Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải các bài toán về kim loại tác dụng với dung dịch muối

MỤC LỤC Nội dung Mở đầu 1.2 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lý luận 2.2 Thực trạng vấn đề 2.3 Các giải pháp thực để giải vấn đề: 2.3.1 Bài toán hỗn hợp hai kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối 2.3.2 Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối (thường muối) 2.3.3 Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối 2.3.4 Hiệu việc triển khai đề tài Kết luận, Kiến nghị 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO Trang 1 2 3 4 10 12 14 16 16 16 17 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Xuất phát từ yêu cầu đổi nội dung phương pháp dạy-học nhằm tích cực hóa phát triển lực tư sáng tạo học sinh, đáp ứng yêu cầu ngày cao đời sống xã hội Việc lựa chọn nội dung phương pháp dạyhọc phù hợp với đối tượng trình độ nhận thức học sinh bước chuẩn bị quan trọng Đổi giáo dục nhiệm vụ quan trọng ngành giáo dục đào tạo giai đoạn Để đổi nội dung, phương pháp dạy-học hiệu cao cần trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức vững Trên sở đó, học sinh biết vận dụng sáng tạo kiến thức giải vấn đề học tập thực tiễn sống Mục tiêu nhà trường phổ thông trang bị kiến thức phổ thơng tương đối hồn chỉnh để giúp học sinh nắm vững hiểu biết khoa học.[1] Mơn hóa học góp phần quan trọng mục tiêu đào tạo trường phổ thông Để đem lại hiệu qủa dạy-học, giáo viên cần sử dụng phương pháp có hiệu quả, giảng dạy có kế hoạch, có hệ thống tập bản, đa dạng theo mức độ nhận thức khác trình dạy-hoc Một cách đem lại hiệu dạy-học hình thành cho học sinh kĩ xử lý dạng tập cách nhanh nhất, hiệu Để làm điều này, học sinh cần nắm vững kiến thức hoá học, biết khai thác, vận dụng để giải vấn đề gặp phải, đặc biệt biết vận dụng để giải toán nhanh kỳ thi nhiệm vụ thường xun, quan trọng Trong q trình giảng dạy mơn hoá học bậc THCS, bên cạnh việc khắc sâu kiến thức giáo viên phải giúp học sinh tự nghiên cứu, tự học tập áp dụng cho trường hợp khác Đối với giáo viên q trình giảng dạy lớp ơn thi cho học sinh, cần phải tìm hiểu dạng tập, tìm phuơng pháp giải nhanh giúp học sinh dễ tiếp thu vận dụng qua trình giải toán hoá học cách đơn giản hiệu Qua q trình giảng dạy, tơi nhận thấy đa số học sinh thực lúng túng giải tập hóa học nói chung tập liên quan đến kim loại tác dụng với dung dịch muối nói riêng Vì tơi chọn đề tài “Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải toán kim loại tác dụng với dung dịch muối” Đề tài giúp học sinh có số kĩ xử lí tốn có liên quan đến kim loại cách khoa học nhất, tránh phải biện luận nhiều trường hợp làm thời gian tính tốn phức tạp Đồng thời giúp học sinh có khả tư độc lập để vận dụng trường hợp khác 1.2 Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh hệ thống lại dạng toán kim loại tác dụng với muối xây dựng phương pháp giải cho dạng Trong đề tài tơi xin chia ba dạng tốn kim loại tác dụng với dung dịch muối sau: - Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối - Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối - Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối (đã thực năm học 2014 - 2015) 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Nội dung nghiên cứu đề tài phương pháp giải tập cho kim loại tác dụng với dung dịch muối Thông qua việc nhận dạng từ có cách giải khoa học nhanh nhất, tránh tình trạng phải biện luận dài dòng dễ dẫn đến sai lầm 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Đọc tài liệu có liên quan đến vấn đề nghiên cứu từ hệ thống phương pháp giải cho dạng - Sử dụng kiểm tra để có số liệu xác thực trạng vấn đề cần nghiên cứu hiệu việc áp dụng sáng kiến kinh nghiệm giảng dạy 