y = 0,01 Dd sau phản ứng có : Fe2+ 0,005mol, Al3+ 0,01mol,H+ dư 0,02molvà 0,005mol chất rắn Cu Thêm NaNO3 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Trước pư: 0,005 0,02 0,05 Pư 0,005 →0,04/3 →0,01/3 0,01/3 2 − 4 Sau pư 0,02/3 0,01/6 2+ 3Fe + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O Trước pư: 0,005 0,02/3 0,01/6 Pư 0,005 →0,02/3→0,01/6 0,01/6 Sau pư 0 + Sau phản ứng H NO3 hết → nNO = 0,01/3+ 0,01/6= 0,005 → VNO = 0,005.22,4 = 0,112 lít mmuôi = mkl + mSO + mNa = 0,87 + 0,03.96 + 0,005.23 = 3,865 gam Chọn đáp án C 2− + Cách 2: Theo bảo toàn nguyên tố N, nNO tối đa = nNaNO = 0,005 mol→ VNO tối đa = 0,005.22,4 = 0,112 lít → Loại đáp án A, D Dung dịch sau cùng chứa: ion kim loại, SO4 2− , Na + (NO3- hết chuyển hết thành NO) → mmuôi = mkl + mSO + mNa = 0,87 + 0,03.96 + 0,005.23 = 3,865 gam 2− + Bài 7: (Kỳ thi THPT quốc gia 2015) Cho 7,65 gam hỗn hợp X gồm Al và Al 2O3 (trong Al chiếm 60% khối lượng) tan hoàn toàn dung dịch Y gồm H 2SO4 và NaNO3, thu được dung dịch Z chứa muối trung hòa và m gam hỗn hợp khí T (trong T có 0,015 mol H2) Cho dung dịch BaCl2 dư vào Z đến các phản ứng xảy hoàn toàn, thu được 93,2 gam kết tủa Còn cho Z phản ứng với NaOH thì lượng NaOH phản ứng tối đa là 0,935 mol Giá trị m gần giá trị nào sau đây? A 2,5 B 3,0 C 1,0 D.1,5 Bài giải:  27 x + 102 y = 7, 65  x = 0,17  Đặt x = nAl ; y = nAl2O3 Ta có hệ  27.x 100 = 60 ↔   y = 0, 03  7, 65  Từ giả thiết đề ta có : dd Z chứa Al2 (SO4 )3 , Na2 SO4 , ( NH )2 SO4 Cho BaCl2 dư vào Z, phương trình ion thu gọn: Ba2+ + SO42- → BaSO4 nBaSO4 = 0, 4mol → nso2− = 0, 4mol → nH SO4 = 0, 4mol Cho dd NaOH vào dd Z: Al 3+ + 4OH − → Al (OH )−4 0,23 →0,92 NH 4+ + OH − → NH + H 2O 0,015 ¬ 0,015 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với gốc SO42→ nNa SO = 0,0475 mol Với nguyên tố Na → nNaNO = 0,095 Với nguyên tố H → nH O = nH SO = 0,4mol 2 Bảo toàn khối lượng: mAl + mAl O + mH SO + mNaNO = m3muoi + mT + mH O → m= 1,5 gam Chọn đáp án D Bài 8: ( Đề thi casio tỉnh Thanh Hóa năm 2013-2014) Một hỗn hợp X nặng gam gồm Fe và Cu có tỉ lệ khối lượng lần lượt là 7:4 Cho hỗn hợp X vào hỗn hợp Y gồm HNO3 0,1M và HCl 0,4M được khí NO (sản phẩm khử nhất), dung dịch Z và chất rắn sau phản ứng này Cho dung dịch sau phản ứng vào AgNO dư, phản ứng kết thúc được m gam chất rắn Xác định m, biết các phản ứng xảy hoàn toàn Bài giải: Do mFe : mCu = : → mFe = 28 /11 gam → nFe = 1/ 22mol ; mCu = 16 /11 gam → nCu = 1/ 44 mol Hốn hợp axit V lit : nH = 0,5Vmol; nNO = 0,1Vmol; n Cl = 0, 4Vmol Do sau phản ứng chất rắn nên Fe, Cu phản ứng hết TH1: Fe phản ứng tạo Fe3+ → NO3− dư vừa đủ tạo Fe3+ Fe + 4H+ + NO3- → Fe3+ + NO + 2H2O 1/22 2/11 1/22 mol + 2+ 3Cu + 8H + 2NO3 → 3Cu + 2NO + 