Áp dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh các bài toán hóa học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI: ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI ĐỂ GIẢI NHANH CÁC BÀI TỐN HĨA HỌC Người thực hiện: Nguyễn Thị Hương Chức vụ: Giáo viên Đơn vị: Trường THPT Triệu Sơn SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Hóa học THANH HĨA NĂM 2019 MỤC LỤC Trang Mở đầu………………………………… 1.1 Lí chọn đề tài……………………………………………………… 1.2 Mục đích nghiên cứu………………………………………………… .1 1.3 Đối tượng nghiện cứu………………………………………………… 1.4.Phương pháp nghiên cứu…………………………………………… …………………… Nội dung………………………….… ……… 2.1 Cơ sở lí luận………………………………………………………… 2.2 Thực trạng vấn đề ……………………………………… ………… 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề……………………… 2.3.1 Các định luật vận dụng………………………………………………….3 a Định luật bảo toàn khối lượng …….3 b Định luật bảo toàn nguyên tố ……… c Định luật bảo toàn electron .3 d Định luật bảo tồn điện tích 2.3.2 Các hướng quy đổi giải tốn hóa học ………………… ….3 a Quy đổi 1: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất nguyên tử tương ứng………………………………………………………………………………3 b Quy đổi 2: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất hỗn hợp hai mộtchất………………………………………………………………………….4 c Quy đổi 3: Quy đổi tác nhân oxi hóa- khử…….……… ………………….4 2.3.3.Bài tập áp dụng 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường………………………………………………16 Kết luận kiến nghị 17 3.1 Kết luận 17 3.2 Kiến nghị .17 Tài liệu tham khảo MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Nâng cao chất lượng dạy học nói chung chất lượng dạy học Hóa học nói riêng nhiệm vụ quan trọng giáo viên Hóa học trường phổ thông Làm để em học sinh khơng “sợ hãi” trước tốn trắc nghiệm với nhiều chất tác dụng với nhau, nhiều phương trình phản ứng phức tạp thời gian dành cho câu trắc nghiệm trung bình khoảng 1,5 phút? Câu hỏi ln hữu đầu tơi Với vốn kiến thức có học sinh THPT, em đọc sách tự rút phương pháp để giải khó khăn Thêm vào sách giáo khoa sách tham khảo ví dụ minh họa cách chi tiết, rõ ràng để giúp học sinh làm tốn Chính thế, q trình giảng dạy, tìm tòi, nghiên cứu mạnh dạn viết sáng kiến kinh nghiệm: ‘‘Áp dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh tốn hóa học’’ Sáng kiến tài liệu tham khảo dễ hiểu, giúp em có nhìn đơn giản toán dạng đồng thời giải chúng cách nhanh hiệu Với tài liệu này, em hoàn tồn bình tĩnh “đối diện” với dạng tốn đề thi đại học, cao đẳng môn Hóa mà khơng bị yếu tố tâm lí thời gian khơng lúng túng, bối rối phương hướng làm Như vậy, việc trở thành bác sĩ, dược sĩ, kĩ sư,…trong tương lai điều mà em tự tin hướng tới 1.2 Mục đích nghiên cứu Qua nghiên cứu đề tài sáng kiến kinh nghiệm vận dụng vào ôn tập cho học sinh lớp 12, giúp em áp dụng thành thạo phương pháp quy đổi để giải nhanh tập mà phương pháp truyền thống giải lâu hiệu Việc làm có tác dụng nâng cao hiệu dạy thầy học trò giúp em đạt kết cao kì thi THPT Quốc gia 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Với đề tài sáng kiến kinh nghiệm vận dụng q trình giảng dạy mơn Hóa học lớp 12 trường THPT Triệu Sơn - Vận dụng vào nội dung cụ thể giải toán có nhiều thay đổi số oxi hóa 