De tai Hoa hoc

Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng Lời cảm ơn Với tình cảm và lòng biết ơn chân thành, tôi xin đợc gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo khoa Hóa học trờng Đại học s phạm Hà Nội đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình học tập. Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, đang công tác tại trờng Cán bộ quản lý giáo dục và đào tạo tỉnh Phú Thọ đã liên tục động viên, khuyến khích và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này. Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn động viên, khích lệ giúp tôi vợt qua các khó khăn trong suốt quá trình học tập. Đặc biệt, tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo: GVC Ths Lê Thị Hồng Hải ngời đã trực tiếp hớng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình tôi làm đề tài, giúp tôi hoàn thành đề tài. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhng đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót, khuyết điểm. Rất kính mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp. Xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, tháng 5 năm 2009 Tác giả Trình Văn Đảm Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng A- Đặt vấn đề: I- Cơ sở lý luận Trong công tác giảng dạy Hoá học, nhiệm vụ chính của giáo viên là truyền thụ kiến thức cơ bản cho học sinh, rèn luyện các kỹ năng, thao tác thực hành thí nghiệm, giúp học sinh nắm vững đợc kiến thức sách giáo khoa. Song bên cạnh đó, một nhiệm vụ không kém phần quan trọng là đào tạo và bồi dỡng nhân tài cho đất nớc. Nhiệm vụ đó đợc cụ thể hoá bằng các kỳ thi học sinh giỏi các cấp hàng năm. Cấu trúc đề thi học sinh giỏi chủ yếu là câu hỏi và bài tập nâng cao, nhằm chọn đúng đối tợng học sinh khá giỏi. Trong Hoá học cơ sở lợng kiến thức mang tính bao quát, tổng thể của chơng trình Hoá học phổ thông nên bài tập nâng cao có thể phát triển ở nhiều dạng. Trong số đó, một dạng bài tập mà ta thờng xuyên gặp trong cấu trúc đề thi học sinh giỏi Huyện, Tỉnh là: Xác định công thức hoá học của chất. Cụ thể trong các đề thi HSG những năm gần đây năm nào cũng có dạng bài tập này. Đây là dạng bài tập khó luôn làm vớng mắc học sinh, bởi vậy để các em tháo gỡ đợc vớng mắc này, trong quá trình dạy bồi dỡng tôi đã tìm hiểu, nghiên cứu đa ra phơng pháp giải. Cách thức khai thác suy luận lô gíc để loại trừ các trờng hợp và chọn đợc tên chất. Theo tôi, có thể phân chia dạng này thành hai dạng bài tập nhỏ nh sau: 1- Xác định chất dựa vào thành phần định tính. 2- Xác định chất dựa vào thành phần định lợng. ở đây tôi chỉ xin trình bày cụ thể hoá dạng bài tập xác định chất dựa vào sự phân tích định lợng. II- cơ sở thực tiền - Qua quá trình nghiên cứu đã giúp tôi hoàn thiện hơn về công tác bồi dỡng học sinh giỏi. - Đối với học sinh: Giúp các em biết phân chia đề ra từng dạng nhỏ và định hớng đợc phơng pháp giải loại bài tập này. 2 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng Trớc tình hình chung hiện nay. Việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất và đời sống ngày nay càng phát triển mạnh và mở rộng. Do đó việc cải thiện các trang thiết bị, dụng cụ máy móc. Việc đa công nghệ tiên tiến vào mọi lĩnh vực nhằm phát triển kinh tế, bảo vệ an ninh quốc phòng là rất cần thiết. Để đạt đợc mục tiêu đó thì mỗi quốc gia phải định hớng đào tạo nhân tài từ trong trờng học theo các chuyên ngành khác nhau. Chuyên ngành hoá học là một trong những chuyên ngành có nhiều ứng dụng trong thực tiễn cuộc sống. Nó phục vụ cho nhiều chuyên ngành khác phát triển. Vì vậy một việc rất cần thiết là ngay từ cấp cơ sở trong hệ thống trờng học phổ thông nên hình thành và đào tạo khối mũi nhọn bộ môn hoá học. B Giải quyết vấn đề I- Tình hình thực tiễn. Mặc dù vậy trong bộ môn Hoá học nói riêng, khi giải đề thi học sinh giỏi các em vẫn còn nhiều vớng mắc. Đặc biệt là khi gặp bài tập dạng xác định chất dựa vào sự phân tích thành phần định lợng. Cụ thể khảo sát về chất lợng làm bài dạng này khi cha áp dụng đề tài này vào giảng dạy nh sau: Cách giải khoa học và đúng kết quả giải không khoa học nh- ng đúng kết quả Không giải đợc và giải sai Số lợng 0 6 24 Tỷlệ % 0% 20% 80% ii. Nguyên nhân : Nguyên nhân dẫn đến thực tiễn đó. Một số nguyên nhân cơ bản là: - Đây là dạng bài tập khó không có cách giải mẫu mực. - Khả năng t duy suy luận lô gíc của học sinh còn cha cao, ỉ lại - Việc nắm kiến thức cơ bản của học sinh còn cha chắc chắn. - Kỹ năng giải bài tập dạng này cha cao. - Đây là dạng bài tập ít thấy trong quá trình học ở SGK nên đều mới với giáo viên và HS. 3 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng III. Giải pháp khắc phục: Kỹ năng đợc hình thành là do rèn luyện, vậy rèn luyện học sinh ở dạng bài tập này là nh thế nào? Theo tôi nên phân chia nhỏ dạng để học sinh dễ tiếp cận nắm đợc cách giải cụ thể. Dạng này tôi chia làm hai dạng nhỏ nh sau: a) Dựa vào thành phần định lợng để xác định các chất trên chuỗi phản ứng chữ cái. b) Phân tích định lợng, dựa vào phản ứng hóa học để xác định một (hoặc vài chất trong hỗn hợp). ở mỗi dạng đều giới thiệu những bớc cơ bản để học sinh định hớng giải. * Yêu cầu: + Nắm vững tính chất lý hoá của các chất đã học + Nắm chắc cách giải bài tập cơ bản + Chịu khó t duy lô gíc - sáng tạo khi giải. Vận dụng linh hoạt nhiều phơng pháp. * Lu ý: Các ví dụ đều lấy trong các đề luyện thi học sinh giỏi. IV. Các phơng pháp thờng áp dụng : 1- Phơng pháp bảo to n kh ối lợng : Tổng khối lợng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lợng các sản phẩm. Ví d khi nhiệt phân muối cacbonat chất rắn + CO 2 m chất rắn ban đầu =m chất rắn sau phản ứng + m co2 2- Phơng pháp tăng giảm khối lợng: Dựa vào sự tăng giảm khối lợng khi chuyển từ 1 mol chất A th nh 1 hoặc nhiều mol chất B ( cứ thế qua nhiều giai đoạn trung gian) ta có thể tính đợc số mol của các chất và ngợc lại. Ví d : Xét phản ứng