4H2O 1/44 2/33 1/66 mol + → nNO− pu = − − 1 2 20 + = mol → 0,1V ≥ mol → V ≥ lit 22 66 33 33 33 Khi có kết tủa AgCl : m= 143,5 0,4V= 57,4V gam TH2: Fe phản ứng tạo Fe2+ Fe2+ Fe3+ → NO3- hết Fe → Fe 2+ + 2e x x 2x 3+ Fe → Fe + 3e y y Cu → Cu 1/44 3y 2+ + 2e 1/22 NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,1V 0,4V 0,3v   2 x + y + 22 = 0,3V  x = 11 − 0,3V ⇒ ⇒ x + y =  y = 0,3V − 22 22   20 − 0,3V > ⇒ V < (1) Vì x>0 nên 11 33 y ≥ nên 0,3V − ≥ ⇒ V ≥ (2) 22 11 20 kết hợp (1) (2) : ≤ V < (lit ) 11 33 Khi thêm AgNO3 vào dd Z phản ứng tạo kết tủa AgCl (0,4Vmol) có phản ứng: 3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O − 0,3V 0,1V 16 • Nếu Fe hết → 11 gam ≤ ⇒ V ≥ lit ⇒ mAgCl = 57, 4V 33 − 0,3V 0,1V 16 • Nếu Fe2+ dư : 11 > ⇒ V < lit 33 2+ Khi có thêm phản ứng: Fe 2+ + Ag + → Fe3+ + Ag nAg = nFe2+ du = → m↓ = mAgCl 2 − 0,3V − 0, 075V = − 0,375V (mol) 11 11 + mAg = 57, 4V + 108(2 /11 − 0,375V ) = 16,9V + 216 /11 (gam) Bài 9: ( Kỳ thi khu vực giải toán MTCT- năm 2008) Cho 23,52 gam hỗn hợp kim loại Mg, Fe, Cu vào 200ml dung dịch HNO3 3,4M khuấy đều thấy thoát khí nặng không khí, dung dịch còn dư kim loại chưa tan hết, đổ tiếp từ từ dung dịch H2SO4 5M vào, chất khí lại thoát kim loại vừa tan hết thì 44ml, thu được dung dịch A Cho dung dịch NaOH đến dư vàodung dịch A, lọc kết tủa, rửa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B nặng 31,2 gam a) Tính % số mol kim loại hỗn hợp b) Tính nồng độ mol các ion (trừ ion OH- , H+ ) dung dịch A Bài giải: a) Gọi x, y, z số mol Mg, Fe, Cu hỗn hợp, ta có: 24x + 56y + 64z = 23,52 (1) Vì sau phản ứng với dung dịch HNO3 dư kim loại nên kim loại dư Cu, Fe bị OXH thành PTPƯ hòa tan Cu dư: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,165 ¬ 0,44 → 0,11 Các qua trình OXH: Mg → Mg 2+ + 2e Fe → Fe 2+ + 2e Cu → Cu 2+ + 2e X x 2x y y 2y z-0,165 + Quá trình khử: NO3 + 4H + 3e → NO + 2H2O 0,17 ¬ 0,68→ 0,51 Áp dụng định luật bảo toàn e : 2.(x+ y+ z- 0,165) = 0,51 → x + y + z = 0,42 (2) Cho NaOH dư vào dung dịch A lấy kết tủa nung không khí đến khối lượng không đổi thu chất rắn B chứa : MgO, Fe 2O3 , CuO Phương trình khối lượng hỗn hợp B: 40x + 160y/2 + 80z = 31,2 (3) Giải hệ (1), (2), (3) ta x = 0,06; y = 0,12; z= 0,24 → % nMg = 14,28% ; % nFe = 28,57% ; % nCu = 57,15% b) Tính nồng độ ion dung dịch A 0, 06 0, 24 0,12 = 0, 246M ; Cu +  = = 0,984M ;  Fe 2+  = = 0, 492 M 0, 244 0, 244 0, 244 0, 044.5 0, 2.3, − 0,17 − 0,11  SO42−  = = 0,902 M ;  NO3−  = = 1, 64 M 0, 244 0, 244 [ Mg ] = Bài 10: Cho 5,76g kim loại Cu tan 80ml dd HNO 2M, sau phản ứng xong thu được khí NO(sản phẩm khử nhất) Tiếp tục cho vào dung dịch thu được lượng dư dung dịch axit H 2SO4 lại thấy giải phóng khí NO(sản phẩm khử