Một số kinh nghiệm giúp học sinh giải nhanh bài tập trắc nghiệm phần kim loại tác dụng với dung dịch muối

PHẦN ĐẶT VẤN ĐỀ 1.1 Lí chọn đề tài Bài tập hóa học phần quan trọng chương trình hóa học THPT.Thơng qua việc giải tập học sinh củng cố, khắc sâu, mở rộng nâng cao kiến thức đồng thời rèn luyện cho học sinh kỹ giải tập nhanh hiệu quả.Trong chương trình hóa học THPT phần tập kim loại tác dụng với dung dịch muối dạng tập hay khó Cái hay dạng tập giải cần phải biện luận nhiều trường hợp, từ rèn luyện cho học sinh cách nhìn nhận vấn đề nhiều phương diện để khơng bỏ sót trường hợp xảy tốn Đó điểm khó tập dạng này, ngồi tính đa dạng kiểu tập phương pháp cần vận dụng để giải tập khiến nhiều học sinh lúng túng Với kiểu đề thi THPT Quốc gia với hình thức trắc nghiệm số tập tương đối nhiều thời gian làm việc sử dụng cách giải nhanh cần thiết Trong trình hướng dẫn em học sinh lớp 12 ôn thi THPT Quốc gia, thấy dạng tập kim loại tác dụng với dung dịch muối học sinh thường khó khăn việc đưa cách biện luận nhanh, giáo viên cần phải tìm phương pháp thích hợp để hướng dẫn em giải tốt dạng tập Đó lí tơi chọn đề tài “ Một số kinh nghiệm giúp học sinh giải nhanh tập trắc nghiệm phần kim loại tác dụng với dung dịch muối” làm vấn đề nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm mình, với hi vọng góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa học trường THPT Hà Văn Mao nơi công tác 1.2 Mục đích nghiên cứu Mục đích nghiên cứu SKKN là: Phân loại dạng tập kim loại tác dụng với dung dịch muối đề phương pháp giải dạng tập giúp học sinh vận dụng tốt trình làm tập trắc nghiệm 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là: -Nghiên cứu dạng tập hoá học kim loại tác dụng với dung dịch muối chương trình hố vơ 12 để từ xây dựng cách giải - Các tập đề thi tốt nghiệp, tuyển sinh đại học, đề thi thử THPT quốc gia trường THPT nước, đề thi THPT quốc gia năm vừa qua 1.4 Phương pháp nghiên cứu Tự giải, sưu tầm, sáng tác tập vận dụng kim loại tác dụng với dung dịch muối, kết hợp với thực tế giảng dạy để đúc rút nên cách thức định hướng, truyền đạt phù hợp tới học sinh PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Cơ sở lí luận đề tài Để giải tốt tập kim loại tác dụng với dung dịch muối cần hiểu rõ khái niệm sau đây: - Điều kiện để kim loại tác dụng với dung dịch muối kim loại phản ứng phải có tính khử mạnh kim loại nằm muối Có thể viết phương trình tổng qt cho kim loại tác dụng với dung dịch muối sau: n M +mNn+ → nMm+ + mN Nói cách khác giá trị điện cực chuẩn E0M < E0N ( xét kim loại không tác dụng trực tiếp với nước nhiệt độ thường) - Nắm định luật bảo tồn điện tích dung dịch “Trong dung dịch tổng số mol điện tích dương tổng số mol điện tích âm ” - Sử dụng tốt phương pháp tăng giảm khối lượng: Từ khối lượng chất phản ứng sản phẩm tăng lên hay giảm gam tính số mol chất tham gia phản ứng ngược lại - Nắm phương pháp bảo tồn electron phản ứng kim loại tác dụng với dung dịch muối phản ứng oxi hoá -khử Trong phản ứng oxi hoá khử, tổng số mol electron mà chất khử nhường tổng số mol electron mà chất oxi hoá nhận - Phân loại dạng tập liên quan đến phản ứng kim loại tác dụng với dung dịch muối từ đưa cách nhận diện tập sử dụng thích hợp phương pháp giải 2.2 Thực trạng vấn đề Trong q trình dạy học mơn hố lớp 12 trường THPT Hà Văn Mao nhiều năm qua trình hướng dẫn em học sinh ôn thi THPT Quốc gia, nhận thấy có nhiều vấn đề em vướng mắc với nỗ lực thân giúp đỡ thầy cô em tháo gỡ Tuy nhiên dạy đến dạng tập kim loại tác dụng với dung dịch muối thấy phần lớn em lúng túng cách chọn phương án giải tốn Có em sau tơi hướng dẫn phương pháp giải lấy ví dụ minh hoạ ví dụ sau thay số liệu em làm đưa vấn đề theo hướng khác, chất khơng thay đổi em dường phương hướng, khơng