MCO 3 + 2HCl MCl 2 + CO 2 + H 2 O Theo phản ứng khi chuyển 1 mol MCO 3 th nh 1 mol MCl 2 khối lợng muối tăng thêm : 71-60=11g v cứ 1 mol khối CO 2 đợc giải phóng. nh vậy nếu biết số mol khí CO 2 ta có thể tính đợc khối lợng muối tăng và ngợc lại. 3- Phơng pháp khối lợng mol trung bình : 4 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng Trong các b i tập cứ hai hay nhiều chất có cùng th nh phần hóa học, phản ứng tơng tự nhau ta có thể thay chính bằng một chất có công thc chung, nh vậy việc tính toán sẽ rút gọn đợc số lần. Khối lợng phân tử trung bình ca một hỗn hợp l khối l ợng của 1 mol hỗn hợp đủ. hh hh hh m M n = ; M min < M < M max. - Sau khi có đợc giá tr M , để tính khối lợng của mỗi chất trong hỗn hợp ta cũng áp dụng phơng pháp sơ đồ chéo. Chất A M 1 M 2 - M M Chất B M 2 M - M 1 (giả sử M 2 > M >M 1 ) Ta có : 2 1 A B n M M n M M = V. Bài tập ví dụ : 1- Ví dụ 1 : Ho tan 14,52g hỗn hợp gồm hai muối cacbonat c a hai kim loại kiềm thổ ở 2 chu kì kế tiếp nhau bằng dung dch HCl d đợc 3,36 lít khí CO 2 v dung d ch X. a) Cô cạn dung dch X thu đợc bao nhiêu gam muối khan. b) Xác định tên 2 mui trên. c) Tính % mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu. Giải : Gọi công thức chung ca 2 mui cacbonat l MCO 3 MCO 3 + 2HCl MCl 2 + CO 2 + H 2 O áp dụng phơng pháp tăng giảm khối lợng : 1 mol muối cacbonat MCO 3 MCl 2 Khối lợng tăng 71-60=11g v cứ 1 mol khí CO 2 đợc giải phóng. S mol CO 2 = 0,15 mol Khối lợng muối tăng: 11 .0,15 = 1,65g m muối clorua = m muối cacbonat + m tăng thêm =14,52 + 1,65= 16,17g Tổng số mol hai muối cacbonat= số mol CO 2 5 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng M 3 MCO = 14,52 96,8 0,15 = M = 36,8 hai kim loaị l Ca (M= 40) v Mg (M= 24) Để tính hỗn hợp mỗi muối trong hỗn hợp ta áp dụng phơng pháp sơ đồ chéo 3 MgCO 84 3,2 96,8 CaCO 3 100 12,8 3 3 3,2 1 12,8 4 MgCO CaCO n n = = ; 3 3 0,15 CaCO MgCO n n + = 3 CaCO n = 0,12mol; 3 MgCO n =0,03mol. % CaCO 3 = 82,64%; %MgCO 3 =17,36% 2- Ví dụ 2: Hoà tan 1,35g một kim loại M bằng dung dịch HNO 3 loãng d thu đựơc 2,24lít hỗn hợp khí NO và NO 2 (đktc) có tỉ khối hơi so với hiđro bằng 21. Tìm M. Giải: áp dụng phơng pháp bảo toàn electron Quá trình nhờng e Quá trình nhận e + n M ne M x nx + + + + + + 5 2 5 4 N 3e N 0,075 0,025 N 1e N 0,075 0,075 ( ) hh hh M 21.2 42; n 0,1 mol = = = . áp dụng phơng pháp sơ đồ chéo NO : 30 4 42 2 NO : 46 12 ( ) ( ) 2 2 NO NO NO NO n 4 1 n 0,025 mol n 12 3 n 0,075 mol = = = = x x n 0,075 0,075 0,15 M 9 M 9n n M 1,35 = + = = = = n = 1 M = 9 (loại); n = 2 M = 18 (loại); n = 3 M = 27 Kim loại là Al 3- Ví dụ 3: 6 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng Nung nóng 1,6 gam kim loại M trong không khí tới phản ứng ho n to n thu đợc 2 gam oxit. Xác định kim loại M. Gii: ( ) 2 2 n 4M nO 2M O n là hóa trị của kim loại M trong oxit + p d ụng bảo to n khối l ợng: ( ) 2 oxit M O pứ m m m 2 1,6 0,4 g = = = Theo phơng trình: 2 2 n 4M nO 2M O + 4 n 1,6 M 0,4 32 Từ phơng trình ta có: MMM n 32.4 4,0. 