SKKN kinh nghiệm giải bài tập về phản ứng giữa kim loại với axit nitric tạo muối amoni giúp học sinh THPT giải nhanh bài tập hóa học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT CẨM THỦY SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM GIẢI BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG GIỮA KIM LOẠI VỚI AXIT NITRIC TẠO MUỐI AMONI GIÚP HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THƠNG GIẢI NHANH BÀI TẬP HỐ HỌC Người thực hiện: Nguyễn Đức Hào Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn SKKN thuộc mơn: Hóa học THANH HỐ NĂM 2018 Mục lục Tên mục lục A MỞ ĐẦU Trang I Lí chọn đề tài II Mục đích nghiên cứu III Đối tượng nghiên cứu IV Phương pháp nghiên cứu B NỘI DUNG NGHIÊN CỨU I Cơ sở lí luận II Thực trạng vấn đề III Giải pháp tổ chức thực IV Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 17 C KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 18 I Kết luận 18 II Kiến nghị 18 Tài liệu tham khảo 19 A MỞ ĐẦU I Lí chọn đề tài Ở trường trung học phổ thơng, mơn hóa học mơn học bao gồm lí thuyết thực nghiệm Bài tập hoá học phương tiện cần thiết giúp học sinh nắm vững, nhớ lâu kiến thức bản, mở rộng đào sâu nội dung học Nhờ đó, học sinh hoàn thiện kiến thức, đồng thời phát triển trí thơng minh, sáng tạo, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo, lực nhận thức tư phát triển Thơng qua tập hố học giúp giáo viên đánh giá kết học tập học sinh Từ phân loại học sinh có kế hoạch ôn tập, củng cố kiến thức sát với đối tượng Trong dạng tập hóa học axit nitric ln có đề thi đề thi học sinh giỏi, đề thi đại học (nay gọi đề thi trung học phổ thông Quốc gia) Nitơ nguyên tố phi kim có nhiều số oxi hóa (-3, 0, +1, +2, +3, +4, +5) Trong phân tử axit nitric, nguyên tố nitơ có số oxi hóa +5 nên tham gia phản ứng hóa học với chất khử, axit nitric bị khử mức oxi hóa thấp nguyên tố nitơ Do đó, tập axit nitric có nhiều dạng, nhiều tập khó, học sinh dễ bị nhầm lẫn thường bị lúng túng phân tích đề, khơng xác định phản ứng tạo sản phẩm gì? đặc biệt phản ứng tạo muối amoni Do đó, phương pháp xác định sản phẩm phản ứng có tạo muối amoni hay không quan trọng Mấu chốt phương pháp học sinh phải phát vấn đề tập có phương pháp giải tập phù hợp Hiện tại, chưa có tài liệu nghiên cứu bàn sâu vào vấn đề này, đồng nghiệp học sinh trường chưa có kinh nghiệm để giải quyết, khắc phục nên chọn đề tài: “Kinh nghiệm giải tập phản ứng kim loại axit nitric tạo muối amoni giúp học sinh trung học phổ thông giải nhanh tập hố học” II Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề tài để giúp học sinh phân tích, giải nhanh, gọn nhất, tiết kiệm thời gian, từ gây hứng thú học tập cho học sinh III Đối tượng nghiên cứu Bài tập phản ứng kim loại axit nitric tạo muối amoni IV Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tôi nghiên cứu tài liệu sách, báo, đề thi học sinh giỏi tỉnh, đề thi trung học phổ thơng Quốc gia có liên quan, tổng hợp phân loại tập theo trình tự logic, phù hợp với trình nghiên cứu Phương pháp quan sát sư phạm: Nghiên cứu thực tiễn dạy học giáo viên học sinh trường THPT Cẩm Thủy nhằm tìm nhu cầu kiến thức cần thiết lĩnh vực hóa học vô Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Tôi tham khảo ý kiến thầy, cô giáo mơn, người có kinh nghiệm lĩnh vực Phương pháp toán học: Sử dụng phương pháp thống kê toán học để xử lý kết thu B NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Axit nitric Axit nitric HNO3 hoá chất quan trọng hàng đầu 1.1 Tính chất