thể tìm cách giải phù hợp Như phần sở lý luận đề tài nêu, thấy rõ để giải tốt tập dạng học sinh cần có kiến thức vững hố học vơ nắm phương pháp giải nhanh tập Đây dạng tập tổng hợp đầy đủ nội dung hố học vơ Đó điểm khó học sinh giải tập dạng Tuy nhiên, giáo viên giúp cho học sinh giải tốt tập dạng hội để em lần ôn lại kiến thức cách tổng quát để em giải tốt dạng tập hoá học khác tập điện phân dạng tập khó 2.3 Giải pháp tổ chức thực 2.3.1 Những vấn đề chung lý thuyết phương pháp vận dụng Điều kiện để KL M đẩy KL N khỏi muối nó: n M +mNn+ → nMm+ + mN - Kim loại M đứng trước kim loại N dãy điện cực chuẩn - Cả hai kim loại M N không phản ứng với nước điều kiện thường - Muối tham gia phản ứng muối tạo thành phải muối tan Khi tồn khối lượng kim loại N thoát bám vào kim loại M nên: - Khối lượng chất rắn tăng: ∆m↑ = mN tạo – mM tan - Khối lượng chất rắn giảm: ∆m↓ = mM tan – mN tạo - Khối lượng chất rắn tăng = khối lượng dung dịch giảm - Hỗn hợp kim loại phản ứng với hỗn hợp dung dịch muối theo thứ tự ưu tiên: kim loại khử mạnh tác dụng với cation oxi hóa mạnh để tạo kim loại khử yếu cation oxi hóa yếu - Thứ tự tăng dần giá trị khử chuẩn (Eo) số cặp oxi hóa – khử: Mg2+/Mg < Al3+/Al < Zn2+/Zn < Cr3+/Cr < Fe2+/Fe < Ni2+/Ni < Sn2+/Sn < Pb2+/Pb < 2H+/H2 < Cu2+/Cu < Fe3+/Fe2+ < Ag+/Ag < Hg2+/Hg < Au3+/Au * Một số ý giải tập: - Phản ứng kim loại với dung dịch muối phản ứng oxi hóa – khử nên thường sử dụng phương pháp bảo toàn mol electron để giải tập phức tạp, khó biện luận hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa hỗn hợp nhiều muối Các tập đơn giản kim loại tác dụng với dung dịch muối, hai kim loại tác dụng với dung dịch muối,…có thể tính toán theo thứ tự - Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để tính khối lượng kim loại sau phản ứng,… - Từ số mol ban đầu chất tham gia phản ứng → biện luận trường hợp xảy - Nếu chưa biết số mol chất phản ứng dựa vào thành phần dung dịch sau phản ứng chất rắn thu → biện luận trường hợp xảy - Kim loại khử anion muối môi trường axit (bazơ) nên viết phương trình dạng ion thu gọn - Kim loại (Mg → Cu) đẩy Fe3+ Fe2+ Ví dụ: Fe + 2Fe3+ → 3Fe2+ ; Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+ - Fe + 2Ag+ → Fe2+ + 2Ag Nếu Fe hết, Ag+ dư thì: Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag 2.3.2 Phân loại hướng dẫn giải Dạng Một 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 ion rút gọn: n M +mNn+ → nMm+ + mN *Điều kiện phản ứng: - M phải đứng trước N dăy điện hóa - Muối N phải tan: Ví dụ: Fe + Cu 2+ → Fe2+ + Cu Nhưng: Fe + Al3+ → khơng xảy tính khử Fe yếu Al Cu + AgCl → không xảy AgCl không tan Hay: *Độ tăng, giảm khối lượng kim loại: - Nếu đề cho khối lượng kim loại tăng hay giảm m áp dụng sau: Trường hợp kim loại tăng lên so với trước nhúng ta có: mtăng = mKL bám vào - mKL tan Trường hợp kim loại giảm so với trước nhúng ta có: mgiảm = mKL tan - mKL bám vào - Nếu đề cho khối lượng kim loại tăng hay giảm x% ta áp dụng sau: Trường hợp kim loại tăng lên x% so với trước nhúng ta có: mKL bám vào - mKL tan = mbđ* x 100 Trường hợp kim loại giảm xuống x% so với trước nhúng ta có: mKL tan - mKL bám vào = mbđ* x 100 Ví dụ 1: Ngâm đinh sắt 100 ml dung dịch CuSO4 a M.Sau phản ứng kết thúc lấy đinh sắt khỏi dung dịch rửa nhẹ, sấy khô thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 0,8 gam Giá trị a là: A.1,00 B 0,05 C 0,02 D 0,10 Hướng dẫn giải Gọi x số mol CuSO4 tham gia phản ứng Ta có PTHH: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu Mol: x x x Theo đề ta có: mCu bám - mFe tan = mFe tăng 64x - 56x = 0,8 => x = 0,1 Nồng độ mol/l CuSO4 là: CM = 0,1 n = 0,1 = M =>chọn A V Ví dụ 2: Một kim loại M hóa trị II nhúng vào lít dung dịch FeSO4 sau phản ứng khối lượng kim loại tăng lên 16 gam Nếu nhúng kim loại vào lít dung dịch CuSO thh́ì khối lượng tăng 20 gam Biết phản ứng nói hồn tồn sau phản ứng cc̣òn dư kim loại M, dung dịch FeSO4 CuSO4 có nồng độ mol ban đầu Kim loại M là: A Mg B Al C Cu D Zn Hướng dẫn giải Gọi x số mol FeSO4 phản ứng , số mol CuSO phản ứng (2 dung dịch FeSO4 CuSO4 có nồng độ mol ban đầu) M + Fe2+ → M 2+ + Fe x x x x Với FeSO4 : Độ tăng khối lượng: Vm = (56 – M)x = 16 Với CuSO4: M + Cu 2+ → M 2+ + Cu x x x x Độ tăng khối lượng: Từ => 56 - M 64 - M Vm = (64 – M)x = 20 = ( 1.) ( 2.) 