MỞ RỘNG BÀI tập PHẢN ỨNG OXI HÓA KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT điện LI

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Trong dạy học hóa học, phần nội dung kiến thức vô quan trọng Nó sở, tiền đề để tiếp thu, để phát triển nội dung kiến thức khác Để nâng cao chất lượng dạy học phát triển lực nhận thức cho học sinh ta có nhiều biện pháp, phương pháp khác Trong đó, giải tập hóa học với tư cách phương pháp dạy học có tác dụng rất tích cực đến việc giáo dục, rèn luyện phát triển học sinh, cũng thước đo thực chất sự nắm vững kiến thức kỹ hóa học của học sinh Trong chương trình hóa học phổ thông dung lượng kiến thức phản ứng oxi hóa - khử tương đối lớn, phạm vi sử dụng rộng, xuyên suốt cả trình hóa học phổ thông Khái niệm phản ứng oxi hóa - khử được củng cố, hoàn thiện phát triển qua từng lớp học Ở lớp 10 chúng ta nghiên cứu phản ứng oxi hóa khử sở lý thuyết chủ đạo cấu tạo nguyên tử, liên kết hóa học cân bằng, phân loại phản ứng oxi hóa – khử, tập bảo toàn electron Đến lớp 11 khái niệm phản ứng oxi hóa khử được củng cố mở rộng dung dịch chất điện li qua nghiên cứu nhóm nguyên tố VA, IVA Đến lớp 12 khái niệm phản ứng oxi hóa - khử được phát triển mở rộng phần pin điện hóa phản ứng điện phân, nhóm nguyên tố nhôm, sắt, crom, đồng Là giáo viên tham gia giảng dạy môn hóa học trường trung học phổ thông, nhận thấy cần có hệ thống tập cụ thể, đầy đủ, với độ chính xác cao, nhằm mục đích củng cớ, phát triển hồn thiện nội dung kiến thức phần phản ứng oxi hóa - khử cho học sinh nhằm phục vụ tốt nhất cho kì thi THPTQG Vì thế, lựa chọn triển khai đề tài sáng kiến kinh nghiệm: “MỞ RỘNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI” 1.2 Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu, xây dựng, tuyển chọn sử dụng tập phản ứng oxi hóa khử xảy dung dịch chất điện li - Trang bị cho học sinh hệ thống tập nhằm củng cố phát triển kiến thức cho học sinh phản ứng oxi hóa - khử dung dịch chất điện li - Nâng cao chất lượng dạy học môn hóa học trường THPT 1.3 Đối tượng nghiên cứu + Đối tượng nghiên cứu: Bài tập oxi hóa - khử dung dịch chất điện li + Khách thể nghiên cứu: Những học sinh lớp 11A1, 12A1 Trường PT Nguyễn Mộng Tuân năm học 2018 -2019 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tư liệu sản phẩm hoạt động sư phạm - Phương pháp quan sát thực tế: quan sát cách cân phản ứng oxi hóa khử, cách giải tập bảo toàn electron, tập phản ứng oxi hoá - khử dung dịch điện li của học sinh - Phương pháp hỏi đáp: trao đổi trực tiếp với giáo viên, học sinh vấn đề liên quan đến nội dung đề tài 1.5 Những điểm sáng kiến kinh nghiệm - Sử dụng tập hóa học để củng cố phát triển khái niệm phản ứng oxi hóa - khử dung dịch chất điện li - Trích dẫn được nhiều tập chuyên sâu phản ứng oxi hóa – khử