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm So với sáng kiến kinh nghiệm năm học 2014-2015 sáng kiên kinh nghiệm lần nghiên cứu thêm phương pháp giải cho2 dạng là: - Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối - Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối 2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm: Để giải tập kim loại với dung dịch muối học sinh cần năm vững vấn đề sau: - Dãy hoạt động hóa học kim loại ý nghĩa Trong ý đến số phản ứng có tính riêng biệt THCS phản ứng: AgNO3 + Fe(NO3)2  Fe(NO3)3 + Ag - Quy tắc “α”: Chiều phản ứng theo chiều viết kí tự α: [2] Muối kim loại mạnh Muối kim loại yếu Kim loại mạnh Kim loại yếu - Thứ tự phản ứng: Kim loại mạnh phản ứng trước; muối kim loại yếu phản ứng trước - Xác định kim loại hỗn hợp chất rắn sau phản ứng: Hỗn hợp kim loại sau phản ứng chắn phải có kim loại yếu số kim loại đề (cả kim loại tạo muối) - Xác định muối dung dịch sau phản ứng: Dung dịch sau phản ứng chắn phải có muối kim loại mạnh 2.2 Thực trạng vấn đề: Qua nhiều năm giảng dạy nhận thấy: Khi giải dạng tập học sinh thường chia nhiều trường hợp để giải Việc vừa tốn thời gian vừa dễ sai xót Ví dụ: Đối với tập: “Cho 2,144 g hỗn hợp A gồm Fe Cu tác dụng với 0,2 lít dung dịch AgNO3, Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch B 7,168 gam chất rắn C Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 2,56 gam chất rắn” Tính phần trăm khối lượng kim loại A Khi làm này, học sinh thường chia thành trường hợp sau: - Fe dư, Cu chưa phản ứng; AgNO3 hết => C gồm Ag, Cu Fe dư - Cu phản ứng dư Fe AgNO3 hết => C gồm Ag Cu dư - AgNO3 dư, Fe Cu hết => C có Ag - Fe AgNO3 phản ứng vừa đủ => C gồm Ag Cu - Cu AgNO3 phản ứng vừa đủ => C có Ag Nếu làm theo trường hợp tốn sã dài việc tính tốn phức tạp Chính tơi xin đưa số phương pháp để giải tập thuộc dạng sau: 2.3 Các giải pháp thực để giải vấn đề: 2.3.1 Bài toán hỗn hợp hai kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối Đối với loại tập thường xảy trường hợp sau đây: Trường hợp 1: Đề thường cho hỗn hợp kim loại (hỗn hợp A biết khối lượng) tác dụng với dung dịch muối Sau phản ứng thu chất rắn C (đã biết khối lượng C) dung dịch B Sau cho B phản ứng với dung dịch kiềm Lọc kết tủa nung thu chất rắn E (đã biết khối lượng E) Trong đề chưa biết số mol tất kim loại muối số kim loại, số muối sau phản ứng.: Quan sát mối tương quan khối lượng kim loại ban đầu với khối lượng oxit Nếu moxit < mkl chắn kim loại ban đầu phải dư ta gọi x số mol kim loại thư phản ứng (x>0) y số mol kim loại thứ hai phản ứng (y≥0) Nếu y>0 kim loại thứ hai tham gia phản ứng kim loại thứ phản ứng hết, y=0 kim loại thứ hai chưa phản ứng Dựa vào kiện ta tính x y.; m oxit > mkl ta làm sau: Giả sử muối dư (kim loại phản ứng hết), dựa vào kiện để kết luận giả sử hay sai Nếu giả sử sai muối phản ứng hết, kim loại phản ứng vừa đủ dư, ta gọi x số mol kim loại thứ phản ứng (x>0) y số mol kim loại thứ hai phản ứng (y≥0) Nếu y>0 kim loại thứ hai tham gia phản ứng kim loại thứ phản ứng hết, y=0 kim loại thứ hai chưa phản ứng Dựa vào kiện ta tính x y Ví dụ 1: Cho 2,144 g hỗn hợp A gồm Fe Cu tác dụng với 0,2 lít dung dịch AgNO3, Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch B 7,168 gam chất rắn C Cho B tác dụng với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa, nung khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 2,56 gam chất rắn Tính phần trăm khối lượng kim loại A [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Có thể xảy phản ứng theo thứ tự sau: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag AgNO3 + Fe(NO3)2  Fe(NO3)3 + Ag Theo ta thấy moxit > mkim loại Giả sử AgNO3 dư => Fe Cu phản ứng hết Gọi a, b số mol Fe Cu hỗn