vật lí - Là chất lỏng, khơng màu, tan tốt nước - Trong điều kiện thường, dung dịch có màu vàng HNO3 bị phân hủy chậm: 4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2 Vì vậy, người ta phải đựng dung dịch HNO3 bình tối màu 1.2 Tính chất hóa học a HNO3 axit mạnh - Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ - Tác dụng với oxit bazơ (trong kim loại đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O: 2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O - Tác dụng với bazơ (trong kim loại đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O: 2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O - Tác dụng với muối axit yếu (trong muối kim loại đạt hóa trị cao nhất) → muối + axit mới: 2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O b HNO3 chất oxi hóa mạnh - Tác dụng với kim loại: + HNO3 phản ứng với hầu hết kim loại trừ Au Pt → muối nitrat + H2O sản phẩm khử N+5 (NO2, NO, N2O, N2 NH4NO3) M + HNO3 → M(NO3)n + H2O + NO2 (hoặc NO, N2O, N2, NH4NO3) + Sản phẩm khử N+5 tùy thuộc vào độ mạnh kim loại nồng độ dung dịch axit Thơng thường dung dịch đặc → NO2, dung dịch loãng → NO; dung dịch axit lỗng, kim loại mạnh N bị khử xuống mức sâu Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O + Khi cho kim loại hoạt động mạnh K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, … vào dung dịch HNO3 loãng thi phản ứng tạo muối NH4NO3: 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O Chú ý: Nếu cho Fe hỗn hợp Fe Cu tác dụng với dung dịch HNO mà sau phản ứng dư kim loại → dung dịch Fe thu dạng muối Fe2+ HNO3 đặc nguội thụ động với Al, Fe, Cr - Tác dụng với phi kim → NO2 + H2O + oxit phi kim axit tương ứng C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O - Tác dụng với chất khử khác (oxit bazơ, bazơ muối kim loại chưa có hóa trị cao ) 4HNO3 + FeO → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 4HNO3 + FeCO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2 1.3 Điều chế - Trong công nghiệp: NH3 → NO → NO2 → HNO3 4NH3 + 5O2 4NO + 6H2O 2NO + O2 → 2NO2 4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3 - Trong phòng thí nghiệm: H2SO4 (đặc) + NaNO3 (tinh thể) HNO3 + NaHSO4 1.4 Nhận biết - Đối với dung dịch HNO3: Làm quỳ tím hóa đỏ tác dụng với kim loại có tính khử yếu tạo khí màu nâu đỏ (dung dịch HNO đặc), tạo khí khơng màu hóa nâu khơng khí (dung dịch HNO3 lỗng) - Đối với ion nitrat: tác dụng với kim loại có tính khử yếu tạo khí khơng màu hóa nâu khơng khí 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 2NO↑ (không màu) + O2 → 2NO2 (màu nâu đỏ) 1.5 Ứng dụng Axit nitric hóa chất quan trọng Phần lớn axit dùng để sản xuất phân đạm Ngồi dùng để sản xuất thuốc nổ, thuốc nhuộm, dược phẩm Ion nitrat môi trường 2.1 Ion nitrat mơi trường axit có tính oxi hóa tương tự axit nitric Ví dụ: Cho bột đồng vào dung dịch hỗn hợp gồm HCl KNO thấy có khí khơng màu hóa nâu khơng khí: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O 2NO + O2 → 2NO2 2.2 Ion nitrat mơi trường bazơ có tính oxi hóa tạo amoniac Ví dụ: Cho bột nhơm vào dung dịch hỗn hợp gồm NaOH NaNO 3, đun nóng thấy có khí mùi khai ra: 8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 18H2O → 8Na[Al(OH)4] + 3NH3↑ Nếu Al NaOH dư có khí H2 ra: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑ 2.3 Ion nitrat mơi trường trung tính khơng có tính oxi hóa Ví dụ: Cho bột nhơm vào dung dịch NaNO3 khơng có phản ứng hóa học xảy II Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Qua