16 → M = 24 kim loại Mg =>chọn A 20 Ví dụ : Ngâm Zn vào cốc thủy tinh chứa 50ml dung dịch Cu(NO3)2 0,05M đến dung dịch cốc hẳn màu xanh, khối lượng Zn sau phản ứng sẽ: A Tăng 0,0025 gam so với ban đầu B Giảm 0,0025 gam so với ban đầu C Giảm 0,1625 gam so với ban đầu D Tăng 0,16 gam so với ban đầu Hướng dẫn giải Dung dịch cốc hẳn màu xanh tức CuSO4 đă phản ứng hết Zn + Cu 2+ → Zn 2+ + Cu 0,0025 mol 0,0025 mol 0,0025 mol Dễ thấy mol Zn → 1mol Cu khối lượng giảm 1gam 0,0025 mol 0,0025 mol Zn phản ứng khối lượng giảm 0,0025 gam =>chọn B Ví dụ 4: Ngâm Zn dung dịch có hòa tan 4,16 gam CdSO Sau phản ứng xong khối lượng Zn tăng 2,35% so với ban đầu Khối lượng Zn trước phản ứng là: A 1,30 g B 40,00 g C 3,25 g D 54,99 g Hướng dẫn giải Gọi mbđ khối lượng Zn ban đầu Số mol CdSO4: n = m 4,16 = = 0, 02(mol ) M 208 Phương trình hóa học: Zntan + CdSO4  → ZnSO4 + Cdbám Mol: 0,02 0,02 0,02 2,35 Theo đề ta có: mCd bám - mZn tan = mbd 100 112.0,02 - 65.0,02 = mbd 2,35 100 Giải ra: mbđ = 40 gam => Chọn B Ví dụ 5: Ngâm Zn có khối lượng gam V(ml) dung dịch Cu(NO3)2 2M Sau phản ứng thấy khối lượng Zn giảm xuống 10% so với ban đầu Giá trị V là: A 0,05 B 0,20 C 50,00 D 100,00 Hướng dẫn giải Ta có khối lượng Zn ban đầu gam Gọi x số mol Cu(NO3)2 tham gia phản ứng Phương trình hóa học: Zntan + Cu(NO3)2  → Zn(NO3)2 + Cubám Mol: x x x Theo đề ta có: 10 mZn tan - mCu bám = mbđ* 100 = 0,1 65.x VCu ( NO3 )2 = 64.x = 0,1 ⇒ x = 0,1 0,1 = 0, 05 (lít)=50 (ml) ⇒ Chọn C Bài tập vận dụng Câu 1: Nhúng kẽm sắt vào dung dịch đồng sunfat Sau thời gian, nhấc hai kim loại thấy dung dịch thu nồng độ mol kẽm sunfat 2,5 lần sắt sunfat Mặt khác khối lượng dung dịch giảm 0,11gam Khối lượng đồng bám kim loại là: A 1,28 gam 3,2 gam B 6,4gam 1,6 gam C 1,54 gam 2,6 gam D 8,6 gam 2,4 gam Câu 2: Cho m gam bột sắt vào 100 ml dung dịch CuSO 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch X 9,2 gam chất rắn Y Giá trị m là: A 5,6 B 8,4 C 2,8 D 11,2 ( Câu 13- Đề thi thử THPT Quốc gia lần năm 2019-SGD&ĐT Bình Phước) Câu 3: Một kim loại A hóa trị II nhúng vào dung dịch Cu 2+ thấy khối lượng giảm 1% so với khối lượng ban đầu, kim loại nhúng vào muối Hg 2+ thấy khối lượng tăng lên 67,5% so với khối lượng ban đầu(khối lượng ban đầu 10 gam) Biết độ giảm số mol Cu 2+ lần độ giảm số mol Hg 2+ , kim loại M là: A Mg B.Al C.Cu D.Zn Câu 4: Cho gam Zn vào 100 ml dung dịch CuSO 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu m gam hỗn hợp kim loại Giá trị m là: A 7,0 B 6,9 C 6,5 D 6,4 ( Câu 51- Đề thi thử THPT Quốc gia năm 2019-SGD&ĐT Hà Tĩnh) Dạng Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối Trong tập dạng thường gặp toán kim loại tác dụng với dung dịch chứa hai muối Vì tơi chuyên sâu vào ví dụ dạng Các phương trình phản ứng xảy sau: mA + pCm+ → mA p+ + pC (1) nA + pBn+ → nA p+ + pB (2) *Điều kiện phản ứng: - A phải đứng trước B, C dãy điện hóa - Muối Bn+ , Cm+ phải tan Nếu biết số mol ban đầu A, Bn+ , Cm+ ta cần ý đến thứ tự phản ứng Nếu biết số mol ban đầu Bn+ , Cm+ số mol ban đầu A ta dùng phương pháp mốc so sánh biết khối lượng chất rắn sau phản ứng m: - Mốc 1: vừa đủ phản ứng (1): mr¾n = mC = m1 - Mốc 2: vừa đủ phản ứng (2): mr¾n = mC + m B = m So sánh m với m1 m2 Như