nhất) Tổng thể tích khí NO(đktc) thoát là: A 0,464lit B 0,646lit C 0,3584lit D 3,0446lit Bài giải: nCu = 0,09 mol; nHNO =0,16 mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (1) Ban đầu 0,09 0,016 0,016 → ¬ phản ứng 0,006 0,016 0,004 → 0,006 → 0,004 sau phản ứng: 0,084 0,012 0,006 0,004 Khi thêm tiếp dung dịch H2SO4 dư, ion NO3 môi trường axit có tính oxi hoá mạnh nên xảy tiếp phản ứng: PTHH 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,084 0,012 ¬ phản ứng 0,018 0,012 → 0,018 → 0,012 (mol) sau phản ứng: 0,066 0,018 0,012 (mol) Vậy thể tích khí NO = 22,4( 0,004 + 0,012) = 0,3584 (lit) Chọn đáp án C Bài 11: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe 2O3, Fe3O4, FeO) với số mol chất là 0,1 mol, hoà tan hết vào dung dịch Y gồm HCl và H 2SO4 loãng dư thu được dung dịch Z Nhỏ từ từ dd Cu(NO 3)2 1M vào dung dịch Z ngừng thoát khí NO Thể tích dung dịch Cu(NO 3)2 1M cần dùng và thể tích khí thoát đktc lần lượt là: A 25ml và 1,12lit B 500ml và 4,48lit C 100ml và 1,12lit D 50ml và 2,24 lit Bài giải: Để đơn giản ta quy đổi hỗn hợp gồm 0,1 mol FeO 0,1 mol Fe 2O3 thành 0,1 mol Fe3O4 Như hỗn hợp X gồm (Fe 3O4 : 0,2 mol ; Fe : 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y PTHH : Fe3O4 + 8H+ → Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O → 0,2 0,2 0,4 mol + → 2+ Fe + 2H Fe + H2 10 → 0,1 0,1 mol 2+ 3+ + Dung dịch Z : (Fe : 0,3 mol; Fe : 0,4 mol ; H dư) Cho Cu(NO3)2 vào Z, Fe2+ vẫn tính khử nên tiếp tục xảy phản ứng 3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe2+ + NO + 2H2O 0,3 → 0,1 → 0,1 mol Vậy VNO = 22,4 0,1 = 2,24 lit nCu ( NO ) = nNO = 0,05 mol Do Vdd Cu ( NO ) = 0,05 lit = 50 ml Chọn đáp án D − 3 Bài 12: Thực hiện thí nghiệm: TN 1: Cho 6,4g Cu phản ứng với 120ml dd HNO3 1M thoát V1 lit khí NO TN 2: Cho 6,4g Cu phản ứng với 120ml dd có chứa HNO 1M và H2SO4 0,5M thoát V2 lit NO( Các khí đo điều kiện) Quan hệ V1 và V2 là : A V2 = 1,5V1 B V1 = 2V2 C V2 = 2V1 D V2 = V1 Bài giải: TN : nCu = 0,1 mol ; nHNO = 0,12 mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,1 0,12 0,12 → ¬ phản ứng 0,045 0,12 0,03 → 0,03 sau pư: 0,055 0,09 0,03 Vậy nNO = 0,03 mol TN 2: nCu = 0,06 mol; nH + =0,24 mol; nNO = 0,12mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0.1 0,24 0,12 → ¬ phản ứng 0,09 0,24 0,08 → 0,08 sau pư: 0,01 0,04 0,08 Vậy nNO= 0,08 mol Do V2 = 2V1 Chọn đáp án C − Dạng 2: TÍNH OXI HOÁ CỦA ION NO3- TRONG MÔI TRƯỜNG BAZƠ Bài 1: Cho 8,1gam Al vào lượng dd hỗn hợp gồm NaNO3 vào NaOH Kết thúc phản ứng thu được V lit khí không màu, mùi khai đktc Giá trị V là: A 4,48 lit B 2,25 lit C 3,36 lit D 6,72 lit Bài giải: 11 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O → 8AlO2- + NH3 0,3 0,1125 mol