theo dõi thực tế giảng dạy nhiều năm trường THPT Cẩm Thủy 2, nhiều đối tượng học sinh, kết hợp với việc tham khảo ý kiến đồng nghiệp giảng dạy môn, nhận thấy đa số học sinh dễ bị nhầm lẫn thường bị lúng túng phân tích đề khơng có hướng giải tập tính tốn phản ứng tạo muối amoni Trong trình làm tập học sinh, biểu dễ dàng nhận thấy như: Thứ nhất, chưa tự giác, chưa tích cực việc đào sâu nghiên cứu kiến thức, học mang tính đối phó, việc tìm tài liệu tham khảo học sinh hạn chế nên chưa hiểu sâu sắc kiến thức học Thứ hai, học sinh khơng tích cực học lớp với biểu cụ thể như: đóng góp ý kiến xây dựng bài, việc tham gia hoạt động học ghi cách thụ động, … Thứ ba, chưa có nhiều tài liệu hướng dẫn học sinh cách phát điểm mấu chốt tập để có hướng giải tập phù hợp Từ trạng dẫn tới kết là: Khi ôn thi học sinh giỏi, ôn thi THPT Quốc gia, trình làm tập axit nitric, học sinh thường trầm, tính tích cực tự giác học sinh khơng phát huy, học sinh làm kết quả, trí có học sinh khơng làm Nguyên nhân: Thực trạng tạo nên từ nhiều nguyên nhân khác như: Từ phía học sinh: Có thể ý thức tự giác học sinh chưa cao, trình độ học sinh hạn chế, chưa làm nhiều dạng tập nên kĩ giải tập hạn chế, … Từ phía giáo viên: Do cách hướng dẫn giải tập giáo viên chưa phù hợp, rườm rà, khó hiểu, khơng logic nên chưa khơi gợi hứng thú, tích cực cho học sinh Đơi có cách hướng dẫn giải tập giáo viên q khó khiến học sinh lúng túng, khơng tự tin làm tập khác tương tự Từ phía xã hội: Do xu xã hội có nhiều vấn đề khiến học sinh bận tâm như: việc yêu sớm, quan tâm gia đình, trang mạng xã hội (đặc biệt facebook), tệ nạn xã hội, Từ xu khiến học sinh giảm bớt hứng thú, động lực học tập Ngoài ra, việc thi theo hình thức trắc nghiệm mơn Hóa học lí phần đơng học sinh ngại giải tập đề dài khó Hơn nữa, hệ thống tập sách giáo khoa định hướng chung cho việc khai thác kiến thức bản, trình độ học sinh lại đa dạng, phân chia thành nhiều đối tượng khác nhau, nơi nào, lớp III Giải pháp tổ chức thực Khi tham gia phản ứng hoá học, tuỳ theo tác nhân khử nồng độ axit nitric, nguyên tố nitơ bị khử thành NO 2, NO, N2O, N2, NH4NO3 Trong đề tài trọng vào phản ứng tạo muối amoni Cơ sở lý thuyết - Trong năm gần đây, đề thi học sinh giỏi tinh đề thi Đại học (nay gọi trung học phổ thơng Quốc gia) có câu hỏi kim loại tác dụng với dung dịch chứa ion nitrat môi trường axit tạo muối amoni Phản ứng tạo muối amoni dạng tập hóa vơ vơ hay khó Nếu đề thi trước năm 2014 dừng lại việc tạo NH 4NO3 từ năm 2014 đến nay, mức độ khó tăng lên đáng kể Phản ứng tạo NH 4NO3 sau ion NO3 bị khử hết thành sản phẩm khác - Dấu hiệu nhận biết phản ứng tạo muối NH 4NO3: Khi cho kim loại hoạt động hóa học mạnh hỗn hợp chất rắn chứa kim loại hoạt động hóa học mạnh Ba, Ca, Mg, Al, Zn, vào dung dịch axit nitric lỗng phản ứng tạo muối amoni - Một số kinh nghiệm việc phân tích đề: + Khi cho kim loại hoạt động hóa học mạnh hỗn hợp chất rắn chứa kim loại hoạt động hóa học mạnh Ba, Ca, Mg, Al, Zn, vào dung dịch axit nitric loãng dung dịch hỗn hợp chứa đồng thời ion NO 3- H+ với kiện sau chứng tỏ phản ứng tạo thành dung dịch chứa ion NH4+: * Cho dung dịch kiềm vào dung dịch sau phản ứng đun nóng thấy khí mùi khai * Số mol electron nhường lớn số mol electron nhận để tạo khí (như N2O, NO, N2, H2) * Khối lượng muối thu theo lớn khối lượng muối kim loại * Số mol nguyên tố N HNO3 ban đầu lớn tổng số mol nguyên tố N muối kim loại sản phẩm khí + Khi cho kim loại vào dung dịch chứa đồng thời ion NO 3- H+ mà sản