có trường hợp xảy ra: + Trường hợp 1: Nếu m < m1 dư Cm+ có phản ứng (1) Dung dịch sau phản ứng có A p+ , Bn+ chưa phản ứng Cm+ dư Chất rắn sau phản ứng có C + Trường hợp 2: Nếu m1 < m < m2 xong phản ứng (1), phản ứng (2) xảy phần dư Bn+ Dung dịch sau phản ứng có A p+ , Bn+ dư Chất rắn sau phản ứng có C B + Trường hợp 3: Nếu m > m2 xong phản ứng (1), xong phản ứng (2) dư A Dung dịch sau phản ứng có A p+ Chất rắn sau phản ứng có C , B A dư Chú ý: Đôi phải dựa vào kiện toán để dự đốn nhanh trường hợp Ví dụ 1: Cho 8,4 gam Fe vào lít dung dịch A chứa AgNO 0,2M CuSO4 0,1M thu chất rắn B Khối lượng B (các phản ứng xảy hoàn toàn): A 24,8 gam B 28,4 gam C 27,6 gam D 28 gam Hướng dẫn giải Cu2+ Ag+ Fe Ở toán biết số mol n Fe = 0,15 mol ; n Cu2+ = 1.0,1 = 0,1 mol ; n Ag+ = 1.0,2 = 0,2 mol Nên cần ý đến thứ tự phản ứng số mol chúng: Fe + 2Ag + → Fe 2+ + 2Ag (1) Số mol ban đầu: 0,15 mol 0,2 mol Số mol phản ứng: 0,1 mol 0,2 mol 0,1mol 0,2 mol Sau phản ứng: 0,05 mol 0,1mol 0,2 mol Sau phản ứng cc̣òn dư 0,05 mol Fe nên tiếp tục xảy phản ứng: Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu (2) Số mol ban đầu: 0,05 mol 0,1 mol Số mol phản ứng: 0,05 mol 0,05 mol 0,05mol 0,05 mol Sau phản ứng: 0,05 mol 0,05mol 0,05 mol Từ (1) (2) chất rắn B có: 0,2 mol Ag 0,05 mol Cu ⇒ m= 0,2.108 +0,05.64=24,8 ⇒ Chọn A Ví dụ 2: Cho m gam Mg phản ứng hoàn toàn với lít dung dịch A chứa FeSO 0,1M CuSO4 0,1M sau phản ứng thu chất rắn B có khối lượng mB = 13,2 gam Giá trị m là: A 2,4 gam B 3,6 gam C 4,8 gam D gam Hướng dẫn giải Fe2+ Cu2+ Mg Ở dùng mốc so sánh hay xét trường hợp xảy Nhưng nhận xét nhanh chóng sau: 2+ 2+ Nếu Cu Fe chuyển thành Cu Fe thì: mCu + mFe = 64.0,1 + 56.0,1 = 12 gam < mB = 13,2gam Điều chứng tỏ dư Mg Số mol Mg dư = Như ∑ n Mg = n Cu2+ + n Fe2+ + n Mg d ⇒ m Mg = 0,25.24 = gam 13,2 - 12 = 0,05 mol 24 = 0,1 + 0,1 + 0,05 = 0,25 mol ⇒ Chọn D Ví dụ 3: Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)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) Giá trị m1 m2 A 8,10 5,43 B 1,08 5,43 C 0,54 5,16 D 1,08 5,16 ( Câu 4- Mã đề thi 182- đề thi TSCĐ khối A- năm 2009) Hướng dẫn giải Nhận xét: Trong hỗn hợp dung dịch gồm ion Ag+ ion Cu2+, mà ion Ag+ có tính oxi hóa mạnh nên phản ứng trước, Ag+ hết mà số mol Al xảy tiếp phản ứng với Cu 2+ Khi cho m2 gam chất rắn X vào dung dịch HCl dư tạo khí H2 nên X phải có Al dư Số mol AgNO3 = nAg + = 0,03 mol; Số mol Cu(NO3)2 = nCu2+ = 0,03 mol; Số mol H2 là: Phương trình: Al + 3AgNO3  Al(NO3)3 + 3Ag (1) Mol: 0,01 0,03 0,03 Sau phản ứng Al nên phản ứng tiếp với Cu(NO3)2 2Al + 3Cu(NO3)2  2Al(NO3)3 + 3Cu (2) Mol 0,02 0,03 0,03 Phương trình: 2Aldư + 2HCl  2AlCl3 + 3H2 Mol 0,01 0,015 Giá trị m1 = mAl = (0,01+0,02+0,01 ).27 = 1,08 gam Giá trị m2 = mAg + mCu = 0,03.108 + 0,03.64 = 5,16 gam ⇒ Chọn D Bài tập vận dụng Câu 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 Giá trị m là: A 2,80 B 2,16 C 4,08 D 0,64 ( Câu 5- Mã đề thi 148- đề thi TSĐH khối B- năm 2009) Câu 2: Cho 0,2 mol Fe vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,2 mol Fe(NO 3)3 0,2 mol AgNO3 Khi phản ứng hoàn toàn, số mol Fe(NO3)3 dung dịch bằng: A 0,3 B 0,2 C 0,4 D 0,0 Câu 3: Nhúng sắt nặng 100 gam vào 100ml dung dịch hỗn hợp gồm AgNO3 0.2M Cu(NO3)2 0,2M Sau thời gian lấy kim loại ra, rửa cân 101,72 gam ( giả thiết kim loại tạo thành bám hết vào sắt) Khối lượng sắt phản ứng là: A 2,16 B 0,84 C 1,72 D 1,40 ( Câu 42- Mã đề thi 637- đề thi TSĐH khối B- năm 2009) Câu 4: Cho m gam Mg vào dung dịch X gồm 0,03 mol Zn(NO 3)2 0,05 mol Cu(NO3)2, sau thời gian thu 5,25 gam kim loại dung dịch Y Cho dung dịch NaOH vào Y, khối lượng kết tủa lớn thu 6,67 gam Giá trị m là: A 3,60 B 2,02 C 4,05 D 2,86 ( Câu 46- Mã đề thi 136- đề thi THPT Quốc gia năm 2016) Dạng Nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối CP+ pA + mCp+ → pA m+ + mC A B pB + nCP+ → pBn+ + nC * Điều kiện phản ứng: - A , B phải đứng trước C dăy điện hóa - Muối Cp+ phải tan Nếu biết số mol ban đầu A, B , Cp+ ta cần ý đến thứ tự phản ứng 10 Nếu biết số mol ban đầu A , B số mol ban đầu Cp+ ta dùng phương pháp mốc so sánh biết khối lượng chất rắn sau phản ứng (m): - Mốc vừa đủ phản ứng 1: mr¾n = mC(1) + mB = m1 - Mốc vừa đủ phản ứng 2: mr¾n = mC(1) + mC(2) = m So sánh m với m1 m2 Như có trường hợp xảy ra: + Trường hợp 1: Nếu m < m1 có phản ứng 1, dư A hết Cp+ Dung dịch sau phản ứng có A m+ Chất rắn sau phản ứng có C , B chưa phản ứng A dư + Trường hợp 2: Nếu m1 < m < m2 A hết, B dư, Cp+ hết Dung dịch sau phản ứng có A m+ , Bn+ Chất rắn sau phản ứng có C B dư + Trường hợp 3: Nếu m > m2 A hết, B hết , dư Cp+ Dung dịch sau phản ứng có A m+ , Bn+ , Cp+ dư Chất rắn sau phản ứng có A B Hoặc xét trường hợp xay trường hợp sau dựa vào kiện tốn để chọn trường hợp * Chú ý: Đôi phải dựa vào kiện toán để dự đốn nhanh trường hợp Ví dụ 1: Cho hỗn hợp A có 0,1 mol Ag; 0,1 mol Mg; 0,2 mol Fe phản ứng hoàn toàn với 100 ml dung dich CuSO4 Sau phản ứng tạo chất rắn B có khối lượng 29,2 gam Xác định CM CuSO4 phản ứng A 1M B 1,5M C 2M D 0,5M Hướng dẫn giải Ở tập có kim loại thực chất có Mg Fe phản 2+ ứng với Cu , Ag lại q trình phản ứng nên m = 29,2 – 108.0,1 = 18,4 gam Cu2+ Mg Mg + Fe Cu 2+ Fe + Cu 2+ → Mg 2+ → Fe 2+ + + Cu Cu Ta dùng mốc so sánh: - Mốc vừa đủ phản ứng (1): mr¾n = m1 = mCu(1) + mFe = 64.0,1 + 56.0,2 = 17,6 gam - Mốc vừa đủ phản ứng (1) (2): mr¾n = m2 = mCu(1) + mCu(2) = 64.0,1 + 64.0,2 = 19,2 gam 11 (1) (2) Theo đề m1 < m = 18,4 gam < m2 nên Mg phản ứng hết, Cu 2+ hết dư Fe Mg + 0,1 mol Fe → Cu 2+ Mg 2+ + 0,1 mol + x mol Cu 2+ Cu 0,1 mol → Fe + + x mol Cu x mol Sau phản ứng mB = mCu(1) + mCu(2) + m Fe d = 18,4 gam ⇒ mB = 64.0,1 + 64.x + 56(0,2 - x) = 18,4 gam ⇒ x = 0,1 mol n 2+ = 0,1 + 0,1 = 0,2 mol Cu Từ (1) (2) => CM CuSO4 = 0,2 = 2M 0,1 ⇒ Chọn C Ví dụ 2: Cho 29,8 gam hỗn hợp Zn Fe vào 600 ml dung dịch CuSO 0,5M Sau kết thúc phản ứng thu dung dịch X 30,4 gam hỗn hợp kim loại Phần % theo khối lượng Fe hỗn hợp ban đầu là: A 56,37% B 64,42% C 43,62% D 37,58% ( Câu 47-Mã đề 273- đề thi TSĐH khối A- năm 2011) Hướng dẫn giải Nhận xét: Do Zn có tính khử mạnh Fe nên phản ứng trước với ion Cu2+ dung dịch CuSO4 Vì đề chưa cho biết sô mol Zn Fe nên ta phải giải toán theo trường hợp mà sau phản ứng thu hỗn hợp kim loại.Ta phân tích sau: Đầu tiên xảy phương trình: Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu (1) Vì sau phản ứng hỗn hợp kim loại nên sau phản ứng (1) Zn dư vừa đủ phản ứng, CuSO4 hết Lúc khối lượng Cu thu được, m Cu = 0,3.64 = 19,2 gam Khối lượng Zn tham gia phản ứng m Zn = 0,3 65 = 19,5 gam ⇒ mFe = 10,5 gam ⇒ m rắn = 19,2 + 10,5 = 29,7g ≠ 30,4g Như vậy, sau phẳn ứng (1) Zn phải hết, CuSO4 dư phản ứng tiếp với Fe Phương trình: Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu (2) Để thu hỗn hợp kim loại sau phản ứng (2) Fe phải dư CuSO hết, đề cho phản ứng xảy hoàn toàn Gọi a số mol Zn, b số mol Fe Phương trình: Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu (1) Mol: a a a 12 Phương trình: Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu (2) Mol: (0,3-a) (0,3-a) (0,3-a) 30,4 gam hỗn hợp kim loại gồm: Cu: 0,3 mol, Fe dư: [b – (0,3-a)] mol Ta có: 65a + 56b = 29,8 (*) 64.0,3 + 56.