hợp ban đầu (a>0; b>0) Ta có: 56a + 64b = 2,144 (1) PTHH: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag a 2a Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 + 2Ag b 2b Trong C có Ag với số mol 2a + 2b => mAg= 108.2(a+b) = 7,168 (2) Từ (1) (2) ta có: Giải hệ phương trình ta a= -0,0025 không thỏa mãn Vậy điều giả sử sai, có nghĩa AgNO phản ứng hết Sắt chắn tham gia phản ứng, đồng có không Gọi x, y số mol Fe Cu phản ứng (x>0; y≥0, y>0 Cu tham gia phản ứng, y=0 đồng khơng tham gia) Ta có: mkim loại dư=2,144-(56x+64y) mC=108x2(x+y)+[2,144-(56x+64y)]=7,168 => 20x+19y =0,628 (3) Dung dịch B gồm: x mol Fe(NO3)2; y mol Cu(NO3)2 Fe(NO3)2  Fe(OH)2  Fe2O3 x 0,5x Cu(NO3)2  Cu(OH)2  CuO y y Theo ta có: 160x0,5x + 80y=2,56 (4) Từ (3) (4) ta có hệ phương trình: Giải ta x=0,02; y=0,012 >0 (nghĩa Cu phản ứng Fe phản ứng hết) => mFe=56x0,02=1,12 g => % mFe = 1,12 x100% = 52, 24% 2,144 => %m = 100% - 52, 24% = 47, 76% Qua toán ta thấy: Với việc giả sử AgNO dư sau chứng minh việc giả sử sai ta kết luận chắn AgNO phản ứng hết Khi tốn lại trường hợp: Fe phản ứng vừa đủ, Cu không phản ứng; Fe dư, Cu không phản ứng; Fe hết, Cu phản ứng hết; Fe hết, Cu dư loại khả phản ứng thứ xảy Tuy nhiên, ta biện luận theo trường hợp việc giải tốn dài Với việc gọi x số mol Fe tham gia phản ứng (x luôn lớn 0) y số mol Cu tham gia phản ứng (y≥0) giúp ta biện luận theo trường hợp mà đưa toán trở thành biện luận sau phản ứng kim loại dư hay phản ứng hết Việc làm gói gọn phương trình sau: mkim loại dư = 2,144 - (56x+64y) mC =108x2(x+y)+[2,144-(56x+64y)]=7,168 Ví dụ 2: Cho 1,58 g hốn hợp A dạng bột gồm Mg Fe tác dụng với 125 ml dung dịch CuCl2, sau kết thúc phản ứng thu dung dịch B 1,92 gam chất rắn C Thêm vàu dung dịch B lượng dư dung dịch NaOH loãng, lọc kết tủa tạo thành Nung kết tủa khơng khí nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu 0,7 gam chất rắn D Biết phản ứng xảy hồn tồn [3] Tính thành phần phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu? Tính nồng độ mol dung dịch CuCl2? [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Cu Các phản ứng xảy theo thứ tự sau: Mg + CuCl2  MgCl2 + Cu Fe + CuCl2  FeCl2 + Cu Ta thấy: Các chất D phải chứa thành phần kim loại oxi mà mD0); y số mol Cu phản ứng (y≥0) y>0 Cu có tham gia phản ứng; y=0 Cu khơng tham gia phản ứng Chất rắn C gồm: (x+y) mol Cu kim loại dư Ta có: mC= 64(x+y) + [1,58-(24x+56y)]=1,92 => 5x+y=0,0425 (1) Dung dịch B gồm x mol MgCl2 y mol FeCl2 Ta có: MgCl2  Mg(OH)2  MgO x x x FeCl2  Fe(OH)2  Fe2O3 y y 0,5y Chất rắn D gồm: x mol MgO; 0,5 mol Fe2O3 => 40x + 160x0,5y = 0,7 => x+2y=0,0175 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình ta x = 0,0075 y = 0,005 Khối lượng Mg là: 24x0,0075 = 0,18 gam => %mMg = 0,18 x100% =11,39% 1,58 => %m =100% - 11,39% = 88,61% Số mol CuCl2 là: 0,0075 + 0,005 =0,0125 Fe CM CuCl = 0, 0125 = 0,1M 0,125 => Ví dụ 3: Cho 12,88 gam hỗn hợp gồm Mg Fe vào 700 ml dung dịch AgNO3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu chất rắn C nặng 48,72 gam dung dịch D Cho dung dịch NaOH dư vào D, lấy kết tủa nung không khí đến khối lượng khơng đổi thu 14 gam chất rắn Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu Tính nồng độ mol dung dịch AgNO3 [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng xảy theo thứ tự sau: Mg + 2AgNO3  Mg(NO3)2 + 2Ag Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag Theo rat a thấy moxit>mhỗn hợp kim loại Giả sử AgNO3 dư, Mg Fe phản ứng hết Gọi x số mol Mg tham gia phản ứng (x>0) Gọi y số mol Fe tham gia phản ứng (y Chất rắn C có 2(x+y) mol Ag => mCu= 2.108(x+y) => 216x + 1216y = 48,72 (1) Mặt khác ta có: 24x + 56y = 12,88 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình ta được: x = -0,004; y= 0,23 không thỏa mãn Vậy điều giả sử sai => AgNO3 phản ứng hết, Mg chắn tham gia phản ứng, Fe phản ứng không Gọi a số mol Mg phản ứng (a>0) Gọi b số mol Fe phản ứng (b≥0) Chất rắn C gồm (a +b) mol Cu kim loại dư có Theo ta có: mkim loại dư = 12,88 – (24a + 56b) mC = 108.2 (a + b) + [12,88 – (24a + 56b)]=48,72 =>192a + 160b = 35,84 (3) Trong dung dịch D gồm a mol MgCl2 b mol FeCl2 Ta có: MgCl2  Mg(OH)2  MgO a a a FeCl2  Fe(OH)2  Fe2O3 b b 0,5b => 40a + 160.0,5b = 14 (4) Từ (3) (4) ta có hệ phương trình: Giải hệ phương trình ta a = 0,07; b= 0,14 Khối lượng Mg hỗn hợp ban đầu là: mMg = 0,07.24 = 1,68 gam % mMg = 1, 68 x100% =13,04% 12,88 ; % mFe = 100% - 13, 04% = 86,96% => Số mol AgNO3 2(0,07 + 0,14) =0,42 CM = 0, 42 = 0,6M 0,7 => Nồng độ mol dung dịch AgNO3 là: Trường hợp 2: Đề cho biết rõ rang rạch ròi số mol kim loại muối Khi ta dựa vào thứ tự phản ứng để giải (kim loại mạnh phản ứng trước) Ví dụ 1: Cho hốn hợp bột gồm 2,7 gam Al 5,6 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO3 1M Tính khối lượng chất rắn thu [2] HƯỚNG DẪN GIẢI 2, = 0,1 Số mol Al là: 27 5, = 0,1 Số mol Fe là: 56 Số mol AgNO3 là: 0,55 x =0,55 Vì Al HĐHH mạnh Fe nên Al phản ứng trước: Al + 3AgNO3  Al(NO3)3 + 3Ag (1) 3 0,1 0,3 0,3 Số mol AgNO3 lại sau phản ứng với Al 0,55 – 0,3 = 0,25 Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (2) 2 0,1 0,2 0,2 Số mol AgNO3 lại sau tham gia phản ứng 0,05, xảy phản ứng sau: AgNO3 + Fe(NO3)2  Fe(NO3)3 + Ag (3) 0,05 0,05 0,05 Vậy chất rắn sau phản ưng có Ag Số mol Ag tạo thành là: 0,3 + 0,2 + 0,05 = 0,55 (bằng với số mol AgNO3 ban đầu) => Khối lượng chất rắn thu là: 0,55 x 108 = 59,4 gam Đối với toán thuộc trường hợp cách giải khơng có phức tạp, cần học sinh nắm thứ tự phản ứng viết đầy đủ PTHH xảy Trong ví dụ trên, sau tính tốn phương trình (2) kết luận AgNO dư (Khơng có phản ứng 3) kết tính tốn sai hồn tồn Chính vậy, trước giải cần liệt kê phản ứng xảy Ví dụ 2: Hòa tan hỗn hợp bột kim loại gồm 8,4 gam Fe 6,4 gam Cu vào 350 ml dung dịch AgNO3 2M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn Tính trị m? [2] HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng hóa học xảy theo thứ tự sau: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 +2Ag (2) AgNO3 + Fe(NO3)2  Fe(NO3)3 + Ag (3) 8, 6, = 0,15 nCu = = 0,1 56 64 Số mol sắt là: ; Số mol đồng là: nAgNO3 = 0,35 x2 = 0, nFe = Số mol AgNO3 là: Vì Fe HĐHH mạnh Cu nên phản ứng (1) xảy trước Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag 0,15 2x0,15 0,15 Vây số mol AgNO3 sau phản ứng (1) là: 0,7 – 0,3 =0,4 Cu + 2AgNO3  Cu(NO3)2 +2Ag 0,1 2x0,1 Vậy số mol AgNO3 sau phản ứng (2) là: 0,4 – 0,2 =0,2 Vì AgNO3 nên xảy phản ứng (3) AgNO3 + Fe(NO3)2  Fe(NO3)3 + Ag 0,15 0,15 Vậy sau phản ứng (3) AgNO3 dư Chất rắn sau phản ứng có bạc với số mol là: 0,3 + 0,2 + 0,15 = 0,65 Vậy m = 0,65x108=70,2 gam Trường hợp 3: Đề không cho biết số mol chất cho biết số lượng kim loại có chất rắn sau phản ứng số lượng oxit đặc điểm dung dịch Dựa vào dự kiện ta xác định chất dư Ví dụ 1: Cho hỗn hợp gồm Fe Zn vào ducng dịch AgNO đến phản ứng hoàn toàn thu đung dịch X gồm muối chất rắn Y gồm kim loại Xác đinh cơng thức hóa học muối [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Đối với ta làm sau: Do Zn HĐHH mạnh Fe nên dung dịch X chắn phải có Zn(NO3)2 Mặt khác, Y có kim loại chắn phải có Ag, kim loại thứ Fe Zn dư Y phải có kim loại Vì sắt dư nên AgNO3 phải phản ứng hết Vậy muối thứ Fe(NO3)2 Ví dụ 2: Cho 2,7 gam hỗn hợp bột gồm Fe Zn vào dung dịch CuSO Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 2,84 gam chất rắn Z dung dịch Y Cho toàn Z vào đung dịch H2SO4 loãng dư, sau phản ưng kết thúc khối lượng chất rắn giảm 0,28 