dung dịch chất điện li có đề thi THPTQG năm gần - Tôi phân thành từng dạng từ dễ đến khó Ở tập có hướng dẫn học sinh phân tích đề cách vận dụng lí thuyết cho từng dạng đó Sau giải xong từng dạng tập đưa số tập có đáp án không có đáp án để học sinh có thể tự giải, tự rèn luyện kĩ tư cũng sáng tạo của em 2 NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN Trong số môn học tự nhiên thì Hóa Học môn khoa học nghiên cứu chất, sự biến đổi chất ứng dụng của nó đời sống sản xuất Nhưng đối với học sinh THPT, lượng kiến thức lại rất nhiều, đặc biệt việc vận dụng kiến thức vào giải tập đề thi THPTQG gặp nhiều khó khăn - Bài tập hóa học vấn đề lí thuyết, thực tiễn thuộc ngành khoa học hóa học được mô hình hóa kiện của dạng tập nhận thức đặt cho học sinh dưới dạng câu hỏi, toán tìm lời giải đáp họ se tiếp thu được kiến thức kĩ hóa học - Như vậy, tập lời giải nguồn tri thức mới đối với học sinh Để giải tập, học sinh cần tìm kiếm tri thức học, nguồn thông tin bổ sung, sử dụng cách thức tư sáng tạo phương pháp nhận thức khoa học - Bài tập hóa học tạo điều kiện phát triển tư học sinh, giải tập đòi hỏi học sinh phải suy lí, qui nạp, diễn dịch, loại suy Khi kết hợp tập hóa học với hoạt động tự lực sách giáo khoa tài liệu tham khảo, thì tập hóa học có vai trò kích thích, định hướng nhận thức việc nghiên cứu để tìm tòi, giải vấn đề đặt - Kiến thức lí thuyết tập phần phản ứng oxi hóa – khử nội dung kiến thức vô quan trọng, xuyên suốt cả trình môn hóa học THPT Đặc biệt tập phản ứng oxi hóa – khử chương điện li - Trong tất cả đề thi THPTQG của năm gần có tập dạng lí thuyết cũng tập mức độ thông hiểu hay vận dụng thấp, vận dụng cao thuộc nội dung kiến thức phản ứng oxi hóa – khử, học sinh thì thường bị vướng mắc kĩ mức độ nắm bắt kiến thức chưa vững - Tôi lựa chọn triển khai đề tài sáng kiến kinh nghiệm “MỞ RỘNG BÀI TẬP PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ TRONG DUNG DỊCH CHẤT ĐIỆN LI” với mong muốn em học sinh của mình nắm vững kiến thức phương pháp giải toán phản ứng oxi hóa - khử dung dịch điện li Từ đó giúp em tạo hứng thú học tập môn hóa học nâng cao chất lượng học tập Nhằm giúp em đạt kết quả cao nhất kì thi THPTQG 2.2 THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN ĐỀ TÀI Thuận lợi - Bản thân giáo viên có nhiều năm kinh nghiệm giảng dạy chương trình hoá học cấp THPT - Học sinh nhiệt tình học tập hố học Khó khăn - Kiến thức hoá học lớp dưới học sinh chưa chắc chắn đặc biệt kiến thức phản ứng oxi hóa – khử - Học sinh chưa vận dụng thành thạo tập phản ứng oxi hoá khử nhất tập mức độ vận dụng vận dụng cao đề thi THPTQG - Phần lớn học sinh chưa làm được tập bảo toàn electron, bảo toàn điện tích 2.3 GIẢI PHÁP THỰC HIỆN 2.3.1 Nêu kiến thức cần nắm chương phản ứng oxi hóakhử 2.3.1.1 Các khái niệm