32.6.1 32 4,0 : 6,1 4 === 32 = n M ( ) ( ) n 1 M 32 loại n 2 M 64 M là Cu n = 3 M = 96 loại = = = = 4- Ví dụ 4 : Hoà tan 39,4 g muối cacbonat của kim loại hoá trị II bằng dung dịch H 2 SO 4 loãng d thu đợc 46,6g muối sunfat kết tủa. Hãy tính lợng CO 2 thoát ra, CTHH của muối ? Giải : Gọi CTHH của muối là RCO 3 , số mol của muối là x. PTHH: RCO 3 + H 2 SO 4 RSO 4 + H 2 O + CO 2 x mol x mol x mol Theo PTHH ta có: x = 46,6 39,4 96 60 = 0,2 (mol) Vậy : 2 CO V = 0,2 . 22,4 = 4,48 (lít) Mặt khác ta có: R + 60 = 39,4 0,2 > R = 137, đó là Ba. CTHH của muối là: BaCO 3 . 5- Ví dụ 5 : 7 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng Chia 16 gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại có hoá trị không đổi M làm hai phần bằng nhau. - Hoà tan hết phần I bằng H 2 SO 4 loãng đợc 4,48 lít H 2 (đkc). - Hoà tan hết phần II bằng HNO 3 đun nóng thu đợc 8,96 lít (đkc) hỗn hợp A gồm NO và NO 2 . Biết d A/O2 = 1,375. Tìm tên M. Giải: Gọi số mol của Fe và M trong mỗi phần là x và y Phần 1: ( ) ( ) ( ) 2 2 4 4 2 2 4 2 4 2 n H Fe H SO FeSO H x x 2M nH SO M SO nH ny y 2 ny n 0,2 mol x 1 2 + + + + = = + Phần 2: ( ) 3 5 2 n 5 4 hh hh Fe 3e Fe N 3e N x 3x 0,15 0,05 M ne M N 1e N y ny 0,35 0,35 M 1,375.32 44; n 0,4 mol + + + + + + + + = = = - áp dụng phơng pháp sơ đồ chéo NO : 30 2 44 2 NO : 46 14 ( ) ( ) 2 2 NO NO NO NO n 2 1 n 0,05 mol n 14 7 n 0,35 mol = = = = - áp dụng bảo toàn e: ( ) 3x ny 0,15 0,35 0,5 2 + = + = ( ) 16 56x My 8 3 2 + = = Giải hệ 3 phơng trình (1), (2), (3) ta có: x 0,1;ny 0,2 My 2,4 My M 2,4 12 M 12n ny n 0,2 = = = = = = n = 1 M = 12 (loại); 8 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng n = 2 M = 24, kim loại là Mg n = 3 M = 36 (loại) 6 - Ví dụ 6: Để khử 4,06g một oxit kim loạị thành kim loại phải dùng 1,568 lít H 2 (đktc). Hoà tan hết lợng kim loại tạo thành ở trên bằng dung dịch H 2 SO 4 loãng thu đ- ợc 1,176 lít H 2 (đktc).Tìm công thức oxit kim loại. Giải: Gọi công thức oxit là M x O y ( ) ( ) ( ) x y 2 2 2 4 2 4 2 n M O yH xM yH O 1 0,07x 0,07 y 2M nH SO M SO nH 2 0,105 0,0525 n + + + + Nhận xét: ( ) ( ) = = = 2 H O O trong oxit n n 0,07 m 1,12 g ( ) ( ) = = = = = M trong oxit 0,105 m 2,94 g .M n M 28 n 2,M 56 n Kim loại là Fe Từ (1), (2) 0,07x 0,105 y n = x 0,105 0,105 0,105 3 y 0,07n 0,07.2 0,14 4 = = = = Oxit kim loại là 3 4 Fe O 7 - Ví dụ 7: Cho 8,8 gam một hỗn hợp gồm 2 kim loại ở 2 chu kì liên tiếp thuộc phân nhóm chính nhóm II tác dụng với dung dịch HCl(đ) cho 6,72 lít khí hiđro ở đktc. Xác định hai kim loại. Giải: Gọi kim loại trung bình của hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp và thuộc phân nhóm chính II cần tìm là M . 