phẩm tạo thành có khí H2 chứng tỏ ion NO3- hết + Khi cho kim loại sắt hỗn hợp chất rắn chứa sắt, hợp chất sắt (II) vào dung dịch chứa đồng thời ion NO 3- H+ mà sản phẩm tạo thành có khí H chứng tỏ ion NO3- hết dung dịch thu chứa ion Fe2+, khơng có ion Fe3+ + Khi cho kim loại sắt hỗn hợp chất rắn chứa sắt, hợp chất sắt (II) vào dung dịch chứa đồng thời ion Cl -, NO3- H+, sau cho dung dịch AgNO3 vào dung dịch thu tạo thành kết tủa thường dung dịch thu chứa đồng thời ion Fe2+ Fe3+, kết tủa tạo thành gồm AgCl Ag: Ag+ + Cl- → AgCl↓ Ag+ + Fe2+ → Ag↓ + Fe3+ - Khi giải tập vấn đề nêu trên, cần kết hợp linh hoạt định luật bảo toàn (như bảo toàn khối lượng, bảo toàn ngun tố, bảo tồn electron, bảo tồn điện tích) để giải nhanh tập Bài tập minh họa 2.1 Bài tập axit nitric đề thi học sinh giỏi Câu 1: Cho 7,8 gam X gồm Al Mg vào lít HNO 1M dung dịch Y 1,792 lít hỗn hợp khí Z gồm N2 N2O (đktc) có tỉ khối so với H2 18 Cho từ từ dung dịch NaOH 1M vào Y đến lượng kết tủa khơng đổi cần 1,03 lít Cơ cạn dung dịch Y thu m gam muối Xác định m Biết q trình cạn khơng xảy phản ứng (Trích đề thi Casio Thanh Hóa năm học 2016 – 2017) Giải: Ta có : nZ = 0,08 mol; mZ = 0,08.2.18 = 2,88 gam Gọi số mol N2 N2O có hỗn hợp Z a b → a + b = 0,08 28a + 44b = 2,88 → a = b = 0,04 Sơ đồ phản ứng : Gọi số mol Al, Mg, NH4+ x, y, z → 27x + 24y = 7,8 (I) Bảo toàn electron: 3x + 2y – 8z = 10.0,04 + 8.0,04 = 0,72 (II) + + Lượng H phản ứng: 12H + 2NO3 + 10e → N2 + 6H2O 10H+ + 2NO3- + 8e → N2O + 5H2O 10H+ + NO3- + 8e → NH4+ + 3H2O Số mol H+ phản ứng = 10z + 12.0,04 + 10.0,04 = 10z + 0,88 mol Số mol H+ dư = – (10z + 0,88) = 0,12 – 10z mol Cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y : H+ + OH- → H2O NH4+ + OH- → NH3 + H2O Al3+ + 4OH- → Al(OH)4Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 Số mol OH- = 4x + 2y + z + (0,12 – 10z) = 1,03 mol (III) Từ (I), (II) (III) → x = 0,2; y = 0,1 z = 0,01 Cô cạn dung dịch Y thu 0,2 mol Al(NO3)3; 0,1 mol Mg(NO3)2 0,01 mol NH4NO3 có khối lượng = 0,2.213 + 0,1.148 + 0,01.80 = 58,2 gam Đáp số: m = 58,2 gam Câu 2: Hòa tan hồn tồn 3,6 gam Mg 500ml dung dịch HNO3 0,8M, phản ứng kết thúc thu 448 ml khí X (ở đktc) dung dịch Y có khối lượng lớn khối lượng dung dịch HNO ban đầu 3,04 gam Để phản ứng hết với chất có Y cần vừa đủ V ml dung dịch NaOH 2M Tính V (Trích đề thi HSG 12 tỉnh Hà Tĩnh năm học 2016 – 2017) Giải: Theo ra: nMg = 0,15 mol; = 0,4 mol; nX = 0,02 mol mX = mMg – mdd tăng = 3,6 – 3,04 = 0,56 gam → MX = 28 → X N2 Bảo tồn electron, ta có: = 0,0125 mol Sơ đồ phản ứng: Mg + HNO3 + N2 + H2O Bảo toàn nguyên tố nitơ, ta có: nHNO3(Y )  0,4  (2nMg  2nN2  2nNH4NO3 )  0,4 (0.3 0,02.2 0,0125.2)  0,035mol Cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y : H+ + OH- → H2O NH4+ + OH- → NH3 + H2O Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2 Số mol NaOH cần dùng: nNaOH = + + = 0,035 + 0,0125 + 2.0,15 = 0,3475 mol Thể tích dung dịch NaOH cần dùng: V = = 0,17375 lít = 173,75 ml Đáp số: V = 173,75 ml Câu 3: Hòa tan hồn tồn 216,55 gam hỗn hợp KHSO Fe(NO3)3 vào nước dung dịch X Cho m gam hỗn hợp Y gồm Mg, Al, MgO, Al 2O3 (trong oxi chiếm khối lượng) tan hết vào X, sau phản ứng kết thúc thu dung dịch Z chứa muối trung hòa 2,016 lít (đktc) hỗn hợp khí T có tổng khối lượng 1,84 gam gồm (H2 khí sản phẩm khử N +5), chiếm thể tích H2 nitơ chiếm khối lượng Cho BaCl2 dư vào Z thu 356,49 gam kết tủa Tìm giá trị m (Trích đề thi HSG 11 tỉnh Nghệ An năm học 2016 – 2017) Giải: Theo ra, ta có 0,09 mol