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tư liệu để xây dựng sở lí luận đề tài nghiên cứu - Khảo sát thực tiễn qua thông tin mạng qua thực trạng học mơn Hóa học trường THPT mà tơi dạy để có nhìn khái qt thực trạng dạy học mơn Hóa học phần giải tập hỗn hợp nhiều chất NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận Trong hóa học, dạng tập phản ứng oxi hóa khử phổ biến đa dạng, có nhiều đề thi tuyển sinh đại học năm trước, đề thi THPT quốc gia năm gần Với phương pháp thông thường phương pháp đại số, đặt ẩn, lập hệ gồm nhiều phương trình, thời gian khó khăn để học sinh tìm kết cho dạng tập Các em thường nghĩ đến dùng phương pháp bảo toàn electron để làm Tuy nhiên, phản ứng có thay đổi số oxi hóa giải theo phương pháp bảo toàn electron Với tập có nhiều chất tham gia phản ứng thay đổi số oxi hóa q nhiều học sinh cần biết cách đưa tập phức tạp dạng đơn giản Như vậy, em giải mà làm nhanh Để giúp cho giáo viên học sinh giải khó khăn trên, tơi xin trình bày sáng kiến phương pháp giải tốn Hóa rút ngắn thời gian, nâng cao tư có đáp án tốn nhanh nhất, xác cao Đây phương pháp nguyên tắc phương pháp là: biến đổi toán học tập Hóa nhằm đưa hỗn hợp phức tạp ban đầu dạng đơn giản hơn, qua làm cho phép tính trở nên dễ dàng, thuận tiện Phương pháp giúp học sinh thiết lập mối liên hệ dễ dàng, giải dạng tập gồm nhiều chất phản ứng kim loại hỗn hợp oxit sắt, đồng muối đồng, số tập hữu nhanh 2.2 Thực trạng vấn đề Qua thực tế giảng dạy, nhận thấy học sinh làm tập có hai chất phản ứng có thay đổi số oxi hóa Các em thường bế tắc giải tốn hóa học mà có nhiều chất thay đổi số oxi hóa Đa phần học sinh chưa xác định thay đổi số oxi hóa nguyên tố hợp chất chứa nhiều nguyên tố, em thường sợ giải tốn hóa học thuộc loại em khơng biết xác định Có số phương pháp sử dụng phương pháp trung bình hay bảo tồn electron cho làm học sinh hay bị nhầm lẫn cách xác định số oxi hóa Còn phương pháp quy đổi đưa hỗn hợp nhiều chất số lượng chất phản ứng học sinh dễ dàng xác định số oxi hóa thiết lập hệ phương trình đơn giản để giải Trong phạm vi đề tài xin trình bày:‘‘Áp dụng phương pháp quy đổi để giải nhanh tốn hóa học’’ 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Trên sở lí luận thực trạng vấn đề phân tích trên, thấy để giải vấn đề cần phải rèn luyện cho học sinh phương pháp giải toán hóa học cách đơn giản tư Vì tơi cần nghiên cứu mặt ưu, nhược phương pháp thật kĩ lưỡng, định luật bắt buộc học sinh phải nắm vững phương pháp quy đổi, cần soạn giải toán Hóa theo phương pháp theo nhiều hướng quy đổi khác để giáo viên học sinh áp dụng hiệu Cần ý tới lực học sinh tiếp thu phương pháp này, tiến hành thực nghiệm đánh giá kết học sinh sử dụng phương pháp quy đổi để giải tốn hóa gồm nhiều chất phản ứng phức tạp 2.3.1 Các định luật vận dụng a Định luật bảo toàn khối lượng: Nội dung: Khối lượng chất tham gia phản ứng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng Trong cần vận dụng hệ quả: Hệ 1: Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng, m s khối lượng chất sau phản ứng Dù phản ứng xảy với hiệu suất ta có: mT = mS Hệ 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo hợp chất ta có: Khối lượng chất = khối lượng cation+khối