9 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần định lợng 2 2 M + 2HCl MCl + H 0,3 0,3 Vậy, khối lợng mol nguyên tử trung bình của hai kim loại là: M M m 8,8 M = 29,33 n 0,3 = = Trong phân nhóm chính II, có Mg = 24 < 29,33 < 40 = Ca; đồng thời, Mg thuộc chu kỳ 2, Ca thuộc chu kỳ 3. Vậy, hai kim loại cần tìm là Mg và Ca. 8 - Ví dụ 8 : (Bài 7 - trang 101, SGK) a, Hãy xác định công thức của hợp chất khí A, biết rằng: - A là một ôxit của lu huỳnh chứa 50% oxi . - 1g khí A chiếm thể tích là 0,35 lít ở đktc. b.Hoà tan 12,8g hợp chất khí A vào 300ml dung dịch NaOH 1,2 M. Hãy cho biết muối nào thu đợc sau phản ứng? Tính nồng độ mol của muối (giả thiết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể) Giải : a. M A = 22,4.1 0,35 = 64 (g) Gọi CTHH của khí A là S x O y . Ta có: x : y = 50 32 : 50 16 = 2 : 1 Vậy CTHH của khí A là: SO 2 . b. Ta có: 2 SO n = 12,8 64 = 0,2 (mol), NaOH n = 0,3 . 1,2 = 0,36 (mol) Vì: 1 < 2 NaOH SO n n < 2 nên sản phẩm thu đợc 2 muối. PTHH: NaOH + SO 2 NaHSO 3 (1) NaHSO 3 + NaOH Na 2 SO 3 + H 2 O (2) Theo PTHH (1): NaOH n = 2 SO n = 3 NaHSO n = 0,2 (mol) Theo PTHH (2): NaOH n d = 3 NaHSO n = 2 3 Na SO n = 0,36 - 0,2 = 0,16 (mol) 10 [...]... nng vn dng kin thc ó vo các tình hung c th trong quá trình hc tp lp i chng : + Các em mi ch dng li mc ghi nh, tái hin ni dung hc tp, trình by nh li ging ca giáo viên hoc sách giáo khoa + Các ni dung kin thc quan trng, bn cht cha nắm c hoc nêu thiu chính xác do cha thit lp c các mi liên quan trong ni dung bi hc + Vic x lý các tình hung cũng hn ch, vn dng kin thc cha linh hot C - Kết luận: Qua kết quả... quê hơng đất nớc và có nhiều mơ ớc cho tơng lai sau này các em sẽ đợc học ở các khối khoa học tự nhiên, chắp cánh cho những ớc mơ hoài bão để trở thành những kĩ s, bác sĩ hoặc những ngời giáo viên đứng trên mục giảng và tôi mong rằng sáng kiến này sẽ giúp các em giải bài tập hoá học về lập công thức đơn giản và khoa học hơn d những kiến nghị đề xuất: - Để có thể đạt đợc kết quả cao trong các kỳ thi... thống tuần hoàn, tổng số thứ tự của 2 nguyên tố đầu và cuối trong bảng hệ thống tuần hoàn là 76 Muối của axit Nitric đợc tạo thành từ các nguyên tố đó, thờng sử dụng để nhuộm màu lửa của pháo bông, pháo hoa thành màu đỏ và dung dịch của nó có môi trờng trung tính Xác định các nguyên tố A,B, X và vị trí của nó trong bảng hệ thống tuần hoàn Hớng dẫn: - Khi giải học sinh cần phải chú ý đến các đặc tính nh:... chữ viết tắt sử dụng trong đề tài CTHH : công thức hoá học CTPT : công thức phân tử CTĐG : công thức đơn giản PTHH : phơng trình hoá học đktc : điều kiện tiêu chuẩn KHHH: kí hiệu hoá học SGK: sách giáo khoa SBT: sách bài tập TNSP: thực nghiệm s phạm TN: thực nghiệm ĐC: đối chứng DTNT: dân tộc nội trú BTHH: bài tập hóa học 26 Một số phơng pháp giảI bài tập lập công thức phân tử của chất dựa vào thành phần . khi cha áp dụng đề tài này vào giảng dạy nh sau: Cách giải khoa học và đúng kết quả giải không khoa học nh- ng đúng kết quả Không giải đợc và giải sai Số. thao tác thực hành thí nghiệm, giúp học sinh nắm vững đợc kiến thức sách giáo khoa. Song bên cạnh đó, một nhiệm vụ không kém phần quan trọng là đào tạo và