hỗn hợp khí T gồm 0,04 mol H2 0,05 mol NaOb (là khí sản phẩm khử N+5) Trong NaOb có mN = 1,84 = 1,12 gam mO = 1,84 – 1,12 – 2.0,04 = 0,64 gam nên nN = = 0,08 mol → số nguyên tử N = = 1,6 nO = = 0,04 mol → số nguyên tử O = = 0,8 Vậy khí sản phẩm khử N+5 có cơng thức N1,6O0,8 Số mol BaSO4 = 1,53 mol � số mol KHSO4 = 1,53 mol � số mol H+ = 1,53 mol Từ 216,55 gam hỗn hợp KHSO4 Fe(NO3)3 � Số mol Fe(NO3)3 = 0,035 mol Do phản ứng tạo khí H2 nên NO3- hết Sơ đồ phản ứng: + Bảo toàn nguyên tố N: Lượng H+ pư: Theo phản ứng: 8H+ 2H+ 10H+ 2H+ → + + H2 O = 3.0,035 – 1,6.0,05 = 0,025 mol + 1,6NO3- + 6,4e � N1,6O0,8 + 4H2O + 2e � H2 + NO3- + 8e � NH4+ + 3H2O + O2- � H2O = 8.0,05 + 2.0,04 + 10.0,025 + 2.nO = 1,53 → nO = 0,4 mol Trong X, oxi chiếm 64/205 khối lượng nên: m = 0,4.16 = 20,5 gam 10 Đáp số: m = 20,5 gam Câu 4: Cho 12,56 gam hỗn hợp gồm Mg Mg(NO 3)2 tan vừa đủ dung dịch hỗn hợp chứa 0,98 mol HCl x mol KNO Sau phản ứng thu dung dịch Y chứa muối clorua 0,04 mol khí N Cô cạn cẩn thận Y thu m gam muối khan Tính m (Trích đề thi HSG 11 tỉnh Thanh Hóa năm học 2017 – 2018) Giải: Gọi y, z số mol Mg Mg(NO3)2 → 24y + 148z = 12,56 (1) Trong dung dịch Y có NH4+, = y + 2z (mol) Sơ đồ phản ứng: + → + N2 + H2 O Bảo toàn nguyên tố với N: n NH  x  2z  0, 08 (mol)  Bảo toàn điện tích Y: 2(y + z) + x + (x + 2z – 0,08) = 0,98 → x + y + 2z = 0,53 (2) Bảo toàn electron: 2y = 8(x + 2z – 0,08) + 10.0,04 → 4x – y + 8z = 0,12 (3) Giải hệ phương trình (1), (2), (3), ta được: x = 0,09; y = 0,4; z = 0,02 → m = 0,42.24 + 0,09.39 + 0,05.18 + 0,98.35,5 = 49,28 gam Đáp số: m = 49,28 gam 2.2 Bài tập axit nitric đề thi trung học phổ thông quốc gia Câu 1: Cho 7,65 gam hỗn hợp X gồm Al Al 2O3 (trong Al chiếm 60% khối lượng) tan hoàn toàn dung dịch Y gồm H 2SO4 NaNO3, thu dung dịch Z chứa muối trung hòa m gam hỗn hợp khí T (trong T có 0,015 mol H2) Cho dung dịch BaCl2 dư vào Z đến phản ứng xảy hoàn tồn, thu 11 93,2 gam kết tủa Còn cho Z phản ứng với NaOH lượng NaOH phản ứng tối đa 0,935 mol Giá trị m gần giá trị sau đây? A 2,5 B 3,0 C 1,5 D 1,0 (Trích câu 47 - Mã đề 357 – Đề thi THPT Quốc gia năm 2015) Giải: Theo ra, hỗn hợp X có 0,17 mol Al 0,03 mol Al2O3 Sơ đồ pư: Do phản ứng tạo khí H2 nên NO3- hết Số mol SO42- = số mol BaSO4 = 93,2/233 = 0,4 mol → số mol H2SO4 = 0,4 mol Ta có: nNaOH pư tối đa = mà + = 0,17 + 2.0,03 = 0,23 mol → = 0,015 mol Bảo toàn điện tích → số mol Na+ = 2.0,4 – 3.0,23 – 0,015 = 0,095 mol → số mol NaNO3 = 0,095 mol Bảo toàn nguyên tố H → số mol H2O = (2.0,4 – 4.0,015 – 2.0,015)/2 = 0,355 mol Khối lượng muối: mmuối = 0,23.27 + 0,095.23 + 0,015.18 + 0,4.96 = 47,065 gam Bảo toàn khối lượng: m = 7,65 + 0,4.98 + 0,095.85 – 47,065 – 0,355.18 = 1,47 gam → Chọn đáp án C Câu 2: Cho 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe(NO3)2, Al tan hồn tồn dung dịch chứa 3,1 mol KHSO4 lỗng Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y chứa 466,6 gam muối sunfat trung hòa 10,08 lít (đktc) khí Z gồm khí có khí hóa nâu ngồi khơng khí Biết tỉ khối Z so với He 23/18 Phần trăm khối lượng Al hỗn hợp X gần với giá trị sau đây? A 15 B 20 C 25 D 30 (Trích câu 25 - Đề thi minh họa Bộ năm 2015) Giải: Vì MZ ≈ khí lại phải H2 12 Sơ đồ pư: + KHSO4 → Y + Z + H2 O Gọi số mol NO H2 a b Theo ra: → Bảo toàn khối lượng: → = 66,2 + 3,1.136 – 466,6 – 0,45 = 18,9 gam = 1,05 mol Vì có Al nên Y chứa (NH4)2SO4: a (mol) Bảo toàn nguyên tố H  8a  2.1,05  0,4.2 3,1  a 0,025(mol ) Bảo toàn nguyên tố N → Số mol Fe(NO3)2 = 0,05 mol Bảo