lượng anion Khối lượng cation anion ta coi khối lượng nguyên tử cấu tạo thành b Định luật bảo toàn nguyên tố: Nội dung định luật: Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng tổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng Nội dung định luật hiểu tổng số mol nguyên tố bảo toàn phản ứng c Định luật bảo toàn electron: Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho số mol electron mà chất oxi hóa nhận Khi vận dụng định luật bảo toàn electron vào dạng toán cần lưu ý: - Trong phản ứng hệ phản ứng cần quan tâm đến trạng thái đầu trạng thái cuối mà không cần quan tâm đến trạng thái trung gian - Nếu có nhiều chất oxi hóa chất khử số mol electron trao đổi tổng số mol tất chất nhường nhận electron d Định luật bảo toàn điện tích: Dung dịch ln trung hòa điện nên: Hay: 2.3.2 Các hướng quy đổi giải tốn hóa học a Quy đổi 1: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất nguyên tử tương ứng Khi gặp toán hỗn hợp nhiều chất chất gồm (hoặc 3) nguyên tố ta quy đổi thẳng hỗn hợp (hoặc 3) nguyên tử tương ứng Ví dụ 1: Hỗn hợp đầu gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 quy đổi nguyên tử Fe O Ví dụ 2: Hỗn hợp ban đầu gồm Cu, CuS, Cu 2S, S quy đổi nguyên tử Cu S Ví dụ 3: Hỗn hợp ban đầu gồm Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, Cu2S, S quy đổi Fe, Cu, S b Quy đổi 2: Quy đổi hỗn hợp nhiều chất hỗn hợp hai chất Ví dụ 1: Hỗn hợp đầu gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 quy đổi hai chất hỗn hợp đầu: (Fe, FeO), (Fe, Fe 3O4), (Fe, Fe2O3), (FeO, Fe3O4), (FeO, Fe2O3), (Fe3O4, Fe2O3) FexOy Kinh nghiệm: - Nếu hỗn hợp X dư kim loại quy X về: Fe, Fe2O3 (Fe3+ (trong Fe2O3) khơng bị khử - giảm phương trình) - Nếu hỗn hợp X dư axit quy X Fe, FeO (Fe 3+(trong FeO) khơng bị oxi hóa - giảm phương trình) Ví dụ 2: Hỗn hợp Y ban đầu gồm Cu, CuS, Cu2S, S quy đổi về: (Cu,CuS), (Cu, Cu2S), c Quy đổi 3: Quy đổi tác nhân oxi hóa- khử Bài tốn xảy nhiều giai đoạn oxi hóa khác chất oxi hóa khác nhau, quy đổi vai trò chất oxi hóa cho chất oxi hóa kia, phải đảm bảo : - Số electron nhường nhận không đổi - Do thay đổi tác nhân oxi hóa nên cần thay đổi sản phẩm cho phù hợp Ví dụ: Fe ] [O → hỗn hợp X (Fe, FeO, [O] Fe3O4, Fe2O3) HNO 3 → Fe3+, NO (sản phẩm sau:Fe2O3) * Các bước giải: - Sơ đồ hóa tốn - Quyết định hướng quy đổi - Lập phương trình (hệ phương trình) dựa vào kiện tốn → tìm đáp số * Lưu ý: - Phương pháp đặc biệt phát huy tác dụng toán hỗn hợp sắt oxit, hỗn hợp hợp chất sắt, đồng, - Hướng quy đổi cho lời giải nhanh hay áp dụng - Hướng quy đổi tính xác cao gặp sai lầm - Hướng quy đổi khó sử dụng - Trong trình làm thường kết hợp với phương pháp khác: Bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, - Các giá trị giả định sau quy đổi, giải nhận giá trị âm (bài tập 2) 2.3.3.Bài tập áp dụng Bài 1: Nung m gam bột sắt oxi, thu 3,0 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa tan hết hỗn hợp X dung dịch HNO3 dư, 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử nhất) Giá trị m là: (Đại học khối B năm 2007) A 2,52 B 2,22 C 2,32 D 2,62 Giải: Nhận xét: Bài tốn giải theo nhiều phương pháp khác Trong đề tài tơi xin trình bày giải theo phương pháp quy đổi theo hướng Bài tốn đơn giản hóa giải nhanh Sơ đồ hóa tốn: Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 +[ O ] Fe  → X Khí NO (0,56l, đktc) nNO=0,025 mol +dd HNO3 Dung dịch Fe3+ mFe = ? gam 3,0gam Cách 1: Quy đổi Nhận xét: Nhìn vào sơ đồ tốn ta thấy hỗn hợp X gồm chất rắn chất hỗn hợp X gồm nguyên tố Fe O cấu tạo thành chất nên ta quy đổi hỗn hợp X thẳng hai nguyên tố Fe O Quy đổi hỗn hợp X thành Fe: x mol O: y mol +2 NO : 0, 025mol Fe +[ O ] Dd HNO3 Fe  → O Fe3+: x mol O2- : y mol X mFe = ? gam 3,0gam Ta có phương trình: mX = 56x + 16y = 3,0 (1) Các trình nhường nhận electron: +3 Fe → Fe + 3e x -2 O + 2e → O 3x y 2y +5 +2 N + 3e → N 0,075 0,025 Đối với học sinh khá, giỏi em không cần xác định bước mà đưa phương trình (2) Theo bảo tồn electron: 3x+2y=0,075 (2) Từ (1) (2) ⇒ x = 0,045 mol y =0,03 mol ; X gồm Fe: 0,045 mol O: 0,03 mol ⇒ ⇒ mFe =56 x 0,045 = 2,52 gam A Phân tích: Khi quy đổi nguyên tử tương ứng học sinh dễ nhận thấy số oxi hóa thay đổi hai nguyên tố Fe O Học sinh đưa phương trình bảo tồn electron Đa số có q trình oxi hóa khử áp dụng bảo tồn electron làm nhanh Tuy nhiên, nhiều học sinh khơng xác định số oxi hóa chất loạt chất phản ứng với Tốt học sinh nên quy đổi số chất em nhận thay đổi số oxi hóa cách rõ ràng, giúp việc thiết lập hệ phương trình nhanh tìm kết xác Cách 2: Quy đổi Nhận xét: Trong cách quy đổi này, thay giữ nguyên hỗn hợp chất ban đầu ta chuyển thành hỗn hợp với số chất nguyên tố đó, thường hỗn hợp hai chất * Quy đổi hỗn hợp X thành Fe: x mol Fe2O3: y mol Ta có: mX = 56x + 160y = 3,0 (3) Các trình nhường nhận electron: +3 +2 +5 Fe → Fe + 3e N + 3e → N x 3x 0,075 0,025 Theo bảo toàn electron: 3x = 0,075 (4) Từ (3) (4) ⇒ x = 0,025 mol y =0,01 mol Fe: 0,025 mol ; X gồm Fe2O3: 0,01 mol Theo bảo toàn nguyên tố Fe: ∑n Fe =nFe + 2nFe2O3 = 0,045mol ⇒ mFe = 56.0,045 = 2,52 gam ⇒ A Hoặc: Quy đổi hỗn hợp X thành Fe: x mol FeO: y mol Ta có: mX = 56x + 72y = 3,0 (5) Các trình nhường nhận electron: +3 Fe → Fe + 3e +2 +3 Fe → Fe +1e +5 +2 N + 3e → N x 3x y 1y 0,075 0,025 Theo bảo toàn electron: 3x+y = 0,075 (6) Từ (5) (6) ⇒ x = 0,015 mol ; X gồm y =0,03 mol Fe: 0,015 mol FeO: 0,03 mol Theo bảo toàn nguyên tố Fe: ∑ nFe =nFe + nFeO = 0,045mol ⇒ m = 56.0,045 = 2,52 gam ⇒ A Nhận xét: Trong trường hợp ta quy đổi hỗn hợp X ban đầu hỗn hợp đơn giản sau (FeO Fe2O3; Fe3O4 Fe2O3; Fe Fe3O4; FeO Fe3O4) chí chất Fe xOy Tuy nhiên, học sinh nên quy đổi hai chất mà có số oxi hóa trước sau phản ứng số nguyên để thấy số electron nhường nhận từ đưa phương trình bảo tồn electron nhanh hai cách trình bày Cách 3: Quy đổi Nhận xét: Bài toán trải qua hai giai đoạn oxi hóa khác hai chất oxi hóa khác nhau, ta quy đổi vai trò oxi hóa chất cho chất để toán trở nên đơn giản Sơ đồ hóa tốn: [ ] Fe  → Fe FeO Fe2O3 Fe3O4 +O X Dd HNO3 Khí NO (0,025mol) Dung dịch Fe3+ m gam 3,0gam [ O] Thay vai trò oxi hóa ,ta có: Fe HNO3 [ O] [ O] FeO Fe2O3 Fe3O4 Fe Fe2O3 (**) (*) m gam 3,0gam +5 Ở ta thay vai trò nhận e +5 +2 N O: −2 N + 3e → N ⇔ O + 2e → O 0,075 0,025 +5 Theo nguyên tắc quy đổi, số e mà N nhận O nhận phải nhau: ⇒ 2nO(**) = 0,075 ⇒ nO(**) = 0,0375 mol mFe O = m X + mO (**) = 3, + 16.0, 0375 = 3, gam Theo bảo toàn khối lượng: Theo bảo toàn nguyên tố Fe: nFe = ⇒ mFe = 56 x 0,045 = 2,52 gam nFe2O3 ⇒ = x3, = 0, 045mol 160 A Bài 2: Hòa tan hoàn toàn 30,4 gam chất rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S S HNO3 dư, thoát 20,16 lít khí NO (đktc) dung dịch Y Thêm Ba(OH) dư vào Y thu m gam kết tủa Giá trị m là: A 110,95 B 115,85 C 104,20 D 81,55 Giải: Nhận xét: Đối với giữ nguyên hỗn hợp X học sinh khó viết phương trình bảo tồn electron Vì vây, học sinh nên sử dụng phương pháp quy đổi để giải tốn đơn giản Cách 1: Quy đổi Cu: x mol Quy đổi hỗn hợp X thành S: y mol Ta có: mX= 64x + 32y = 30,4 (1) Sơ đồ hóa tốn: +2 + H N O3 Cu (20,16 lít,đktc) dư X Khí +5 S NO +2 Cu (OH )2 Dung dịch Y Cu2+ SO42- 30,4 gam +6 Ba S O4 m gam Các trình nhường nhận electron: +2 +6 Cu → Cu + 2e S → S +6e x y 2x 6y +2 +5 N + 3e → N 2,7 0,9 Theo bảo toàn electron: 2x+ 6y = 2,7 (2) Từ (1) (2) ⇒ x = 0,3 mol y =0,35 mol ; X gồm Cu: 0,3 mol 10 S: 0,35 mol Theo bảo toàn nguyên tố Cu S: nCu ( OH )2 = nCu = 0, 3mol nBaSO4 = nS = 0, 35mol ⇒ m = 98.0,3 + 233.0,35 = 110,95 gam ⇒ A Cách 2: Quy đổi Giải: Cu: x mol Quy đổi hỗn hợp X thành CuS: y mol Ta có: mX= 64x + 96y = 30,4 (3) Sơ đồ hóa tốn: +2 Cu +5 X Khí H NO3 Cu S + dư NO (20,16 lít, đktc) Cu2+ 30,4 gam Dung dịch Y SO42- +2 Cu (OH ) +6 Ba S O4 m gam Các trình nhường nhận electron: +2 +2 Cu → Cu + 2e x +6 2x y +2 +5 CuS → Cu + S +8e N + 3e → N 8y 2,7 0,9 Theo bảo toàn electron: 2x+ 8y = 2,7 (4) Từ (3) (4) ⇒ x = - 0,05 mol Cu: - 0,05mol ; X gồm y =0,35 mol CuS: 0,35 mol 11 Theo bảo toàn nguyên tố Cu S: nCu (OH )2 = ∑ nCu = nCu + nCuS = −0,05 + 0,35 = 0,3mol nBaSO4 = nS = nCuS = 0, 35mol ⇒ m = 98.0,3 + 233.0,35 = 110,95 gam ⇒ A Nhận xét: Chúng ta quy đổi hỗn hợp X thành (Cu CuS) (CuS Cu2S) thu kết Sử dụng phương pháp giúp học sinh rèn luyện tư giải toán nhanh, xác khoa học Bài 3: Hỗn hợp X có tỉ khối so với H 21,2 gồm propan, propen propin Khi đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X, tổng khối lượng CO2 H2O : A 20,40gam B 18,96gam C 16,80gam D 18,60gam Giải: Hỗn hợp X trải qua giai đoạn phản ứng nên giải theo cách quy đổi Cách 1: Quy đổi C: 0.3 mol ⇒ Quy đổi hỗn hợp X thành nH = 4,24 - 0.3 x 12 = 0.64 mol H: y mol Sơ đồ đốt cháy: { C H o + O2 ,t  → { CO2 H 2O Tổng khối lượng CO2 H2O thu là: m = 44 x 0,3 + 18 x 0,32 = 18,96 gam Cách : Quy đổi Quy đổi hỗn hợp thành ⇒{ ⇒ B C3H8: x mol C3H4: y mol x + y = 0,1 44 x + 40 y = 4,24 ⇒{ x = 0,06 y = 0,04 12 ⇒ Sơ đồ đốt cháy: { C3 H8 C3 H o + O2 ,t  → { CO2 H 2O Tổng khối lượng CO2 H2O thu là: m = 44 x(0,06x3+0,04x3) + 18 x(0,06x4+0,04x2)=18,96 gam ⇒ B Nhận xét: Học sinh quy đổi hỗn hợp X thành ( C3H8 C3H6) (C3H6 C3H4) để giải Bài 4: Nung m gam bột Cu oxi thu 24,8 gam hỗn hợp chất rắn X gồm Cu, CuO Cu2O Hòa tan hồn tồn X H2SO4 đặc nóng 4,48 lít khí SO2 (đktc) Giá trị m là: A 9,6 B 14,72 C 21,12 D 22,4 Giải: Cách 1: Quy đổi Cu: x mol Quy đổi hỗn hợp X thành O: y mol Ta có: mX= 64x + 16y = 24,8 (1) +4 Khí +6 + H S O4 { } đặc (0,2 mol) Cu2+ Cu +[ O ] Cu  → S O2 O X m gam Dung dịch O2- 24,8 gam Các trình nhường nhận electron: +2 Cu → Cu + 2e -2 O + 2e → O +6 +4 S + 2e → S x 2x y 2y 0,4 Theo bảo toàn electron: x - y = 0,2 (2) 0,2 13 ⇒ { xy==0,35 0,15 Từ (1) (2) ⇒ mCu = 64 x 0,35 = 22,4 gam X gồm { Cu:0,35 mol O:0,15 mol ⇒ D Cách 2: Quy đổi Quy đổi hỗn hợp X thành Cu: x mol Sơ đồ hóa tốn: CuO: y mol +4 { } Khí [ ] Cu  → Cu +O X S O2 (0,2 mol) CuO Dung dịch Cu2+ m gam 24,8 gam Ta có: mX= 64x+80y=24,8 (3) Các q trình oxi hóa nhường nhận electron: +2 +6 Cu → Cu + 2e +4 S + 2e → S x 2x 0,4 0,2 Theo định luật bảo toàn electron: 2x = 0,4 Từ (3) (4) ⇒ x =0,2 y = 0,15 x=0,2 (4) Cu: 0,2 mol ; X gồm CuO: 0,15 mol Theo bảo toàn nguyên tố Cu: ∑ nCu =nCu + nCuO = 0, + 0,15 = 0,35mol ⇒ m = 64.0,35 = 22, gam ⇒ D Cách 3: Quy đổi Sơ đồ hóa tốn: Cu CuO Cu2O mol) [ ] Cu  → +O Dd H2SO4 đặc Khí SO2 (0,2 X 14 Dung dịch Cu2+ m gam 24,8 gam Thay vai trò oxi hóa H2SO4 [O]: +[O] Cu X (*) m gam Cu CuO Cu2O +[O] CuO (**) 24,8gam +6 Ở ta thay vai trò nhận electron +6 +4 S O: −2 S + 2e → S ⇔ O + 2e → O 0,4 0,2 Theo nguyên tắc quy đổi: nO(**)= 0,2 mol Theo bảo toàn khối lượng: mCuO = mX + mO(**) = 24,8 + 16 x 0,2 = 28 gam ⇒m= 28 x64 = 22, 80 gam ⇒ D Nhận xét chung phương pháp quy đổi: Một tốn Hóa quy đổi theo nhiều cách khác Nhưng dù quy đổi theo cách cần bảo tồn số oxi hóa bảo tồn ngun tố Để lập phương trình bảo tồn lectron xác số chất phản ứng phải dễ xác định Tóm lại, giải toán theo phương pháp quy đổi ta thấy toán trở nên thuận tiện, dễ giải nên nhiều học sinh làm Tuy nhiên, phương án quy đổi tốt nhất, có tính khái qt cao quy đổi thẳng nguyên tử tương ứng Đây phương án cho lời giải nhanh, gọn, dễ hiểu, biểu thị chất hóa học Bài 5: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 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 là: A.38,72 B 37,82 C 26,62 D 26,60 Giải: Quy đổi hỗn hợp đầu hai nguyên tố Fe O: Sơ đồ hóa tốn: Fe O Fe: x mol O: y mol +2 NO Khí (1,344 lít) nNO = 0,06 mol 15 +5 ddH N O3 Dd Fe3+: x mol O2- 11,36 gam Ta có phương trình: 56x + 16y = 11,36 (1) Các trình nhường nhận electron: +3 -2 Fe → Fe + 3e O + 2e → O x y 2y 3x +2 +5 N + 3e → N 0,18 0,06 Đối với học sinh giỏi em không cần xác định bước mà đưa phương trình (2) Theo bảo tồn electron: 3x - 2y = 0,18 (2) Từ (1) (2) ⇒ { 56 x +16 y =11,36 x − y = 0,18 ⇒{ x = 0,16 mol y = 0,15 mol Theo bảo toàn nguyên tố: ⇒ nFe3+ = nFe = 0,16mol mFe ( NO3 )3 = 0,16 x 242 = 38, 72 gam ⇒ A Bài 6: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl (dư) Sau phản ứng xảy hồn tồn, dung dịch Y; cạn Y thu 7,62 gam FeCl2 m gam FeCl3 Giá trị m là: A 9,75 B 8,75 C 7,80 D 6.50 Giải: Quy đổi hỗn hợp gồm FeO Fe2O3 Fe3O4 thành hỗn hợp đơn giản gồm Fe: x mol O : y mol Sơ đồ hóa toán: 16 Fe: x mol O : y mol 9,12 gam 7,62 gam Fe2+ (nFe2+ = 0,06 mol) Dd HCl dư Fe3+: m gam O2- Ta có: 56x + 16y = 9,12 (1) Tính m? Các q trình nhường nhận eletron: +2 Fe → Fe + 2e 0,06 0,12 +3 Fe → Fe +3e (x-0,06) -2 O + 2e → O 3(x-0,06) y 2y Theo bảo toàn electron: 0,12 + 3(x - 0,06) = 2y (2) Từ (1) (2) ta có: { 56 x +16 y =9,12 x − y = 0,06 ⇒{ x = 0,12 y = 0,15 ⇒ { nFe = 0,12 mol nO = 0,15 mol ⇒ nFeCl3 = x − 0, 06 = 0,12 − 0, 06 = 0, 06 mol ⇒ mFeCl3 = 0, 06 x162,5 = 9, 75 gam ⇒ A Bài 7: Hòa tan hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCl 2, FeCl3 axit H2SO4 đặc nóng, 4,48 lít khí SO ( sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch Y Thêm NH3 dư vào dung dịch Y thu 32,1 gam kết tủa Giá trị m là: A 16,8 B 17,75 C 25,675 D 34,55 Giải: Fe: x mol Cl: y mol Quy đổi hỗn hợp X hỗn hợp gồm nguyên tố Sơ đồ hóa tốn: Fe: x mol +H2SO4 Cl: y mol Khí SO2 4,48l dd Y Fe2SO4 FeSO4 +NH3 Fe(OH)3 : 32,1 g (NH4)2SO4 Ta có: 56x +35,5y = m Theo bảo toàn electron: 3x - y = 0,4 (1) 17 x = nFe = 2nFe+3 = nFe ( OH )3 = Bảo toàn nguyên tố Fe: ⇒ Thế (2) vào (1) ta được: x 0,3 - y = 0,4 Vậy: m = 56 x 0,3 + 35,5 x 0,5 = 34,55 gam 32,1 = 0,3 107 (2) y = 0,5 ⇒ D Bài 8: Hỗn hợp X có tỉ khối so H2 27,8 gồm butan, metylxiclopropan, but- 2en, etylaxetylen đivinyl Khi đốt cháy hoàn toàn 0,15 mol X, tổng khối lượng CO2 H2O thu : A.39,9 B 37,02 C 34,5 D 36,66 Giải: C: 0,6mol ⇒ nH= 8,34 - 0,6x12=1,14 mol H: y mol Quy đổi hỗn hợp X thành { C H + O2 ,t o → { CO2 H 2O Sơ đồ đốt cháy: Tổng khối lượng CO2 H2O thu là: m = 0,6x 44 + 0,57 x 18 = 36,66 gam ⇒ D Bài 9: Nung x mol Fe 0,15 mol Cu khơng khí thời gian thu 63,2 gam hỗn hợp chất rắn Hòa tan hồn tồn hỗn hợp chất rắn H2SO4 đặc nóng,dư thu dung dịch Y 6,72 lít khí SO2(đktc) Giá trị x là: A 0,4 B 0,5 C 0,6 D 0,7 Giải: Xem hỗn hợp chất rắn hỗn hợp x mol Fe, 0,15 mol Cu y mol O Ta có: mHH=56x + 64.0,15 +16y=63,2 56x+16y=53,6 (1) Mặt khác trình cho nhận electron sau: +3 +2 Fe− 3e → Fe Cu − 2e → Cu x → 3x 0,15 → 0,3 −2 O + 2e → O y → 2y +6 +4 S + 2e → S 0,6 ¬ 0,3 Áp dụng định luật bảo tồn electron ta 18 n e = 3x + 0,3 = 0,6 + 2y, => 3x − 2y = 0,3 (2) Giải (1) (2) => x=0,7 mol, y=0,9 mol ⇒ D Bài 10: Dung dịch X có chứa ion: Mg2+, Ba2+, Ca2+, 0,1 mol Cl − 0,2 mol − NO Thêm dần V lít dung dịch K 2CO3 M vào X đến lượng kết tủa lớn giá trị V tối thiểu cần dùng là: Giải: 2+ Quy đổi hỗn hợp cation thành M Áp dụng bảo toàn điện tích: ncation x = 0,1 x1 + 0,2 x =0,3 (mol) 2− CO 2+ ⇒ ncation = 0,15 (mol) → MCO3 ↓ M + nK2CO3 = nCO2− = ncation = 0,15(mol ) ⇒ VK2CO3 = 0,15l = 150ml ⇒ ⇒ A 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Giải tập theo phương pháp quy đổi không dành riêng cho học sinh khối lớp 12 mà dùng làm phương pháp giải toán hữu hiệu cho học sinh khối lớp 10, 11 Đặc biệt phương pháp giải tập Hóa mang tính thơng minh, sáng tạo giúp cho học sinh có cách học tư hiệu Phương pháp giải toán Hóa gồm nhiều chất phản ứng phức tạp theo phương pháp quy đổi mà tơi tìm hiểu thực nghiệm nhằm chứng minh tính khả thi, tính hiệu phương pháp việc nâng cao chất lượng giảng dạy cho giáo viên học sinh toàn trường Trong năm học 2018-2019 áp dụng đề tài cho lớp 12B3 lớp 12B4 khơng sử dụng Tôi cho hai lớp làm kiểm tra trắc nghiệm 45 phút với đề Kết thu sau: Lớp 12B4 12B3 Sĩ số 42 40 Từ 8-10 điểm 10 Từ 6-7 điểm 13 20 điểm 10 Từ 3-4 điểm 12 Từ 1-2 điểm 19 Từ kết cho thấy: Với trình độ học sinh hai lớp tương đương nhau, lớp hướng dẫn giải tập phương pháp quy đổi em giải dạng tập nhanh xác + Với thân qua lần nghiên cứu giúp nâng cao thêm chuyên môn + Đây tài liệu thật bổ ích khơng cho học sinh, mà cho đồng nghiệp KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Qua trình nghiên cứu đề tài này, thấy phương pháp dễ hiểu phù hợp với đối tượng học sinh Đồng thời chuyên đề rèn luyện cho học sinh tính tư kỹ giải tập hóa học Đặc biệt đáp ứng giải phần khó khăn, vướng mắc học sinh trình giải số đề thi THPT Quốc gia Đề tài đóng góp tích cực cho việc học tập giảng dạy việc luyện tập phân dạng tập Do đó, giáo viên cần truyền tới học sinh phương pháp để em tích lũy thêm cho thân phương pháp giải tốn Hóa nhanh Bắt đầu từ lớp 11 đến lớp 12 dạy em phương pháp để nâng cao lực tư duy, giúp em nâng cao kiến thức, tạo say mê học tập có vốn kiến thức để thi đỗ vào trường đại học cao đẳng Trên số kinh nghiệm thân rút trình giảng dạy, tìm tòi, nghiên cứu học hỏi từ bạn bè, đồng nghiệp, thầy có nhiều kinh nghiệm 3.2 Kiến nghị Với sở giáo dục: Cần có biện pháp thúc đẩy đưa sáng kiến kinh nghiệm hay vào áp dụng rộng rãi trường THPT Với nhà trường: Cần đưa sáng kiến kinh nghiệm hay giáo viên tỉnh vào thư viện nhà trường, để thầy học sinh có điều kiện tiếp cận nguồn tài liệu phục v2020ụ cho trình dạy học Mặc dù cố gắng đề tài khơng tránh khỏi thiếu sót hạn chế Tơi mong nhận đóng góp ý kiến hội đồng khoa học – giáo dục cấp, quý đồng nghiệp để đề tài hồn chỉnh hơn, góp phần vào phát triển nghiệp giáo dục nhà trường nói riêng đất nước nói chung Tơi xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 28 tháng năm 2019 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác 20 Nguyễn Thị Hương 21 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Đỗ Xuân Hưng Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm hóa vơ (Phương pháp quy đổi) Nxb Đại học Quốc gia Hà Nội 2012 [2] Phạm Ngọc Bằng - Vũ Khắc Ngọc - Hoàng Thị Bắc - Từ Sỹ Chương Lê Thị Mỹ Trang - Hoàng Thị Hương Giang - Võ Thị Thu Cúc - Lê Phạm Thành - Khiếu Thi Hương Chi 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn Hóa học - NXB Đại học sư phạm 2009 [3] Phạm Đức Bình - Lê Thị Tam - Nguyễn Hùng Phương Hướng dẫn giải đề thi tuyển sinh đại học hóa vơ theo 16 chủ đề - NXB Quốc gia TP.Hồ Chí Minh [4] Quan Hán Thành 270 tốn Hóa nâng cao chon lọc - NXBGD 2005 Phân loại phương pháp giải tốn vơ - NXB trẻ 2000 [5] Hướng dẫn giải đề thi tuyển sinh đại học mơn Hóa khối A, B từ năm 2007 đến 2014 mạng internet DANH MỤC SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Nguyễn Thị Hương Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên – Trường THPT Triệu Sơn T TT Tên đề tài SKKN Hướng dẫn học sinh cách gọi tên số hợp chất hữu Một số phương pháp giải tập lập công thức phân tử cho học sinh trung học phổ thông Phương pháp nhận biết hợp chất hữu Cấp đánh giá xếp loại (Ngành GD cấp huyện/tỉnh; Tỉnh ) Kết đánh giá xếp loại (A, B, C) Năm học đánh giá xếp loại Tỉnh C 2010-2011 Tỉnh C 20122013 Tỉnh C 20152016 - ... phương pháp quy đổi để giải nhanh toán hóa học ’ 2.3 Các giải pháp sử dụng để giải vấn đề Trên sở lí luận thực trạng vấn đề phân tích trên, tơi thấy để giải vấn đề cần phải rèn luyện cho học sinh phương. .. phương pháp theo nhiều hướng quy đổi khác để giáo viên học sinh áp dụng hiệu Cần ý tới lực học sinh tiếp thu phương pháp này, tiến hành thực nghiệm đánh giá kết học sinh sử dụng phương pháp quy. .. vận dụng vào ôn tập cho học sinh lớp 12, giúp em áp dụng thành thạo phương pháp quy đổi để giải nhanh tập mà phương pháp truyền thống giải lâu hiệu Việc làm có tác dụng nâng cao hiệu dạy thầy học