gam dung dịch thu chưa muối Tính phần trăm khối lượng Fe hỗn hợp ban đầu HƯỚNG DẪN GIẢI Các phản ứng xảy ra: Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu (1) Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu (2) Trong Z chắn có Cu, có Fe Zn Khi Z phản ứng với dung dịch H2SO4 loãng thu muối nên Z có Zn mà có Cu Fe Khối lượng chất rắn giảm khối lượng Fe tham gia phản ứng với CuSO4 Khối lượng đồng Z 2,84 – 0,28 = 2,56 gam Ta có: Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu 56 64 0, 28 x64 = 0,32 56 0,28 Vậy khối lượng Cu tạo thành phản ứng (1) là: 2,56-0,32=2,24 gam Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu 65 64 2, 24 x65 = 2, 275 64 2,24 Vậy khối lượng sắt hỗn hợp ban đầu là: 2,7 – 2,275 =0,425 gam % mFe = 0, 425 100% = 15, 74% 2, => Ví dụ 3: Cho 4,15 gam hỗn hợp bột X gồm Al Fe tác dụng với 200 ml dung dịch CuSO4 0,525 Khuấy kỹ hỗn hợp để phản ứng xảy hoàn toàn thu chất răn A gồm kim loại có khối lượng 7,84 gam dung dịch B Tính phần trăm theo khối lượng kim loại A [2] HƯỚNG DẪN GIẢI Có thể xảy phản ứng sau: 2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu Theo A chưa kim loại kim loại Cu Fe dư Điều có nghĩa CuSO4 Al phản ứng hết Gọi x số mol Al phản ứng (x>0) Gọi y số mol Fe phản ứng (y≥0) Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,2x0,525=0,105 2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu 3x x Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu y y y 3x 3x Ta có: + y = 0,105 (1) Khối lượng sắt dư: 4,15 – (27x+56y) Trong A gồm Cu Fe dư Số mol Cu số mol CuSO phản ứng 0,105 mol Khối lượng A: mCu + mFe dư = 0,105x64 + [4,15 – (27x+56y)]=7,84 => 27x + 56y = 3,03 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình: Giải hệ ta x = 0,05; y = 0,03 => mAl 0,05x27=1,35 gam => % mAl = 1,35 100% = 32,53% 4,15 ; %mFe =100% - 32,53% = 67, 47% Điểm mấu chốt tập thuộc trường hợp ta xác định kim loại hay muối phản ứng hết, xác định kim loại chất rắn thu sau phản ứng dựa vào kiện cho Việc hạn chế đượcviệc biện luận dài dòng 2.3.2 Bài tốn kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối (thường muối) Giả sử cho kim loại M vào dung dịch chứa muối M 1A1 M2A2, xảy phản ứng: M + M1A1 > MA1 + M1 (1) M + M2A2 > MA2 + M2 (2) Mấu chốt để giải tập dạng dựa vào kiện đề (số kim loại sau phản ứng, số muối sau phản ứng ) để kết luận xảy phản ứng Riêng trường hợp M dư chắn xảy phản ứng Trong trường hợp khơng thể xác định ta phải biện luận theo trường hợp sau: TH 1: Chỉ xảy phản ứng (1), nghĩa phản ứng xảy vừa đủ, lúc dung dịch sau phản ứng gồm: MA1, M2A2 chưa phản ứng chất rắn có M1 TH 2: Xảy phản ứng (1) (2) Lúc dung dịch thu có MA1 MA2 chất rắn gồm M1, M2 có M dư TH 3: Phản ứng (1) xảy hết phản ứng (2) xảy phần, lúc Lúc dung dịch sau phản ứng gồm: MA1, MA2 M2A2 dư, Chất rắn gồm M1 M2 Ví dụ 1: Cho 2,24 gam bột sắt vào 200 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm AgNO 0,1M Cu(NO3)2 0,5M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X m gam chất rắn Y Tính giá trị m? [3] 10 HƯỚNG DẪN GIẢI Đối với này, kiện đề cho chưa thể kết luận xảy phản ứng, nhiên lại cho biết số mol chất nên ta giải sau: Số mol AgNO3 = 0,02 mol; Số mol Cu(NO3)2 = 0,1 mol Số mol Fe = 0,04 mol Phương trình: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1) 0,01 0,02 0,02 => Sắt dư (0,04-0,01 = 0,03 mol) tiếp tục xảy phản ứng Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu (2) 0,03 0,03 0,03 Khối lượng rắn m = mAg + mCu = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08 gam Ví dụ 2: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO 3)2 0,3M AgNO3 0,3M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn X Nếu cho m2 gam X tác dụng với lượng dư dung dịch HCl