toàn nguyên tố Fe → Số mol Fe3O4 = (x + 2y – 0,05)/3 mol Bảo toàn nguyên tố Al → Số mol Al = 2z mol Khối lượng muối: 152 x  400 y  3,3  269,7  342z 466,6  152 x  400 y  342z 193,6 (1) Bảo toàn gốc SO42-: x  y  0,025  1,55  3z 3,1  x  y  3z 1,525 (2) Khối lượng X: 232 ( x  y  0,05)   54 z 66,2  323x  464 y  162 z 183,2 (3) Giải hệ (1), (2) (3) → x = 0,1; y = 0,275; z = 0,2 → m Al 0,4.27 10,8 Phần trăm khối lượng Al hỗn hợp X: Chọn đáp án A Câu 3: Thực phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp Al Fe 2O3 (trong điều kiện khơng có khơng khí) thu 26,15 gam hỗn hợp X Nghiền nhỏ, trộn chia X thành hai phần Cho phần tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu 1,68 lít khí H2 (đktc) 5,6 gam chất rắn khơng tan Hòa tan hết phần hai 850 ml dung dịch HNO3 2M, thu 3,36 lít khí NO (đktc) dung dịch chứa m gam 13 hỗn hợp muối Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m gần với giá trị sau ? A 113 B 95 C 110 D 103 (Trích câu 78 - Mã đề 202 – Đề thi THPT Quốc gia năm 2017) Giải: Phần : Bảo toàn electron → Chất rắn không tan Fe → nFe = 0,1 mol 2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe 0,1 0,05 0,05 0,1 m1 = (0,1 + 0,05).27 + 0,05.160 = 12,05 gam mp1/mhh = 12,05/36,15 = 1/3 → phần gấp đôi phần Phần : Bảo toàn H+: = 6.0,1 + 4.0,15 + 10 Bảo toàn nguyên tố H: = 1,7 → = 0,05 mol = (1,7 – 0,05.4)/2 = 0,75 mol Bảo toàn khối lượng: mmuối = 2.12,05 + 1,7.63 – 0,15.30 – 0,75.18 = 113,2gam Chọn đáp án A Câu 4: Cho lượng dư Mg tác dụng với dung dịch gồm HCl, 0,1 mol KNO 0,2 mol NaNO3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch X chứa m gam muối 6,272 lít hỗn hợp khí Y (đktc) gồm hai khí khơng màu, có khí hố nâu khơng khí Tỉ khối Y so với H 13 Giá trị m là: A 83,16 B 60,34 C 84,76 D 58,74 (Trích câu 78 - Mã đề 203 – Đề thi THPT Quốc gia năm 2017) Giải: Sơ đồ phản ứng : 14 Vì có khí hố nâu khơng khí NO MY = 26< 28 nên Y có H2 � NO3hết Gọi số mol NO H2 có Y x y Ta có: nY = x + y = 0,28 mY = 30x + 2y = 0,28.26 Giải hệ phương trình ta được: x = 0,24 y = 0,04 Bảo toàn nguyên tố N: = 0,3 – 0,24 = 0,06 mol Bảo toàn electron: 2nMg = + + � nMg = 0,64 mol Khối lượng muối có dung dịch X là: mMuối = + mKCl + + = 0,64.95 + 0,1.74,5 + 0,2.58,5 + 0,06.53,5 = 83,16 gam Chọn đáp án A Câu 5: Cho 9,6 gam Mg tác dụng với dung dịch chứa 1,2 mol HNO 3, thu dung dịch X m gam hỗn hợp khí Thêm 500 ml dung dịch NaOH 2M vào X, thu dung dịch Y, kết tủa 1,12 lít khí Z (đktc) Lọc bỏ kết tủa, cạn Y thu chất rắn T Nung T đến khối lượng không đổi, thu 67,55 gam chất rắn Biết phản ứng xảy hoàn toàn Giá trị m A 5,8 B 6,8 C 4,4 D 7,6 (Trích câu 80 - Mã đề 204 – Đề thi THPT Quốc gia năm 2017) Giải: Sơ đồ pư: Thêm dd NaOH vào dd X: X Số mol NH4NO3 = số mol NH3 = 1,12/22,4 = 0,05 mol Gọi số mol NaOH dư x → số mol NaNO2 = nNaOH đầu – nNaOH dư = – x → 40.x + 69.(1 – x) = 67,55 → x = 0,05 15 Bảo toàn nguyên tố N: nN = 1,2 – (1 – 0,05) – 0,05 = 0,2 mol Sự oxi hóa Sự khử Mg0 → Mg+2 + 2e N+5 + 5e → N0 O2- → O0 + 2e N+5 + 8e → N-3 Gọi số mol O hỗn hợp khí y Bảo tồn electron: 2.0,4 + 2.y = 5.0,2 + 8.0,05 → y = 0,3 Khối lượng hỗn hợp khí thu là: m = 14.0,2 + 16.0,3 = 7,6 gam → Chọn đáp án D Bài tập tự rèn luyện Câu 1: Hòa tan hồn toàn 21,5 gam hỗn hợp X gồm Al, Zn, FeO, Cu(NO 3)2 cần dùng hết 430 ml dung dịch H2SO4 1M thu hỗn hợp khí Y (đktc) gồm 0,06 mol NO 0,13 mol H2, đồng thời thu dung dịch Z chứa muối sunfat trung hòa Cô cạn dung dịch Z thu 56,9 gam muối khan Thành phần phần trăm Al hỗn hợp X có