[b – (0,3-a)] = 30,4 (*)(*) Giải (*) (*)(*) ta được: a= 0,2, b = 0,3 0,3.56 %m = 29,8 100 = 56,37% ⇒ Chọn A Bài tập vận dụng: Câu 1: Cho 19,3 gam hỗn hợp bột gồm Zn Cu có tỉ lệ mol tương ứng : vào dung dịch chứa 0,2 mol Fe2(SO4)3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu m gam kim loại Giá trị m A 6,40 B 16,53 C 12,00 D 12,80 ( Câu 10-Mã đề 253- đề thi TSĐH khối A- năm 2010) Câu 2: Cho m gam hỗn hợp Zn Fe vào lượng dư dung dịch CuSO Sau kết thúc phản ứng,lọc bỏ dung dịch thu m gam chất rắn Thành phần % theo khối lượng Zn hỗn hợp ban đầu là: A 90,27% B 82,20% C 85,30% D 12,67% Câu 3: Cho hỗn hợp bột gồm 2,7gam Al 5,6 gam Fe vào 550ml dung dịch AgNO3 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn Giá trị m (biết thứ tự dãy điện hóa Fe3+/Fe2+ đứng trước Ag+/Ag) A 59,4 B 64,8 C 32,4 D 54 ( Câu 44-Mã đề 329- đề thi TSĐH khối A- năm 2008) Câu 4: Cho hỗn hợp rắn A gồm 5,6 gam Fe 6,4 gam Cu tác dụng với 300 ml dung dịch AgNO3 2M phản ứng hoàn toàn khối lượng chất rắn thu A 21,6 gam B 43,2 gam C 54,0 gam D 64,8 gam Fe Dạng Nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối Đây toán phức tạp làm cách xét trường hợp xảy - Nếu biết số mol kim loại cation chúng ta cần làm theo thứ tự phản ứng: Ví dụ: cho Mg Fe tác dụng với hỗn hợp Cu2+, Ag+ Cu2+ Mg Ag+ Fe 13 Phản ứng xảy đầu tiên: Mg + Ag + Nếu Mg dư hết Ag+: Mg + → Cu 2+ Mg 2+ → + Mg 2+ Ag + Cu 2+ Nếu Mg hết, dư Cu : Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu - Nếu số mol ban đầu phải dựa vào số ion tồn dung dịch sau phản ứng để dự đoán chất hết chất dư - Áp dụng phương pháp bảo tồn electron : ∑ne cho (2kimlo¹ i) = ∑ne nhËn (2muèi) Ví dụ 1: Cho hỗn hợp X có 0,15 mol Mg 0,1 mol Fe vào lít dung dịch Y chứa AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,15M Sau phản ứng cho chất rắn C, dung dịch D Thêm NaOH dư vào dung dịch D kết tủa Đem nung kết tủa khơng khí chất rắn E a Khối lượng C là: A 25,6 gam B 23,2 gam C 22,3 gam D 20,4 gam b Khối lượng E là: A 10 gam B 12 gam C gam D gam Hướng dẫn giải Ở tập đă biết số mol chất Chúng ta cần xét theo thứ tự phản ứng Mg + 2Ag 2+ → Mg 2+ + 2Ag (1) Số mol ban đầu: 0,15 mol 0,1 mol Số mol phản ứng: 0,05 mol 0,1 mol 0,05mol 0,1 mol Sau phản ứng: 0,1 mol 0,05mol 0,1 mol Sau phản ứng dư 0,1 mol Mg nên tiếp tục xảy phản ứng: Mg + Cu 2+ → Mg 2+ + Cu (2) Số mol ban đầu: 0,1 mol 0,15 mol Số mol phản ứng: 0,1 mol 0,1 mol 0,1mol 0,1 mol Sau phản ứng: 0,05 mol 0,1 mol 0,1 mol 2+ Sau phản ứng dư 0,05 mol Cu nên tiếp tục xảy phản ứng: Fe + Cu 2+ → Fe 2+ + Cu (3) Số mol ban đầu: 0,1 mol 0,05 mol Số mol phản ứng: 0,05 mol 0,05 mol 0,05mol 0,05 mol Sau phản ứng: 0,05 mol 0,05 mol 0,05 mol a Khối lượng C là: 14 Từ , ta thấy chất rắn C có: 0,1 mol Ag; (0,1 + 0,05) mol Cu; 0,05 mol Fe dư ⇒ mC = 0,1.108 + 0,15.64 + 0,05.56 + = 23,2 gam ⇒ Chọn B b Khối lượng E là: Dung dịch C có 0,15 mol Mg2+ -> 0,15 mol MgO 0,05 mol Fe2+ -> 0,025 mol Fe2O3 Vậy chất rắn E có 0,15 mol MgO; 0,025 mol Fe2O3 ⇒ mE = 0,15.40 + 0,025.160 = 10 gam ⇒ Chọn A Ví dụ 2: Cho hỗn hợp X có 0,15 mol Mg 0,1 mol Fe vào lít dung dịch Y chứa AgNO3 a M Cu(NO3)2 b M thấy dung dịch C thu màu hoàn toàn Sau phản ứng cho chất rắn D có khối lượng 20 gam Thêm NaOH dư vào dung dịch C kết tủa E gồm hiđroxit Đem nung kết tủa khơng khí chất rắn F có khối lượng 8,4 gam.(Các phản ứng xảy hoàn toàn) Giá trị a, b là: A a = 0,1M; b = 0,2M B a = 0,06 M; b = 0,05 M C a = 0,06 M; b = 0,15 M D a = 0,6 M; b = 0,15 M Hướng dẫn giải Trong toán phải biết: - Dung dịch C màu hoàn tồn Cu2+ hết - Do Ag+ phản ứng trước Cu2+ nên hết Ag+ 2+ 2+ - Dung dịch chứa ion kim loại Mg Fe Do Fe đă phản ứng nên Mg hết Tóm lại: Cu2+ hết, Ag+ hết, Mg hết, dư Fe Gọi c số mol Fe phản ứng, ta có: + Quá tŕnh cho e nhận e: Mg 0,15mol 2e → 0,3mol Mg 2+   0,15mol  2e → 2c mol Fe 2+ c mol Fe c mol - Ag + a mol + e → a mol Ag   a mol  Cu 2+ b mol - 2e → 2b mol Cu 2+  b mol   ⇒ ∑ n e cho = 0,3 + 2c     ⇒ ∑ n e nhËn = a + 2b ∑ n e cho = ∑ n e nhËn ⇒ 0,3 + 2c = a + 2b hay a + 2b - 2c = 0,3 15 + Chất rắn D có Ag (a mol), Cu (b mol) Fe (0,1 – c) mol dư: ⇒ m D = 108a + 64b + 56(0,1 - c) = 20 gam 108a + 64b - 56c = 14,4 2 + Chất rắn F có 0,15 mol MgO 0,5c mol Fe O Mg 2+ → Mg(OH)2 → MgO 0,15 mol Fe 2+ c mol → Fe(OH) 0,15 mol → Fe 2O3 0,5c mol ⇒m = 40.0,15 + 160.0,5c = 8,4 gam D ⇒ c = 0,03 mol Từ 1,2,3 ta có: a = 0,06 M; b = 0,15 M; c = 0,03 mol ⇒ Chọn C Bài tập vận dụng Câu 1: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg x mol Zn vào dung dịch chứa mol Cu2+và mol Ag+ đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch chứa ba ion kim loại Trong giá trị sau đây, giá trị x thoả mãn trường hợp trên? A 1,8 B 1,5 C 1,2 D 2,0 ( Câu 47-Mã đề 175- đề thi TSĐH khối A- năm 2009) Câu 2: Một hồn hợp X gồm Al Fe có khối lượng 8,3 gam Cho X vào lít dung dịch A chứa AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,2M Sau phản ứng kết thúc chất rắn B dung dịch C đă màu hoàn toàn B hồn tồn khơng tác dụng với HCl Số mol cưa Al, Fe hỗn hợp X A 0,1 mol; 0,1 mol B 0,1 mol; 0,2 mol C 0,2 mol; 0,2 mol D 0,1 mol; 0,1 mol Câu 3: Một hồn hợp X gồm 0,1 mol Al 0,1 mol Fe Cho X vào lít dung dịch Y chứa AgNO3 aM Cu(NO3)2 bM Sau phản ứng kết thúc chất rắn D có khối lượng 23,6 gam dung dịch E (màu xanh nhạt) Thêm NaOH dư vào dung dịch E kết tủa Đem nung kết tủa ngồi khơng khí đến khối lượng không đổi 24 gam chất rắn F Tính a,b A a = 0, 3M; b = 0, 5M B a = 0,2 M; b = 0,5 M C a = 0,1 M; b = 0,4 M D a = 0,4M; b = 0,1 M Câu 4: Cho 9,2 gam hỗn hợp X gồm Mg Fe vào dung dịch hỗn hợp AgNO Cu(NO3)2 thu chất rắn Y( gồm kim loại) dung dịch Z Hòa tan hết Y dung dịch H2SO4 (đặc , nóng, dư) thu 6,384 lít khí SO2 (sản phẩm khử S+6, đktc) Cho dung dịch NaOH dư vào Z thu kết tủa T Nung T khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 8,4 gam hỗn hợp 16 rắn Biết phản ứng xảy hoàn toàn Phần trăm khối lượng Fe X là: A 79,13% B 28,00% C 70,00% D 60,87% ( Câu 78- Mã đề thi 201- đề thi THPT Quốc gia năm 2017) 2.4 Kiểm nghiệm thực tế Trong thời gian hoàn thành SKKN mình, tháng năm 2019 q trình ơn thi THPTQG cho nhóm gồm 16 học sinh lớp 12A 1, trường THPT Hà Văn Mao cho học sinh làm đề kiểm tra trắc nghiệm gồm10 câu hỏi phần kim loại phản ứng với dung dịch muối với u cầu trình bày tóm tắt cách tìm đáp án có nội dung sau: Câu 1: Hoà tan hoàn toàn 28 gam bột Fe vào dung dịch AgNO dư khối lượng chất rắn thu A 108 gam B 162 gam C 216 gam D 154 gam Câu 2: Ngâm Zn dung dịch có hòa tan 4,16gam CdSO Phản ứng xong khối lượng Zn tăng 2,35% so với ban đầu Khối lượng Zn trước phản ứng A 1,30gam B 40,00gam C 3,25gam D 54,99gam Câu 3: Nhúng sắt vào dung dịch CuSO4, sau thời gian lấy sắt rửa sạch, sấy khô thấy khối lượng tăng 1,2 gam Khối lượng Cu bám vào sắt là: A 9,3 gam B 9,4 gam C 9,5 gam D 9,6 gam (Trích:Phương pháp giải nhanh tốn hóa học trọng tâm) Câu 4: Nhúng nhôm nặng 50 gam vào 400ml dung dịch CuSO4 0,5M Sau thời gian lấy nhôm cân nặng 51,38 gam Hỏi khối lượng Cu thoát bao nhiêu? A 0,64gam B 1,28gam C 1,92gam D 2,56gam (Trích:Phương pháp giải nhanh tốn hóa học trọng tâm) Câu 5: Cho m gam hỗn hợp Zn Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4 Sau kết thúc phản ứng, lọc bỏ dung dịch thu m gam chất rắn Thành phần % theo khối lượng Zn hỗn hợp ban đầu là: 17 A 90,27 % B 82,20 % C 85,30 % D 12,67 % Câu 6: Ngâm Zn có khối lượng gam V (ml) dung dịch Cu(NO 3)2 M Phản ứng xong khối lượng Zn giảm xuống 10% so với ban đầu Giá trị V A 50,00 B 0,05 C 0,20 D 100,00 Câu 7: Tiến hành hai thí nghiệm sau: - Thí nghiệm 1: Cho m gam bột Fe (dư) vào V1 lít dung dịch Cu(NO3)2 1M; - Thí nghiệm 2: Cho m gam bột Fe (dư) vào V2 lít dung dịch AgNO3 0,1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn, khối lượng chất rắn thu hai thí nghiệm Giá trị V1 so với V2 A V1 = V2 B V1 = 10V2 C V1 = 5V2 D V1 = 2V2 ( Câu 22-Mã đề 371- đề thi TSĐH khối B- năm 2008) Câu 