thu 0,336 lít khí (ở đktc) Tính giá trị m1 m2? [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Vì X tác dụng với dung dịch HCl nên X chắn phải có Al (Cu Ag không phản ứng với dung dịch HCl) Như sau phản ứng Al dư nên xảy phản ứng sau: Al + 3AgNO3  Al(NO3)3 + 3Ag (1) 2Al + 3Cu(NO3)2  2Al(NO3)3 + 3Cu (2) 2Aldư + 2HCl  2AlCl3 + 3H2 (3) Ta có: Số mol AgNO3 = 0,03 mol; Số mol Cu(NO3)2 = 0,03 mol Theo (1) số mol Al tham gia phản ứng 0,01, số mol Ag tạo thành 0,03 Theo (2) số mol Al tham gia phản ứng 0,02, số mol Cu tạo thành 0,03 Theo (3) số mol Al tham gia phản ứng 0,01 Vậy m1 = mAl = 0,04 x 27 = 1.08 gam m2 = mAg + mCu + mAl dư = 0,03x108 + 0,03x64 + 0,01x27 = 5,43 gam Ví dụ 3: Cho m (g) bột Fe vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO 3)2 1M AgNO3 4M Sau kết thúc phản ứng thu dung dịch muối ( có muối Fe) 32,4 g chất rắn Tính giá trị m? [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Khi cho Fe vào dung dịch gồm Cu(NO3)2 AgNO3 xảy trường hợp sau: * Trường hợp Fe + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag (1) Fe + Cu(NO3)2 > Fe(NO3)2 + Cu (2) * Trường hợp Fe + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag (1) AgNO3 + Fe(NO3)2 > Fe(NO3)3 + Ag (3) Fe(NO3)2 phản ứng hết, AgNO3 dư * Trường hợp Fe + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag (1) 11 AgNO3 + Fe(NO3)2 > Fe(NO3)3 + Ag (3) Fe(NO3)2 dư, AgNO3 phản ứng hết Theo ra, sau phản ứng dung dịch thu phải chưa muối có muối sắt nên khơng thể xảy trường hợp trường hợp thu tối đa muối Fe(NO 3)2 Cu(NO3)2 trường hợp nêu thu muối là: Fe(NO3)2 ; Fe(NO3)3 Cu(NO3)2 Vậy trường hợp thỏa mãn, muối thu là: Fe(NO 3)3 AgNO3 dư Cu(NO3)2 chưa phản ứng Ta có: Số mol AgNO3 = 0,4 mol; số mol Cu(NO3)2 = 0,1 mol Gọi x số mol Fe Fe + 2AgNO3 > Fe(NO3)2 + 2Ag (1) x 2x 2x AgNO3 + Fe(NO3)2  Fe(NO3)3 + Ag (3) x x x Vậy tổng số mol Ag thu là: 3x Theo khối lượng chất rắn thu 32,4 gam nên 3x 108 = 32,4 => x = 0,1 => m = mFe = 0,1 x 56 = 5,6 gam Ví dụ 4: Cho m(gam) kim loại Fe vào lít dung dịch chứa AgNO 0,1M Cu(NO3)2 0,1M Sau phản ứng người ta thu 15,28g rắn dung dịch X Tính giá trị m [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Đối với ví dụ này, dựa vào kiện ta chưa xác định chất rắn thu gồm kim loại nào, dung dịch thu gồm muối nên chưa xác định xảy phản ứng Vì ta phải biện luận theo trường hợp sau: TH1: Chỉ xảy phản ứng: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1) 0,05 0,1 0,1 Chất rắn thu có Ag m Ag = 0,1 108 = 10,8 gam < 15,28 gam Trường hợp không thỏa mãn TH2: Xảy phản ứng: Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1) 0,05 0,1 0,1 Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu (2) 0,1 0,1 0,1 Chất rắn thu gồm Ag Cu, Khối lượng rắn = m Ag + mCu = 0,1.108 + 0,1.64 = 17,28 gam > 15,28 gam Trường hợp không thỏa mãn TH3: Sau phản ứng (2) Fe hết Cu(NO 3)2 dư, với x số mol Fe tham gia phản ứng (2) Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1) 0,05 0,1 0,1 Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu (2) x x x Khối lượng chất rắn: mAg + mCu = 0,1.108 + 64.x = 15,28 => x = 0,07 mol 12 => m = mFe = (0,05 + 0,07).56 = 6,72 gam 2.3.3 Bài toán kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối Dạng tập thường cho dạng nhúng kim loại vào dung dịch muối, sau phản ứng lấy kim loại khỏi dung dịch cân lại thấy khối lượng kim loại thay đổi Phương trình: kim loạitan + muối  Muối + kim loại mớibám + Nếu đề cho khối lượng kim loại tăng hay giảm m áp dụng sau: Khối lương kim loại tăng lên so với trước nhúng ta có: mkim loại bám vào - mkim loại tan = mtăng Khối lương kim loại giảm so với trước nhúng ta có: mkim loại tan - mkim loại bám vào = mgiảm + Nếu đề cho khối lượng kim loại tăng hay