V Vậy NH = 22,4 0,1125 = 2,52 lit Chọn đáp án B PTHH: Bài 2: Cho m(g) Al vào lượng dư dd hỗn hợp gồm KNO và NaOH Sau kết thúc phản ứng thấy có 6,72 lit khí không màu mùi khai (đktc) thoát Giá trị m là: A.17,92 lit B 11,2lit C 8,96lit D 13,44 lit Bài giải: PTHH: 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O → 8AlO2- + NH3 0,8 0,3 mol V Vậy NH = 22,4 0,8 = 17,92 lit Chọn đáp án A Bài 3: Hoà tan 2,7g Al vào 100ml dd hỗn hợp gồm NaNO3 0,3M và NaOH 0,8M sau kết thúc phản ứng thu được V lit hỗn hợp khí đktc Giá trị V là: A 0,672lit B 1,008lit C 1,344lit D 1,512lit Bài giải: Có nAl = 0,1 mol ; nNO = 0,03 mol; nOH = 0,08 mol − − 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O → 8AlO2- + NH3 0.1 0,03 0,08 0,08 ¬ 0,03 → 0,05 0,03 0,02 0,03 0,03 2Al + 2OH + 2H2O → 2AlO2 + 3H2 0.02 0,03 → 0,02 → 0,02 0,03 0,01 0,03 Vậy VH + VNH = 0,03.22,4 + 0,03.22,4 = 1,344 lit Chọn đáp án C PTHH: Ban đầu phản ứng sau pư: Sau đó: Ban đầu phản ứng sau pư: Bài 4: Hòa tan hết 6,5 g Zn vào 200ml dung dịch hỗn hợp gồm KNO 0,1M và NaOH 0,5M Kết thúc phản ứng thu được V lit hỗn hợp khí đktc Giá trị V là: A 0,448 lit B 0,784 lit C 0,896 lit D 1,12lit Bài giải: Có nZn = 0,1 mol; nNO = 0,02 mol; nOH = 0,1 mol PTHH: 4Zn + NO3- + 7OH- → 4ZnO22- + NH3 − − + 2H2O 12 Ban đầu 0.1 0,02 0,1 → → ¬ phản ứng 0,08 0,02 0,07 0,02 sau pư: 0,02 0,03 0,02 - → 2Sau đó: Zn + 2OH ZnO2 + H2 Ban đầu 0,02 0,03 ¬ phản ứng 0,015 0,03 → 0,015 sau pư: 0,005 0,015 Vậy VH + VNH = 0,015 2,24 + 0,02.22,4 = 0,784 lit Chọn đáp án B Bài 5: (Kỳ thi chon HSG cấp tỉnh năm 2012-2013 tỉnh Quảng Ninh) Cho 11 gam hỗn hợp Al và Zn tan hoàn toàn dung dịch chứa lượng dư hỗn hợp gồm NaNO3 và NaOH thu được 4,928 lit hỗn hợp khí (đktc) Cho hỗn hợp khí qua bình đựng CuO dư, đun nóng, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thấy khối lượng bình giảm gam Viết các phương trình phản ứng xảy Tính % khối lượng mối kim loại hỗn hợp ban đầu Bài giải: Các phương trình phản ứng 8Al + 5NaOH + 3NaNO3 + 2H2O → 8NaAlO2 + 3NH3 4Zn + NaNO3 + 7NaOH → Na2ZnO2 + NH3 + 2H2O 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 Zn + 2NaOH → Na2ZnO2 + H2 Hai khí NH3 H2 t 2NH3 + 3CuO  → 3Cu + N2 + 3H2O t H2 + CuO → Cu + H2O Gọi x, y số mol NH3 H2 → x + y =0,22 mol Khối lượng bình CuO giảm khối lượng oxi 0 → nO = 3x = 0, 25( mol ) → + y = 0, 25 → x= 0,06 mol, y= 0,16 mol 16 Gọi a, b số mol Al Zn → 27a + 65b = 11,9 Theo bảo toàn e ta có: 3a + 2b = 8.0,06 + 2.0,16 = 0,8 → a= 0,2 mol; b= 0,1 mol → % Al = 0, 2.27 100% = 45,38% → % Zn = 100% − % Al = 54, 62% 11,9 MỘT SỐ BÀI LUYỆN TẬP 13 Câu 1: (Đề tuyển sinh ĐH khối B năm 2007): Khi cho Cu tác dụng với dung dịch chứa H2SO4 loãng NaNO3, vai trò NaNO3 phản ứng A chất