8: Cho m gam kim loại Fe vào lít dung dịch chứa AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,1M Sau phản ứng người ta thu 15,28g rắn dung dịch X Giá trị m A 6,72 B 2,80 C 8,40 D 17,20 Câu 9: Cho hỗn hợp rắn A gồm 5,6 gam Fe 6,4 gam Cu tác dụng với 300 ml dung dịch AgNO3 2M phản ứng hoàn toàn khối lượng chất rắn thu A 21,6 gam B 43,2 gam C 54,0 gam D 64,8 gam Câu 10: Cho hỗn hợp gồm 1,2 mol Mg x mol Zn vào dung dịch chứa mol Cu2+và mol Ag+ đến phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch chứa ba ion kim loại Trong giá trị sau đây, giá trị x thoả mãn trường hợp trên? A 1,8 B 1,5 C 1,2 D 2,0 ( Câu 47-Mã đề 175- đề thi TSĐH khối A- năm 2009) Kết kiểm tra nhận thấy nhiều học sinh lúng túng cách trình bày lời giải em làm đơn giản nên kết đạt chưa cao Kết cụ thể sau: Số HS Điểm 9,10 Điểm 7,8 Điểm 5,6 Điểm 16 SL % SL % SL % SL % 0 6,25% 31,25% 10 62,5% Sau áp dụng SKKN để hướng dẫn cho học sinh, đến tháng năm 2019 cho em làm đề kiểm tra khác với độ khó đề kiểm tra tơi thấy đa số học sinh áp dụng phương pháp giải dạng tập học cách linh hoạt Các em tỏ tự tin thích làm tập dạng em thấy tập tổng hợp, làm tập dạng em có điều kiện rèn luyện khả tư nhanh, khả nhìn nhận vấn đề nhiều phương diện Kết đạt khả quan cụ thể sau: 18 Số HS 16 Điểm 9,10 SL % 12,5% Điểm 7,8 Điểm 5,6 SL % SL % 31,25% 50% Điểm SL % 6,25% Qua kết ta thấy sau áp dụng SKKN vào q trình ơn luyện cho học sinh khả giải tập em tốt rõ rệt PHẦN KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Khi áp dụng đề tài sáng kiến kinh nghiệm vào thực tế giảng dạy trường THPT Hà Văn Mao tơi thấy có kết tốt, tơi viết sáng kiến kinh nghiệm với mục đích trao đổi cách giải dễ hiểu, dễ vận dụng nhằm giúp em học sinh giải tốt dạng tập nhằm hướng tới kì thi THPT Quốc gia đạt kết cao Với mong muốn nên hi vọng đề tài nhỏ thầy giáo mơn Hóa em học sinh nhận xét, góp ý, từ rút cách giải hay, kinh nghiệm bổ ích phục vụ cho cơng tác dạy học mơn hóa học trở nên hiệu Với quy mô SKKN chưa thể đưa nhiều tập vận dụng cho học sinh, chưa đưa nhiều cách giải hay ngắn gọn SKKN tập trung sâu vào phần phương pháp giải toán chưa đưa nhiều câu hỏi lý thuyết có liên quan, phần hạn chế Tơi mong nhận ý kiến góp ý thêm cho đề tài 3.2 Kiến nghị - Đối với giáo viên: Nên áp dụng SKKN q trình ơn tập cho học sinh lớp 12 theo chuyên đề - Đối với nhà trường: Cần tổ chức ôn tập cho học sinh theo chuyên đề , chọn cử giáo viên giảng dạy theo chuyên đề cụ thể, để giáo viên tập trung nghiên cứu chuyên sâu chun đề phân cơng, tìm phương pháp thích hợp truyền đạt tới học sinh XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 18 tháng năm 2019 Tơi xin cam đoan SKKN viết, không chép nội dung người khác Ký ghi rõ họ tên 19 Trịnh Thị Nhài TÀI LIỆU THAM KHẢO Phương pháp giải nhanh tốn hóa học trọng tâm Tác giả: ThS Nguyễn Khoa Thị Phượng- Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, năm 2008 Đề thi tuyển sinh đại học,Cao đẳng mơn Hóa học từ năm 2007 đến năm 2014 khối A, B Đề thi THPT Quốc gia môn Hóa học từ năm 2015 đến năm 2018 đề thi thử THPT Quốc gia trường nước Phương pháp giải tốn hố vơ Tác giả:PGS.TS Nguyễn Thanh Khuyến- Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội, năm 2006 20 ...PHẦN GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 2.1 Cơ sở lí luận đề tài Để giải tốt tập kim loại tác dụng với dung dịch muối cần hiểu rõ khái niệm sau đây: - Điều kiện để kim loại tác dụng với dung dịch muối kim loại. .. Ag 2.3.2 Phân loại hướng dẫn giải Dạng Một 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... dung dịch chứa hỗn hợp nhiều muối Các tập đơn giản kim loại tác dụng với dung dịch muối, hai kim loại tác dụng với dung dịch muối, …có thể tính tốn theo thứ tự - Sử dụng phương pháp tăng giảm khối