giá trị gần A 20,5% B 18,5% C 25,5% D 22,5% (Trích câu 25 – Mã đề 303 - Đề thi thử THPT QG Tỉnh Vĩnh Phúc - Năm 2017) Câu 2: Hòa tan hồn tồn m gam hỗn hợp X gồm Mg , Fe, FeCO 3, Cu(NO3)2 vào dung dịch chứa NaNO30,045 mol H2SO4, thu dung dịch Y chứa muối trung hòa có khối lượng 62,605 gam (khơng chứa ion Fe 3+) 3,808 lít (đktc) hỗn hợp khí Z (trong có 0,02 mol H 2) Tỉ khối Z so với O2 19/17 Thêm tiếp dung dịch NaOH M vào Y đến thu lượng kết tủa lớn 31,72 gam vừa hết 865 ml Mặt khác, thêm dung dịch BaCl vừa đủ vào dung dịch Y, lọc bỏ kết tủa dung dịch G, sau cho thêm lượng dư AgNO3 vào G thu 150,025 gam kết tủa Giá trị m A 26,5 B 27,2 C 22,8 D 19,8 (Câu 37 - Đề thi thử THPT QG trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng - Năm 2018) Câu 3: Hòa tan hết 30 gam rắn gồm Mg, MgO, MgCO HNO3 thấy có 2,15 mol HNO3 phản ứng Sau phản ứng kết thúc thu 4,48 lít (đktc) hỗn hợp khí NO, CO2 có tỷ khối so với H2 18,5 dung dịch X chứa m gam muối Giá trị m gần với giá trị sau đây? A 150,0 B 135,0 C 143,0 D 154,0 Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 3,60 gam Mg 500 ml dung dịch HNO 0,80M, phản ứng kết thúc thu 448 ml khí X (ở đktc) dung dịch Y có khối 16 lượng lớn khối lượng dung dịch HNO ban đầu 3,04 gam Để phản ứng hết với chất Y cần vừa đủ V ml dung dịch NaOH 2,00M Giá trị V A 156,25 B 167,50 C 230,00 D 173,75 (Câu 40 – Đề thi thử THPT QG Tỉnh Bắc Ninh - Năm 2018) Câu 5: Trộn m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Fe3O4, Cu CuO (trong nguyên tố oxi chiếm 12,82% theo khối lượng hỗn hợp X) với 7,05 gam Cu(NO 3)2, thu hỗn hợp Y Hoà tan hoàn toàn Y dung dich chứa đồng thời HCl; 0,05 mol KNO3 0,1 mol NaNO3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu dung dịch Z chứa muối clorua 3,36 lít (đktc) hỗn hợp khí T gồm N NO Tỉ khối T so với H2 14,667 Cho Z phản ứng với dung dịch Ba(OH) dư, kết thúc phản ứng thu 56,375 gam kết tủa Giá trị m gần với giá trị sau ? A 30,5 B 32,2 C 33,3 D 31,1 (Câu 80 – Đề thi thử THPT QG Đại học Vinh - Năm 2018) Câu 6: Hòa tan hồn toàn 5,22 gam hỗn hợp bột M gồm Mg, MgO, Mg(OH) 2, MgCO3, Mg(NO3)2 lượng vừa đủ 0,26 mol HNO Sau phản ứng kết thúc thu dung dịch X 0,448 lít hỗn hợp khí gồm N 2O CO2 Dung dịch X phản ứng vừa đủ với 250 ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng thu 6,96 gam kết tủa màu trắng Phần trăm theo khối lượng Mg(OH) hỗn hợp đầu gần A 44,44% B 22,22% C 11,11% D 33,33% (Câu 38 – Đề thi thử THPT QG trường THPT Chuyên Trần Phú- Hải Phòng - Năm 2018) Đáp án tập tự rèn luyện Câu Đáp án A B C D B C IV Hiệu sáng kiến kinh nghiệm Khi áp dụng đề tài qua khảo sát chất lượng ôn thi THPT Quốc gia chuyên đề kim loại phản ứng với axit nitric (theo hình thức trắc nghiệm 100%) hai lớp 12A (lớp thực nghiệm) 12B (lớp đối chứng), thân nhận kết khả quan hoạt động giáo dục thể qua mặt sau: Kết kiểm tra 15 phút: Lớp Sĩ số Giỏi Điểm 9, 10 SL Tỉ lệ % 12A 43 13 34,23 Khá Trung bình Yếu Kém Điểm 5, Điểm 7, Điểm 3, Điểm 0, 1, SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % 18 37,86 10 23,26 4,65 0,00 17 12B 34 2,94 15 44,12 12 35,29 17,65 0,00 Kết kiểm tra 45 phút: Lớp Sĩ số Giỏi Điểm 9, 10 SL Tỉ lệ % 12A 43 16 37,21 12B 34 5,88 Khá Trung bình Yếu Kém Điểm 5, Điểm 7, Điểm 3, Điểm 0, 1, SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % 18 41,86 16,28 4,65 0,00 14 41,18 12 35,29 17,65 0,00 Qua bảng kết cho thấy đề tài góp phần nâng cao đáng kể chất lượng ôn thi THPT Quốc gia học sinh lớp 12 trường THPT Cẩm Thủy Đề tài giúp em tích cực tự tin việc tìm kiếm hướng giải cho tập Từ chỗ lúng túng gặp tập, em biết vận dụng kĩ bồi dưỡng để giải thành thạo nhiều tập phức tạp Qua đề tài này, kiến thức, kĩ HS củng cố sâu sắc, vững hơn, kết ôn thi THPT Quốc gia học sinh lớp 12 nâng cao C KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ I Kết luận Trong trình thực đề tài nhận thấy, vận dụng phương pháp tập sắt hợp chất sắt giúp cho trình giảng dạy học tập mơn hố học thuận lợi nhiều q trình giải tốn ta khơng cần phải lập phương trình tốn học (vốn điểm yếu học sinh) mà nhanh chóng tìm kết đúng, đặc biệt dạng tập trắc nghiệm Việc sử dụng phương pháp giải giúp học sinh vận dụng nhuần nhuyễn định luật hoá học, biết phân tích kiện tập ứng dụng việc giải nhanh tốn hố học để đến kết cách ngắn gọn 18 Khi việc kiểm tra, đánh giá học sinh chuyển sang hình thức câu hỏi trắc nghiệm khách quan, tơi nhận thấy, trình tự học, học sinh tự tìm tòi, phát nhiều phương pháp khác giải tập hoá học Giúp cho niềm hứng thú, say mê học tập học sinh ngày phát huy Đề tài mở rộng nghiên cứu “phân dạng phương pháp giải tập axit nitric muối nitrat” II Kiến nghị Giáo viên mơn hóa học cần tích cực học tập, tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu để có thêm phương pháp giải cho loại tập hóa học Cần vận dụng phương pháp giải nhanh cách linh hoạt cho tập cụ thể Trên kinh nghiệm mà thân tơi rút q trình giảng dạy Phương pháp có ưu điểm, nhược điểm, nên cần vận dụng sáng tạo phương pháp hay kết hợp đồng thời phương pháp giải cách hợp lý Vì tơi mong đóng góp ý kiến bổ sung quý thầy, cô XÁC NHẬN Thanh Hóa, ngày 12 tháng 04 năm 2018 CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Nguyễn Đức Hào Tài liệu tham khảo Sách giáo khoa hóa học lớp 11, 12 Sách tập hóa học lớp 11, 12 Phát triển tư sáng tạo cho học sinh thông qua tập hoá học (tác giả Nguyễn Quang Vinh) Phương pháp giải nhanh toán hoá học THPT (tác giả TS Phùng Ngọc Trác) 19 Phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm hoá học (tác giả Lê Phạm Thành) Phương pháp giải nhanh toán hoá học THPT (tác giả Cao Thiên An) Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm (tác giả Nguyễn Thị Khoa Phượng) 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh (Phạm Ngọc Bằng chủ biên) Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh tỉnh Thanh Hóa, Hà Tĩnh, Nghệ An 10.Đề thi THPT Quốc gia Bộ giáo dục năm 2015, 2017 đề thi minh họa Bộ giáo dục năm 2015 11.Đề thi thử THPT Quốc gia tỉnh, trường THPT trường Đại học Mẫu (2) 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 Đức Hào Chức vụ đơn vị công tác: Tổ trưởng chuyên môn, trường THPT Cẩm Thủy 20 TT Tên đề tài SKKN 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 Cấp tỉnh C 2016 Kinh nghiệm phát vấn đề giải vấn đề tập hay khó sắt giúp học sinh trung học phổ thơng giải nhanh tập trắc nghiệm hố học 21 ... đề tài: Kinh nghiệm giải tập phản ứng kim loại axit nitric tạo muối amoni giúp học sinh trung học phổ thông giải nhanh tập hố học II Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu đề tài để giúp học sinh phân... học sinh phân tích, giải nhanh, gọn nhất, tiết kiệm thời gian, từ gây hứng thú học tập cho học sinh III Đối tượng nghiên cứu Bài tập phản ứng kim loại axit nitric tạo muối amoni IV Phương pháp... biết phản ứng tạo muối NH 4NO3: Khi cho kim loại hoạt động hóa học mạnh hỗn hợp chất rắn chứa kim loại hoạt động hóa học mạnh Ba, Ca, Mg, Al, Zn, vào dung dịch axit nitric lỗng phản ứng tạo muối