xúc tác B chất oxi hoá C môi trường D chất khử Câu 2: (Đề tuyển sinh ĐH khối B năm 2007): Thực hai thí nghiệm: 1) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO3 1M thoát V1 lít NO 2) Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO3 1M H2SO4 0,5 M thoát V2 lít NO Biết NO sản phẩm khử nhất, thể tích khí đo cùng điều kiện Quan hệ V1 V2 (cho Cu = 64) A V2 = V1 B V2 = 2V1 C V2 = 2,5V1 D V2 = 1,5V1 Câu 3: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2008): Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M H2SO4 0,2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, sinh V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị V : A 0,746 B 0,448 C 1,792 D 0,672 Câu 4: (Đề tuyển sinh ĐH khối B năm 2009): Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO 3)2 0,2M H2SO4 0,25M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị m V A 17,8 4,48 B 17,8 2,24 C 10,8 4,48 D 10,8 2,24 Câu 5: (Đề tuyển sinh ĐH khối B năm 2010): Cho 0,3 mol bột Cu 0,6 mol Fe(NO3)2 vào dd chứa 0,9 mol H2SO4 (loãng) Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu V lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Giá trị V A 6,72 B 8,96 C 4,48 D 10,08 Câu 6: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2011): Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dd gồm HNO 0,6M H2SO4 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn (sản phẩm khử NO), cô cạn cẩn thận toàn dd sau phản ứng khối lượng muối khan thu A 20,16 gam B 19,76 gam C 19,20 gam D 2,56 gam Câu 7: (Đề tuyển sinh ĐH khối B năm 2011): Cho 1,82 gam hỗn hợp bột X gồm Cu Ag (tỉ lệ số mol tương ứng : 1) vào 30 ml dung dịch gồm H2SO4 0,5M HNO3 2M, sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu a mol khí NO (sản phẩm khử N +5) Trộn a mol NO với 0,1 mol O2 thu hỗn hợp khí Y Cho toàn Y tác dụng với H2O, thu 150 ml dung dịch có pH = z Giá trị z là: A B C D 14 Câu 8: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2013): Cho m gam Fe vào bình chứa dung dịch gồm H 2SO4 HNO3, thu dung dịch X 1,12 lít khí NO Thêm tiếp dung dịch H 2SO4 dư vào bình thu 0,448 lít khí NO dung dịch Y Biết hai trường hợp NO sản phẩn khử nhất, đo điều kiện tiêu chuẩn Dung dịch Y hòa tan vừa hết 2,08 gam Cu (không tạo thành sản phẩm khử N+5) Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 2,40 B 4,20 C 4,06 D 3,92 Câu 9: (Đề tuyển sinh ĐH khối B năm 2013): Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 2,8 gam Fe 1,6 gam Cu 500 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0,1M HCl 0,4M, thu khí NO (khí nhất) dung dịch X Cho X vào dung dịch AgNO dư, thu m gam chất rắn Biết phản ứng xảy hoàn toàn, NO sản phẩm khử N +5 phản ứng Giá trị m A 29,24 B 30,05 C 