giảm x% ta áp dụng sau: Khối lương kim loại tăng lên x% so với trước nhúng ta có: m kim loại bám vào - mkim loại tan = mbđ Khối lương kim loại giảm xuống x% so với trước nhúng ta có: mkim loại tan - mkim loại bám vào = mbđ Với mbđ khối lượng ban đầu kim loại đề cho sẵn khối lượng kim loại ban đầu Ví dụ 1: Ngâm đinh sắt 200 ml dung dịch CuSO x M Sau phản ứng kết thúc lấy đinh sắt khỏi dung dịch rửa nhẹ, làm khô thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,6gam Tính giá trị x [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Gọi a số mol CuSO4 tham gia phản ứng � FeSO4 + Cu Phương trình hóa học: Fe + CuSO4 �� a a a Theo đề ta có: mCu bám - mFe tan = mFe tăng 64a - 56a = 1,6 => a = 0,2 0, n Nồng độ mol/l CuSO4: CM = V = 0, = M Ví dụ 2: Ngâm Zn dung dịch có hòa tan 4,16gam CdSO Phản ứng xong khối lượng Zn tăng 2,35% so với ban đầu Tính khối lượng Zn trước phản ứng biết Cd có hóa trị II Cd=112 [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Gọi mbđ khối lượng Zn ban đầu m 4,16  n= M 208 = 0,02 mol Số mol CdSO4 Phương trình hóa học: Theo đề ta có: � ZnSO4 + Cdbám Zntan + CdSO4 �� 0,02 0,02 0,02 mCd baùm - mZn tan = mbđx 112.0,02 - 65.0,02 = mbđx 13 => mbđ = 40 gam Ví dụ Ngâm Zn có khối lượng gam V (ml) dung dịch Cu(NO 3)2 2M Phản ứng xong khối lượng Zn giảm xuống 10% so với ban đầu Tính giá trị V [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Gọi x số mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng � Zn(NO3)2 + Cubám Phương trình hóa học: Zntan + Cu(NO3)2 �� x x x Theo đề ta có: mZn tan - mCu baùm = mbđx= 0,1 65.x - 64.x = 0,1 => x = 0,1 0,1  0, 05 => VCu(NO ) = lít = 50 ml Ví dụ Cho sắt nặng 20 gam vào 200ml dung dịch CuSO 0,5M Khi phản ứng xảy xong khối lượng sắt sau đem khỏi dung dịch sấy khô bao nhiêu? [3] HƯỚNG DẪN GIẢI Số mol CuSO4 = 0,5 0,2 = 0,1 mol � ZnSO4 + Cubám Phương trình hóa học: Fetan + CuSO4 �� 0,1 0,1 0,1 Theo đề ta có: mCu bám = 64.0,1 = 6,4 gam mFe tan = 56.0,1 = 5,6 gam Như sau phản ứng khối lượng Fe tăng lên: 6,4 – 5,6 = 0,8 gam => Khối lượng Fe lấy khỏi dung dịch là: 20 + 0,8 = 20,8 gam 2.4 Hiệu việc triển khai đề tài Trong năm gần đây, Bộ GD&ĐT áp dụng hình thức thi trắc nghiệm khách quan cho mơn Hóa bậc THPT nên để đạt điểm cao kỳ thi đòi hỏi học sinh phải có kỹ giải tập thật nhanh Vì vậy, việc trang bị cho em kỹ giải nhanh tập hóa học bậc THCS điều cần thiết Sau thời gian áp dụng vào việc ôn tập cho học sinh, nhận thấy đa số em khơng “sợ” tập kim loại tác dụng với muối (Sau học xong tính chất hóa học kim loại phần lớn tập kim loại tác dụng với dung dịch muối em khơng làm được) Phần lớn em hình thành kỹ giải dạng tập Điều có ích cho em học mơn hóa bậc THPT Trong năm học 2014 - 2015, triển khai áp dụng trường THCS Thạch Lập sau: - Thành lập lớp: Đối với trường THCS Thạch Lập tỉ lệ học sinh giỏi nên tơi thành lập lớp với 20 học sinh từ lớp 9A1 9A2 Lớp gồm em có học lực từ trung bình trở lên - Sau thành lập lớp triển khai nội dung đề tài từ tháng 01 năm 2015 đến tháng 03 năm 2015 Kết quả: 14 Dạng tập Trước triển khai đề tài Sau triển khai đề tài Bài tập hỗn hợp Có 15/20 học sinh làm kim loại tác dụng với Có 1/20 học sinh làm được tập thuộc dung dịch chưa tập thuộc dạng dạng muối Trong năm học 2016 - 2017, triển khai áp dụng trường THCS Thạch Lập sau: - Thành lập lớp với 35 học sinh từ lớp 9A1 9A2 Lớp gồm em có học lực từ trung bình trở lên - Sau thành lập lớp triển khai nội dung đề tài từ tháng 01 năm 2017 đến tháng năm 2017 Kết quả: Dạng tập Trước triển khai đề tài Sau triển khai đề tài Bài tập hỗn hợp Có 10/35 học sinh làm kim loại tác dụng với Có 1/35 học sinh làm được tập thuộc dung dịch chưa tập thuộc dạng dạng muối Bài tập hỗn hợp Có 20/35 học sinh