phản ứng oxi hóa- khử Định nghĩa * Phản ứng oxi hóa - khử phản ứng đó có sự trao đổi electron nguyên tử của chất tham gia phản ứng đó làm biến đổi số oxi hóa của chúng * Qui tắc tính số oxi hóa + Số oxi hóa của nguyên tố đơn chất + Tổng số oxi hóa của nguyên tử phân tử + Trong hợp chất số oxi hóa của nguyên tử H thường +1 (trừ hidrua kim loại),của nguyên tử oxi thường -2 (trừ OF 2, peroxit) Của kim loại điện tích của ion đơn nguyên tử của kim loại đó + Tổng số oxi hóa của nguyên tử ion điện tích của ion đó Dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tử phản ứng oxi hóa – khử mà ta xác định được sự cho, nhận electron 2.3.1.2 Các phương pháp lập phương trình hóa học phản ứng oxi hóa - khử Thơng thường ta sử dụng chủ yếu hai phương pháp đó là: Phương pháp thăng electron phương pháp thăng ion - electron * Phương pháp thăng bằng electron Phương pháp dựa nguyên tắc: Tổng sô electron chất khử nhường phải đúng tổng số electron mà chất oxi hóa nhận ( ne cho = n e nhận) Ví dụ: Lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa - khử theo sơ đồ sau: FeO + HNO3  → Fe(NO3)3 + NO + H2O Bước 1: Xác định số oxi hóa của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi +2 +5 +3 +2 Fe O + H NO3  → Fe(NO3 ) + N O + H 2O Bước 2: Viết trình oxi hóa, trình khử cân trình Fe 2+  → N+5 +3e Fe3+ + 1e (1)  → N+2 (2) trình oxi hóa trình khử Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho: ne cho = n e nhận Hệ số của (1) 3; Hệ số của (2) Bước 4: Đặt hệ số vừa chọn vào công thức hóa học tương ứng, hoàn thành phương trình hóa học 3FeO + 10HNO3  → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Nhận xét: Phương pháp thăng electron không nhữngthiết lập được mọi phương trình hóa học mà chỉ được chất oxi hóa, chất khử, sự oxi hóa, sự khử Từ phương pháp thăng electron ta ứng dụng giải tập có nhiều phản ứng oxi hóa - khử sở sự bảo toàn electron Tuy nhiên phương pháp thăng electron không phân tích rõ bản chất của phản ứng oxi hóa- khử dung dịch chất điện li * Phương pháp thăng bằng ion - electron Phương pháp cũng dựa nguyên tắc: Tổng số e chất khử nhường = Tổng số e chất oxi hóa nhận Ví dụ: Lập phương trình phản ứng hóa học của phản ứng oxi hóa - khử NO2− + MnO4− + H +  → NO3− + Mn + + Bước 1: Xác định số oxi hóa của nguyên tố có số oxi hóa thay đổi +3 − +7 − +5 + NO + Mn O + H  → NO−3 + Mn 2+ Bước 2: Viết trình oxi hóa, trình khử cân trình theo nguyên tắc + Viết đúng dạng tồn tại dung dịch của chất oxi hóa, chất khử, sản phẩm bị khử bị oxi hóa + Xét đến sự tham gia của chất tạo môi trường cách: thêm vào phương trình khử phương trình oxi hóa sau: Thêm vào vế dư oxi Môi trường axit sinh axit H+ Môi trường bazo sinh bazo H2O Bước 3: Tìm hệ số thích hợp cho: ne cho = n e nhận sau Thêm vào vế Thiếu oxi H2O OHđó cộng trình oxi hóa trình khử vào phương trình ion của phản ứng cho +5 NO 2− + H O  → N O3_ + 2e + 2H + +7 MnO4− + 8H + + 5e  → Mn 2+ + 4H O 5NO2− + 2MnO 4− + 6H +  → 5NO3− + 2Mn 2+ + 3H O Nhận xét: Đây phương pháp khoa học nhất để lập phương trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử xảy dung dịch chất điện li Phương pháp phân tích rõ: + Chất oxi hóa - sự khử; chất khử- sự oxi hóa + Vai trị của mơi trường phản ứng oxi hóa - khử + Bản chất của phản ứng oxi hóa - khử dung dịch chất điện li 2.3.2 Phát triển kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử dung dịch chất điện li chương trình hóa học 11 Ở chương trình lớp 11, sở thuyết điện li sự nghiên cứu nhóm nguyên tố: Nhóm nitơ, Nhóm cacbon Khái niệm phản ứng oxi hóa - khử được củng cố phát triển chỉ được bản chất của phản ứng oxi hóa - khử xảy dung dịch chất điện li Từ kiến thức được mở rộng, đào sâu của khái niệm phản ứng oxi hóa - khử mà học sinh có thể vận dụng giải vấn đề học tập như: Ví dụ: Vì kim loại Cu không tan dung dịch HCl dung dịch NaNO3, lại tan hỗn hợp dung dịch HCl, NaNO3? Phân tích Cu đứng sau H dãy hoạt động hoá học của kim loại nên Cu không tan HCl không tác dụng với dd NaNO3 đơn lẻ, hỗn hợp HCl, NaNO3 thì Cu tan tạo dung dịch màu xanh khí khơng màu bay lên hố nâu ngồi khơng khí NO3- có tính oxi hố mạnh mơi trường axit H+ Cu có tính khử Trong dung dịch chất điện li xảy phản ứng oxi hóa - khử sau: 3Cu + HCl + 2NaNO3 2NO + O2 (Không màu)  →  → CuCl2 + NaCl + 2NO + H2O 2NO2 ( nâu đỏ) Bản chất của phản ứng là: 3Cu + H+ + NO3−  → Cu2+ + NO + H2O Nhờ có sự tiếp xúc đồng thời của chất khử (Cu) chất oxi hoá (có NaNO3 với chất tạo môi trường: H+ từ HCl mà phản ứng oxi hóa – khử xảy ra, thành phần khác như: Na+, Cl- thực chất không tham gia vào phản ứng hố học Như vậy có thể khái qt: ḿi Nitrat có khả oxi hố được Cu mơi trường axit Ví dụ: Thêm dung dịch H2SO4 loãng vào dd Fe(NO3)2 thấy bọt khí khơng màu dung dịch không màu đổi thành màu vàng Viết phương trình hố học dạng ion xác định vai trị của chất phản ứng? Phân tích 3Fe2+ + NO3− + H+  → 3Fe3+ + NO + 2H2O Phương pháp cân ion – electron Vận dụng kiến thức học sinh có thể hiểu rõ bản chất của trình oxi hoá- khử xảy dung dịch chất điện li có ảnh hưởng môi trường, thường gặp môi trường axit 2.3.3 Phát triển kiến thức về phản ứng oxi hóa - khử phản ứng điện phân hóa học lớp 12 * Khái niệm về điện phân: Điện phân thực trình oxi hóa - khử bề mặt điện cực dưới tác dụng của dịng điện chiều bên ngồi * Cơ chế điện phân Tại catot: Xảy sự khử chất oxi hóa Rn+ + ne  → R Nếu catot có mặt đồng thời nhiều chất oxi hóa thuộc cặp oxi hóa khử khác với điện điện phân thích hợp, chất oxi hóa thuộc cặp oxi hóa khử có điện cực cao hơn, tức có tính oxi hóa mạnh thì bị khử trước Thứ tự khử gần đúng từ dễ đến khó được quy ước sau: (1) Ưu tiên trước hết khử cation từ cuối dãy điện hóa Ví dụ: Au3+, Ag+, Fe3+, H+, Fe2+, Zn2+ (2) Khử H2O: 2H2O +2e  → H2 + 2OH- (3) Khử : Al3+, Mg2+, K+ Các cation kim loại mạnh không bị khử điện phân dung môi nước(trừ trường hợp sử dụng catot vật liệu đặc biệt) Tại anot: Xảy sự oxi hóa chất khử R  → Rn+ + ne - Nếu anot có mặt đồng thời nhiều chất khử thuộc cặp oxi hóa - khử khác thì chất khử thuộc thuộc cặp oxi hóa – khử có điện cực thấp hơn, tức có tính khử mạnh thì bị oxi hóa trước - Nếu anot kim loại thông thường thì anot bị oxi hóa, ta có hiện tượng anot tan - Nếu anot trơ thì cách gần đúng có thể xếp thứ tự sự oxi hóa xảy anot điện phân dung dịch nước từ dễ đến khó là: (1) Các anion gốc axit không có oxi: S2-,, I-, Br-, Cl(2) Khử H2O: (3) Khử OH-: 2H2O 4OH-  →  → O2 + 4H+ +4e O2 +2H2O +4e (4) Ion F- anion gốc axit có oxi NO3− ; SO24− nói chung không bị oxi hóa điện phân dung dịch (trừ trường hợp đặc biệt) * Phân loại điện phân - Điện phân nóng chảy: Dùng để điều chế kim loại có tính khử mạnh Na, Ca, Al…… - Điện phân dung dịch chất điện li với điện cực trơ (hay anot trơ) Ví dụ: Điện phân dung dịch CuCl2 Sơ đồ điện phân: CuCl2 2O H  → Cu2+ + 2Cl- Anot có: Cl-, H2O sự oxi hóa: 2Cl- Catot có: Cu2+, H2O  → sự khử: Cu2+ +2e Phương trình điện phân: CuCl2 dpdd  → 2e + Cl2  → Cu Cu + Cl2 Ví dụ: Điện phân dung dịch AgNO3 Sơ đồ điện phân: Anot có: Catot có: H 2O AgNO3  → Ag + + NO3− NO 3− , H O Ag + , H O sự oxi hóa: 2H2O + sự khử: Ag + 1e Phương trình điện phân: 4AgNO3 +2 H2O  →  → dpdd  → 4e +O2 +4H+ Ag+ 4Ag +4HNO3 + O2 * Biểu thức của định luật Faraday ne = Số mol electron trao đổi điện cực: It 9600 I(ampe): cường độ dòng điện; t thời gian điện phân Ví dụ: Điện phân dung dịch chứa 0,2 mol CuSO 0,12 mol HCl điện cực trơ, I= 1,433 A Tính thề tích khí thoát anot Phân tích n CuSO4 = 0,2, n HCl  n Cu2+ = 0,2  = 0,12 →  n H + = 0,12  n − = 0,12  Cl ne = , It 1,344.4.60.60 = = 0,2 96500 96500 Ta thấy Cu2+> H+ tính oxi hóa nên catot ion Cu2+ bị khử trước Phản ứng xảy catot 2+ Cu + 2e 0,1  → Cu 0,2 10 Hịa tan hỗn hợp gờm 0,01 mol FeO 0,02 mol Fe 2O3 dung dịch có chứa 0,14 mol HCl thu được dung dịch A Cho A tác dụng với dung dịch KMnO4 dư được axit hóa dung dịch H2SO4 loãng thì thu được khí B Viết phương trình hóa học tính thể tích khí B (ở đktc) Phân tích  n FeO = 0,01 0,14molHCl  →  n = , 02 Fe O  FeO + 2HCl  → 0,02 ⇒ Khí B FeCl2 + H2O 0,01 0,02 Fe2O3 +6HCl ddA / H SO4 ddKMnO    → 0,01  → 2FeCl3 + 3H2O 0,12 0,04 HCl phản ứng hết Dung dịch A chứa  FeCl 0,01(mol)   FeCl 0,04(mol) , sau đó FeCl2 bị oxi hóa KMnO4 môi trường axit H2SO4 Phương trình hóa học của phản ứng: 10FeCl2 + 6KMnO4 + 24 H2SO4 → 5Fe2(SO4)3 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 10Cl2 + 24H2O 10FeCl3 + 6KMnO4 + 24 H2SO4  → 5Fe2(SO4)3 + 3K2SO4 + 6MnSO4 + 15Cl2 + 24H2O Vậy n Cl2 = 0,07(mol) ⇒ VCl2 = 1,568(lit) 2.3.4.3 Bài tập sử dụng hiệu định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố để củng cố và phát triển kiến thức phản ứng oxi hóa - khử 13 Hịa tan hết 8,56 gam hỗn hợp X gồm Fe 3O4 CuO 400ml dung dịch HNO3 1M, kết thúc phản ứng thu được dung dịch Y 0,01 mol NO( sản phẩm khử nhất) Điện phân dung dịch Y(điện cực trơ, không màng ngăn, hiệu suất 100%) với cường độ dịng điện khơng đởi 5A, 1giờ 20 phút 25 giây Khối lượng catot tăng lên tổng thể tích khí thoát ra(đktc) hai điện cực kết thúc điện phân lần lượt A 2,4 gam 1,4 lít B 2,4 gam 1,848 lít C 1,28 gam 1,4 lít C 1,28 gam 2,744 lít Phân tích Phương trình hóa học của phản ứng CuO + 2HNO3 0,02  → 0,04 0,02 3Fe3O4 + 28HNO3 0,03 Cu(NO3)2 + H2O  → 0,28 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O 0,09 Dung dịch Y sau phản ứng có ne = 0,01 Cu( NO3 )   Fe( NO3 )  HNO du  ⇒  n Cu 2+ = 0,02 n  Fe3+ = 0,09  n − = 0,31  NO3  n + = 0,08  H It 5(3600 + 20.60 + 25) = = 0,25 96500 96500 Điện phân dung dịch Y( Cu2+, Fe3+, H+, NO3− , H2O) Phản ứng xảy anot: 2H2O – 4e  → 0,25 4H+ + O2 0,25 0,0625 Các phản ứng xảy catot: Thứ tự điện phân catot: Fe3+> Cu2+>H+>Fe2+ 14 Fe3+ + 1e 0,09  → Fe2+ 0,09 Cu2+ + 2e 0,02  → Cu 0,04 Ta dễ nhận thấy: 0,09 + 0,04 < 0,25 suy Fe2+ Cu2+ điện phân hết H+ điện phân (bao gồm lượng ban đầu lượng anot) điện phân ∑n H+ 2H+ = 0,25 + 0,08 = 0,33 + 2e 0,12  → 0,12 H2 0,06 Vậy H+ dư, Fe2+ chưa điện phân: Khối lượng catot tăng lên chính khối lượng của Cu bám lên mCu= 64.0,02= 1,28 gam ∑V = (0,06 + 0,0625).22,4 = 2,744(lit) Chọn đáp án D 2.3.4.4 Một sớ dạng tốn vận dụng phản ứng oxi hóa – Khử mở rộng tham khảo Bài tập trắc nghiệm khách quan có lời giải Bài Hịa tan 5,6 gam bột Fe 300 ml dung dịch HCl 1M, sau phản ứng thu được dung dịch X khí H Cho lượng dư dung dịch AgNO vào dung dịch X thì thu được m gam chất rắn Giá trị m A 28,7 B 39,5 C 53,85 D 45,75 Phân tích nFe=0,1 mol; nH+= 0,3 mol Phương trình hóa học của phản ứng Fe + 2HCl 0,1 0,2  → FeCl2 +H2 0,1 15 Dung dịch X chứa  n H + du = 0,1   n Fe2+ = 0,1  n − = 0,3  Cl Khi Cho AgNO3 vào dung dịch X thì ta có phản ứng oxi hóa - khử ion Fe 2+ NO3− ion môi trường axit Phương trình hóa học: 3Fe2+ + 4H+ + 0,075 NO3−  → 3Fe3+ + NO + 2H2O 0,1 Ag+ + Cl0,3  → 0,3 AgCl 0,3 Ta thấy Fe2+ dư ( nFe dư= 0,1- 0,075= 0,025) nên Fe2+ tác dụng với Ag+: 2+ Fe + Ag +  → Fe3+ + Ag 0,025 0,025 Chất rắn thu được là: AgCl Ag mrắn sau phản ứng = 0,3.143,5 + 0,025.108= 45,75 gam Chọn đáp án D Bài 2: Hịa tan hồn toàn 1,5 mol Cu mol Fe dung dịch NaNO có pha thêm dung dịch H2SO4, biết sau phản ứng sinh khí NO2 sản phẩm khử nhất Số mol NaNO3 tối thiểu cần dùng A B.10 C.11 D.12 Phân tích Cần chú ý ion NO3− có tính oxi hóa môi trường axit tương tự axit nitric HNO3 Vì vậy Cu Fe bị oxi hóa tạo thành Fe 3+ Cu2+ Lượng NO3− tối thiếu chỉ để đủ oxi hóa hết Fe phần Cu Sau đó lượng Cu dư tan 16 dung dịch Fe3+ Kết quả cuối dung dịch chỉ có chứa Fe2+ Cu2+ Đến thực hiện phản ứng bán oxi hóa – khử để giải toán  → Fe – 2e Fe2+  → Cu – 2e 1,5 Cu2+ NO3− + + 2H + e  → NO2 + H2O Vậy n NaNO3 = Chọn đáp án A Bài 3: Tính thể tích (lít) dung dịch HNO3 1M (lỗng) tới thiểu để hịa tan hồn tồn hỗn hợp chứa 0,15 mol Fe 0,15 mol Cu ( biết NO sản phẩm khử nhất) A B 0,6 C.0,8 D 1,2 Phân tích Tính khử của Fe > Cu nên Fe tham gia phản ứng trước Cu, thể tích dùng HNO3 tới thiểu tồn lượng Cu phản ứng với ion Fe3+ Fe - 2e 0,15 Cu  → Fe2+ 0,3 - 2e 0,15 4H+ +  → Cu2+ 0,3 NO3− + 3e  → NO +2 H2O Vậy: ne nhận = 0,3 + 0,3 = 0,6 VHNO3 = 0,8 = 0,8 ⇒ + nH = 0,8 ⇒ n HNO3 = 0,8 Chọn đáp án C 17 Bài 4: Cho 0,03 mol Fe vào dung dịch HCl dư, sau thời gian thểm KNO vào dung dịch sau phản ứng Thể tích khí thu được ( biết N+5 bị khử N+2) ? A 0,224 B 1,008 C 0,672 D 0,896 Phân tích Phương trình hóa học của phản ứng Fe +  → 2HCl 0,03 0,06 FeCl2 + 0,03 H2 0,03 Dung dịch thu được chứa H+ dư, Fe2+ Khi cho thêm dung dịch KNO3 vào dung dịch thì xảy sự oxi hóa ion Fe2+ 3Fe2+ + 4H+ + NO3−  → 3Fe3+ + NO + 2H2O 0,03 0,01 Vkhi = (0,03 + 0,01).22,4 = 0,896 Chọn đáp án D Bài 5: Dung dịch A chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 0,15 mol HCl có khả hịa tan tới đa số gam Cu (Biết NO sản phẩm khử nhất) A 2,88 B 3,92 C 3,2 5,12 Phân tích Ta thấy Cu tham gia phản ứng với Fe 3+ đồng thời Cu cũng bị oxi hóa ion NO3− môi trường axit Ta có phương trình ion thu gọn sau 2Fe3+ + Cu 0,01  → 0,005 3Cu + 8H+ + 0,045 Cu2+ + 2Fe2+ 0,12 NO3−  → 3Cu2+ + 2NO +4H2O 0,03 mCu tối đa = (0,045 + 0,005).64 = 3,2 gam Chọn đáp án C 18 Bài 6: Cho 17,8 gam bột Fe vào 0,8 lít dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO 3)2 H2SO4 0,25M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu được m gam hỗn hợp bột kim loại NO( sản phẩm khử nhất, đktc) A 16,8 B17,8 C 13,48 D 10,68 Phân tích Đối với tập nhiều học sinh trung bình cho Fe tác dụng trực tiếp với H2SO4 loãng, giải phóng khí H2 mà không để ý đến vai trị của ion nitrat mơi trường axit dẫn đến học sinh mắc phải sai lầm  n 2+ = 0,16 n Cu( NO3 )2 = 0,16 ⇒  Cu  n NO3− = 0,32 ; n H 2SO4 = 0,2 ⇒ n H + = 0,4 Phương trình hóa học của phản ứng 3Fe + 8H+ + 0,15 0,4 + Cu2+ Fe 0,16 NO3−  → 3Fe3+ + NO + 4H2O 0,1  → Fe2+ + Cu 0,16 0,16 m= 17,8 - (0,31.56) +(0,16 64) = 10,68 gam Chọn đáp án D Bài 7: Điện phân (với điện cực trơ) 200 ml dung dịch CuSO có nồng độ x mol/l, kết thúc điện phân catot bắt đầu có bọt khí thoát Dung dịch sau điện phân có khối lượng giảm 16 gam so với dung dịch ban đầu Giá trị của x A 1,25 B 0,5 C D Phân tích Sơ đồ điện phân dung dịch CuSO4 catot: anot Cu2+ + 2e 0,2x 0,4x  → Cu 0,2x 2H2O - 4e  → 0,4x 4H+ + O2 0,1x 19 Khi catot bắt đầu có khí thoát thì Cu 2+ điện phân hết Khối lượng dung dịch giảm chính khới lượng của Cu khỏi dung dịch khí O2 mgiảm = 0,2x.64 + 0,1x.32 = 16 ⇒ x= Bài 8: Điện phân 300 ml dung dịch hỗn hợp gồm Cu(NO 3)2 0,105M NaCl 0,2M cho catot bắt đầu có bọt khí thoát thì dừng lại Dung dịch sau điện phân có giá trị pH A B.2 C.7 D.8 Phân tích n Cu( NO3 )2 = 0,0315 ; n NaCl = 0,06 Điện phân hỗn hợp dung dịch Cu(NO3)2 NaCl Catot anot Cu2+, Na+, H2O Cu2+ + 0,0315 2e  → Cl-, NO3− , H2O 2Cl- - 2e Cu 0,063 0,06  → Cl2 0,06 Ta nhận thấy: 0,06 < 0,063 Chứng tỏ anot H2O bị điện phân Quá trình oxi hóa của H2O anot: 2H2O - 4e  → 0,003 Vậy [H+] = 0,003 = 0,01M = 10−2 M 0,3 ⇒ 4H+ + O2 0,003 pH = Chọn đáp án B Bài 9: Điện phân dung dịch có hòa tan 13,5 gam CuCl 14,9 gam KCl( có màng ngăn điện cực trơ) thời gian 5790 giây với cường độ dòng điện 5A Dung dịch sau điện phân trung hòa vừa đủ V lít dung dịch H2SO4 1M Giá trị của V A 0,15 B 0,05 C 0,2 D 0,1 Phân tích 20 n CuCl2 = 0,1 n KCl = 0,2 ; ;  n Cu 2+ = 0,1   ∑ n Cl− = 0,4  n + = 0,2  K ne = ; It 5.5790 = = 0,3 96500 96500 Điện phân hỗn hợp dung dịch muối Catot  → Cu2+ + 2e 0,1 anot 2Cl- Cu 0,2 2H2O + 2e - 2e 0,3  →  → Cl2 0,3 2OH- + H2 0,1 0,1 Vậy Cl- điện phân chưa hết dư: 0,4 – 0,3 = 0,1 Phương trình phản ứng trung hòa: OH - + H 0,1 VH 2SO4 = 0,05 = 0,05  → + H2O 0,1 Chọn đáp án B Bài 10: Điện phân 200 ml dung dịch Y gồm KCl 0,1M Cu(NO3)2 0,2M với cường độ dòng điện 5A thời gian 1158 giây, điện cực trơ, màng ngăn xốp Giả sử H2O bay không đáng kể Độ giảm của dung dịch sau điện phân A 3,59 gam B 2,31 gam C 1,67 gam D 2,95 gam Phân tích n KCl = 0,02 ; n Cu( NO3 )2 = 0,04 ;  n K + = 0,02  n = 0,02  Cl − n = 0,04  Cu 2+  n NO− = 0,08  ne = ; It 5.1158 = = 0,06 96500 96500 Điện phân hỗn hợp dung dịch muối Catot Cu2+ + 2e anot  → Cu 2Cl- - 2e  → Cl2 21 0,03 0,06 0,03 0,02 2H2O - 4e 0,01  → 4H+ + O2 0,04 0,01 Khối lượng dung dịch giảm: mgiảm = m Cu + m O2 + m Cl2 = 0,03.64 + 0,01.32 + 0,01.71 = 2,95 Chọn đáp án D Bài tập trắc nghiệm khách quan khơng có lời giải Bài 1: Cho hỗn hợp Fe, Cu vào dung dịch AgNO dư thì sau phản ứng kết thúc dung dịch thu được có chất tan A Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 B Fe(NO3)3, Cu(NO3)2, AgNO3 C Fe(NO3)3, Cu(NO3)2 D Fe(NO3)2, Cu(NO3)2, AgNO3 Bài 2: Điện phân hỗn hợp dung dịch gồm CuSO4, Fe2(SO4)3 thu được dung dịch chứa hai chất tan Dung dịch gồm A H2SO4 CuSO4 B H2SO4, Fe2(SO4)3 C.H2SO4 FeSO4 D FeSO4, CuSO4 Bài 3: Muối Fe2+ làm mất màu dung dịch KMnO4 môi trường axit tạo ion Fe3+ Còn ion Fe3+ tác dụng với I- tạo I2 Fe2+ Sắp xếp chất oxi hóa của ion Fe3+, I2, MnO4- theo thứ tự mạch dần A MnO4- < Fe3+< I2 B MnO4-