34,10 D 28,70 Câu 10: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2014): Có ba dung dịch riêng biệt : H 2SO4 1M; KNO3 1M; HNO3 1M đánh số ngẫu nhiên (1), (2), (3) - Trộn ml dung dịch (1) với ml dung dịch (2), thêm bột Cu dư, thu V lít khí NO - Trộn ml dung dịch (1) với ml dung dịch (3), thêm bột Cu dư, thu 2V1 lít khí NO - Trộn ml dung dịch (2) với ml dung dịch (3), thêm bột Cu dư, thu V lít khí NO Biết phản ứng xảy hoàn toàn, NO sản phẩm khử nhất, thể tích khí đo cùng điều kiện So sánh sau đúng? A V2 = 2V1 B 2V2 = V1 C V2 = 3V1 D V2 = V1 Câu 11: (Đề tuyển sinh ĐH khối B năm2014): Cho 3,48 gam bột Mg tan hết dung dịch hỗn hợp gồm HCl (dư) KNO 3, thu dung dịch X chứa m gam muối 0,56 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm N H2 Khí Y có tỉ khối so với H2 bằng 11,4 Giá trị m A 16,085 B 14,485 C 18,300 D 18,035 Câu 12: (Đề tuyển sinh ĐH khối B năm2014): Hòa tan hết 10,24 gam hỗn hợp X gồm Fe Fe 3O4 bằng dung dịch chứa 0,1 mol H2SO4 0,5 mol HNO3, thu dung dịch Y hỗn hợp gồm 0,1 mol NO a mol NO2 (không sản phẩm khử khác) Chia dung dịch Y thành hai phần bằng nhau: - Phần tác dụng với 500 ml dung dịch KOH 0,4M, thu 5,35 gam chất kết tủa - Phần hai tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư, thu m gam kết tủa Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 20,62 B 41,24 C 20,21 D 31,86 Câu 13: (Kỳ thi chon HSG cấp tỉnh năm 2007-2008 tỉnh Nghệ An) 15 Cho 39,84 gam hỗn hợp F gồm Fe 3O4 kim loại M vào dung dịch HNO3 đun nóng, khuấy hỗn hợp để phản ứng xảy hoàn toàn thu 4,48 lít khí NO2 sản phẩm khử (đktc), dung dịch G 3,84g kim loại M Cho 3,84g kim loại M vào 200ml dung dịch H2SO4 0,5M KNO3 0,5M khuấy thu dung dịch H, khí NO Cho NH dư vào dung dịch G thu kết tủa K Nung K không khí đến khối lượng không đổi thu 24 gam chất rắn R a Tìm kim loại M (biết M có hóa trị không đổi phản ứng trên) b Cô cạn cẩn thận dung dịch H thu gam muối khan IV HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Nội dung đề tài vận dụng vào buổi dạy thêm buổi chiều cho lớp khối 11, 12 luyện thi đại học Tôi nhận thấy vận dụng phương pháp giải nhanh toán tính oxi hóa ion nitrat nói chung giúp cho trình dạy học môn hóa học thuận lợi nhiều, tiết kiệm thời gian trình giải ta đặt ẩn phức tạp mà vẫn kết Để có kết khách quan chọn ba lớp 11B2, 11B3 11B4 Lớp 11B2 để đối chứng, lớp 11B3, 11B4 để thực nghiệm, ba lớp có chất lượng học sinh ngang Lớp đối chứng vẫn tiến hành ôn tập bình thường, lớp thực nghiệm phát photo “Rèn luyện kĩ tư cho học sinh qua bài toán tính oxi hóa của ion nitrat ” để ôn tập Sau ba lớp làm kiểm tra trắc nghiệm khách quan thời gian tiết, đề có đầy đủ dạng ôn tập Sau kết thu được: Sĩ số ĐC 11B2 TN 11B3 TN 11 B4 39 38 36 Giỏi SL % 0 13,2 5,6 Khá SL 17 19 % 12,8 44,7 52,8 Trung bình SL % 24 61,5 11 29 12 33,3 Yếu SL 10 % 25,7 13,1 8,3 Dựa kết thực nghiệm sư phạm cho thấy chất lượng học tập học sinh lớp thực nghiệm cao học sinh lớp đối chứng, điều thể điểm : + Tỷ lệ % học sinh trung bình, yếu lớp thực nghiệm thấp so với lớp đối chứng + Tỷ lệ % học sinh đạt khá, giỏi lớp thực nghiệm cao so với với lớp đối chứng Như khẳng định đề tài góp phần nâng cao chất lượng dạy học hóa học 16 PHẦN 3: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHI Kết luận - Giáo viên sử dụng phương pháp tập trung cho khối 11, 12 với phần kiến thức: Đại cương kim loại, vô nên thực có nhiều ưu điểm, có lợi thời gian làm 45 phút 60 phút 90 phút Phương pháp không gây cho học sinh gò bó làm mà rèn luyện cho học sinh khả tư duy, phân tích áp dụng công thức thích hợp để giải toán hoá học - Việc chuẩn bị tập giáo viên theo phương pháp thực giúp giáo viên nâng cao kỹ giải tập hoá học, đề thi hay kiểm tra thêm phong phú hình thức, đảm bảo xác khoa học Người thầy phải tự học, tự rèn luyện để nâng cao lực thân, đáp ứng yêu cầu giảng dạy - Phương pháp giải toán kim loại hay chất khử tác dụng với dung dịch muối nitrat môi trường axit bazơ cùng với phương pháp khác tạo nên hứng thú, say mê học tập học sinh với môn hóa học Từ dần nâng cao chất lượng học tập - Học sinh biết kết hợp phương pháp với để giải toán hoá học cách nhanh xác Kiến nghị Giải toán hoá học chất khử tác dụng với dung dịch muối nitrat môi trường axit bazơ bằng phương pháp giải nhanh có nhiều ưu điểm Xong để thực chuyên đề, kinh nghiệm xin có số ý kiến mạnh dạn đề xuất với cấp lãnh đạo ngành giáo dục sau: - Tạo thêm điều kiện để giáo viên có phương tiện phục vụ cho việc giảng dạy giáo viên việc học tập học sinh để làm tập trắc nghiệm - Có sách tham khảo phân loại cách giải loại toán áp dụng cho học sinh khối Tôi xin chân thành cảm ơn ! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hoá, ngày 08 tháng 05 năm 2016 Tôi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm viết, không chép nội dung người khác Người viết Đỗ Thị Dung 17 ... buổi chiều cho lớp khối 11, 12 luyện thi đại học Tôi nhận thấy vận dụng phương pháp giải nhanh toán tính oxi hóa ion nitrat nói chung giúp cho trình dạy học môn hóa học thuận lợi nhiều, tiết kiệm... 60 phút 90 phút Phương pháp không gây cho học sinh gò bó làm mà rèn luyện cho học sinh khả tư duy, phân tích áp dụng công thức thích hợp để giải toán hoá học - Việc chuẩn bị tập giáo viên theo... phạm cho thấy chất lượng học tập học sinh lớp thực nghiệm cao học sinh lớp đối chứng, điều thể điểm : + Tỷ lệ % học sinh trung bình, yếu lớp thực nghiệm thấp so với lớp đối chứng + Tỷ lệ % học sinh