làm kim loại tác dụng với Có 3/35 học sinh làm được tập thuộc dung dịch chưa tập thuộc dạng dạng muối Bài tập 1kim loại Có 25/35 học sinh làm Có 5/35 học sinh làm tác dụng với dung tập thuộc tập thuộc dạng dịch chưa muối dạng Trong năm học 2017 - 2018, triển khai áp dụng trường THCS Thạch Lập sau: - Thành lập lớp với 30 học sinh từ lớp 9A1 9A2 Lớp gồm em có học lực từ trung bình trở lên - Sau thành lập lớp triển khai nội dung đề tài từ tháng 01 năm 2018 đến tháng năm 2018 Kết quả: Dạng tập Bài tập hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chưa muối Bài tập hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chưa muối Bài tập 1kim loại tác dụng với dung dịch chưa muối Trước triển khai đề tài Sau triển khai đề tài Có 1/30 học sinh làm tập thuộc dạng Có 3/30 học sinh làm tập thuộc dạng Có 5/30 học sinh làm tập thuộc dạng Có 15/30 học sinh làm tập thuộc dạng Có 8/30 học sinh làm tập thuộc dạng Có 20/30 học sinh làm tập thuộc dạng 15 Mặc dù kết chưa cao với đối tượng học sinh vùng khó khăn nhận thức kết điều khích lệ lớn Những kiến thức thu thật có ý nghĩa cho em làm thi trắc nghiệm trường THPT KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Trên phương pháp áp dụng để giải toán kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối Ngồi phương pháp ra, đương nhiên nhiều phương pháp khác Mỗi phương pháp có ưu nhược điểm định Khơng có phương pháp vạn Việc vận dụng phương pháp phụ thuộc vào lực người học Qua thực tế giảng dạy, thấy việc xây dựng phương pháp giải toán cho dạng với chủ đề em học tập tốt, từ việc hình thành kỹ giải tập làm cho học sinh tâm vào việc học, khơng tâm lí ngại sợ mơn Hóa học Chính lý này, biện pháp để nâng cao chất lượng học tập mơn Hóa học cho học sinh đòi hỏi giáo viên phải khơng ngừng tìm tòi xây dựng lên chuyên đề phù hợp với đối tượng học sinh, làm cho học sinh có hứng thú với mơn học Hiện mơn Hóa học bậc THCS thường có kỳ thi, nên việc học sinh khơng có hứng thú học mơn Hóa phổ biến Ngoài nguyên nhân làm cho em ngại học mơn hóa có thời gian luyện tập lớp, lượng tập nhiều, khơng phân dạng cụ thể Chính lý đó, với kinh nghiệm giảng dạy chưa nhiều tơi mạnh dạn đưa số cách xử lý số tập cụ thể Rất mong bạn bè đồng nghiệp góp ý kiến để hồn thiện 3.2 Kiến nghị Do đa số trường THCS huyện thường có lớp, đồng nghĩa với việc trường có giáo viên dạy Hóa Vì mong phòng GD&ĐT thường xuyên tổ chức hội thảo, triển khai áp dụng đề tài có chất lượng vào giảng dạy trường để nâng cao chất lượng giảng dạy mơn Hóa./ XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thạch Lập, ngày 20 tháng năm 2018 Tôi xin cam kết nội dung đề tài thân đúc kết từ thực tế giảng dạy đọc tài liệu Người viết SKKN 16 Nguyễn Văn Hạnh TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Hướng dẫn thực chuẩn kiến thức kỹ mơn Hóa học THCS – Vũ Anh Tuấn; Nguyễn Hải Châu; Nguyễn Cương; Nguyễn Hồng Thúy - NXB Giáo dục 2010 [2] 500 tập Hóa học - Đào Hữu Vinh - NXB Giáo dục 2010 [3] Bồi dưỡng Hóa học THCS – Vũ Anh Tuấn; Phạm Tuấn-NXB Giáo dục 2004 17 ... dạng tốn kim loại tác dụng với dung dịch muối sau: - Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối - Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối - Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch. .. tơi chọn đề tài Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải toán kim loại tác dụng với dung dịch muối Đề tài giúp học sinh có số kĩ xử lí tốn có liên quan đến kim loại cách khoa học nhất, tránh... kiên kinh nghiệm lần nghiên cứu thêm phương pháp giải cho2 dạng là: - Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối - Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối 2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH