Hướng dẫn học sinh phân tích, xây dựng và sử dụng một số công thức tính nhanh khi giải bài tập axit sunfuric

MỤC LỤC Phần mở đầu…………………………………………………………… 1.1 Lý chọn đề tài……………………………………………………… 1.2 Mục đích nghiên cứu…………………………………………………… 1.3 Đối tượng nghiên cứu………………………………………………… 1.4 Phương pháp nghiên cứu…………………………………………….… Phần nội dung…………………………………………………… 2.1 Cơ sở lý luận sáng kiến kinh nghiệm……………………………… 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm… … 2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải vấn đề.………………………… 2.3.1 Cơng thức tính khối lượng muối sunfat thu hòa tan hết hỗn hợp kim loại H2SO4 loãng giải phóng H2……………………………… 2.3.2 Cơng thức tính khối lượng muối sunfat thu hòa tan hết hỗn hợp oxit kim loại H2SO4 loãng………………………………………… 2.3.3 Công thức tính khối lượng muối sunfat thu cho hỗn hợp kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng giải phóng khí SO2………………… 2.3.4 Cơng thức tính khối lượng muối sunfat thu cho hỗn hợp kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng, sản phẩm khử S………………… 10 2.3.5 Cơng thức tính khối lượng muối sunfat thu cho hỗn hợp kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng giải phóng khí H2S……………… 11 2.3.6 Cơng thức tính khối lượng muối thu hòa tan hết hỗn hợp gồm Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 H2SO4 đặc, nóng dư giải phóng khí SO2 13 2.3.7 Một số tập vận dụng 15 2.4 Hiệu quả sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp nhà trường…………………………………… 17 Phần kết luận, kiến nghị 18 3.1 Kết luận 18 3.2 Kiến 18 nghị 1 PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Hóa học mơn khoa học thực nghiệm kết hợp với lí thuyết Để học hóa học, học sinh phải nghiên cứu thơng tin, quan sát mơ hình, thí nghiệm thực hành…mới có thể nắm vững kiến thức, phát triển tư duy, rèn luyện kĩ làm việc có khoa học, biết vận dụng kiến thức đã học để giải vấn đề liên quan, biết cách giải tập trắc nghiệm vấn đề quan trọng Thông qua việc giải tập giúp học sinh hình thành, rèn luyện, củng cố kiến thức đã học cách có hệ thống, đồng thời phân loại dạng tập, dạng tốn hóa học, đưa cơng thức tính nhanh Từ đó, vận dụng phương pháp giải nhanh, công thức để có câu trả lời nhanh chóng, xác Trong q trình dạy học Hóa học trường trung học phổ thông, công tác giảng dạy, nâng cao chất lượng giáo dục vấn đề thiết thực cấp bách nay, đòi hỏi giáo viên phải đào sâu kiến thức, phân loại dạng tập, hướng dẫn học sinh sử dụng phương pháp thích hợp để giải tốn hóa học Nhằm giúp học sinh nắm vững kiến thức bản, phát triển tư duy, rèn trí thơng minh, đặc biệt lực tư linh hoạt, nhanh nhẹn, kĩ kĩ thuật để giải nhanh tập trắc nghiệm Hóa học Chính điều giúp tơi hồn thành sáng kiến [3] Từ năm 2007, Bộ Giáo Dục Đào Tạo đổi kiểm tra đánh giá chất lượng học sinh hình thức trắc nghiệm Một đề kiểm tra theo hình thức thường gồm nhiều câu hỏi với thời gian ngắn, khác với cách làm tự luận, địi hỏi học sinh phải tư nhanh, vận dụng phương pháp giải nhanh tập để có câu trả lời nhanh chóng, xác [3] Đặc biệt, từ năm 2017 Bộ Giáo Dục Và Đào Tạo đưa hình thức thi mới, với 50 phút thí sinh phải làm 40 câu trắc nghiệm khách quan, điều đòi hỏi thí sinh phải tư nhanh hơn, xác hơn, lập luận để đưa kết quả cách khoa học Thực tế qua thời gian giảng dạy tơi nhận thấy học sinh cịn gặp nhiều khó khăn chưa sử dụng cách có hiệu quả thời gian phương pháp làm tập trắc nghiệm, mà sử dụng phương pháp theo hướng tự luận Ví dụ: Cho gam hỗn hợp kim loại Mg Fe tan hoàn toàn dung dịch H2SO4 loãng, dư thấy có 2,24 lít khí (đktc) Khối lượng hỗn hợp muối sunfat khan thu là: A 4,2 gam B 2,4 gam C 13,8 gam D 13,6gam + Đa số em giải theo cách lập hệ phương trình sau: Phương trình hóa học phản ứng: Mg + H2SO4  MgSO4 + H2 (1) Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 (2) Gọi x,y số mol Fe Mg có 4g hỗn hợp 56x+24y=4 (a) Theo pt (1),(2): x+y=0,1 (b) Giải hệ phương trình (a) (b) � x=y=0,05(mol) m muoi =m MgSO4 +m FeSO4 =0,05.120+0,05.152=13,6(gam) + Hoặc có thể giải nhanh sau: n SO2- =n H2 =0,1(mol) m muoi =m kl +mSO2- =4+96.0,1=13,6(gam) + Theo tơi, tốn quen thuộc, ta có thể áp dụng cơng thức tính nhanh, sau đã chứng minh toán tổng quát: m muoi =m kl +96.n H =4+96.0,1=13,6(gam) Thật vậy, nhận thấy hóa học mơn học vơ thú vị, muốn giải tốn hóa học thường có nhiều phương pháp, vấn đề nên chọn phương pháp nhanh, phù hợp dể hiểu, chẳng hạn ví dụ [3] Tình hình thực tế vậy, nên tiết dạy luyện tập, ôn tập cho học sinh, Giáo viên cần hướng dẫn cho em biết sử dụng phương pháp giải để có đủ điều kiện tái hoàn thành kiến thức đã học, phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo việc vận dụng kiến thức để thực tốt làm kiểm tra Đặc biệt cần hướng dẫn em làm toán tổng quát, để em tự xây dựng nên công thức tính nhanh cho dạng bài, giúp em giải nhanh tập quen thuộc làm kiểm tra, thi [3] Với lí Tôi đã chọn đề tài: “Hướng dẫn học sinh phân tích, xây dựng sử dụng số cơng thức tính nhanh giải tập axit sunfuric” sở phương pháp từ sách tham khảo kinh nghiệm giảng dạy bản thân nhằm đáp ứng phần nhỏ yêu cầu dạy học Hóa học nhà trường kì thi 1.2 Mục đích nghiên cứu: Rèn luyện cho học sinh kỹ phân tích để xây dựng cơng thức tính nhanh cho tốn hóa học phần axit sunfuric - hóa học lớp 10 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Kỹ phân tích số tốn tổng qt để đưa cơng thức tính nhanh giúp giải nhanh dạng tốn hóa học quen thuộc 1.4 Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu sở lý thuyết - Nghiên cứu phương pháp giải tốn hóa học bản - Khảo sát dạng toán tổng quát NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm Như đã biết, hóa học mơn khoa học thực nghiệm kết hợp với lý thuyết, mơn học có nhiều tập định tính, định lượng Trong khn khổ tiết tập giáo viên không đủ thời gian để hướng dẫn học sinh giải tất cả tập đó, giáo viên có thể hướng dẫn số dạng điển hình, số cịn lại học sinh tự làm Tuy nhiên thực tế cho thấy nhiều học sinh gặp khó khăn, lúng túng phải làm Bởi để giúp học sinh có thể giải tập hóa học điều quan trọng trước tiên phải hướng dẫn cho học sinh biết cách phân tích toán để lựa chọn hướng giải phù hợp Đặc biệt hướng dẫn học sinh phân tích tồn tổng qt để thành lập cơng thức tính nhanh, giúp học sinh giải nhanh tập tương tự Hoạt động lặp lại nhiều lần trở thành kỹ phân tích để tìm hướng giải cho tốn hóa học Đồng thời, học sinh biết phân tích dạng tốn tổng qt hình thành em kĩ tư duy, phân tích khoa học để giải dạng tốn hóa học tương tự cách dể dàng 2.2 Thực trạng của vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm Đối với học sinh: Trong thực tế nhiều học sinh có thể giải tốn hóa học nhiều phương pháp giải khác Tuy nhiên, để rút toán tổng quát, lập cơng thức tính tổng qt em chưa làm Vì vậy, em giải tập thường nhiều thời gian, dù tập quen thuộc mà cần áp dụng công thức tính nhanh có thể tìm kết quả cách dể dàng Đối với giáo viên: Trong tiết tập thường quan tâm đến tập đơn lẻ cách giải tập mà chưa ý đến suy luận phân tích tốn hóa học tổng qt Rèn luyện kỹ phân tích để tìm cơng thức giải nhanh tốn hóa học tổng qt bước quan trọng mà nhiều giáo viên thường bỏ qua Vì việc rèn luyện cho học sinh biết phân tích, suy luận toán tổng quát thành lập nên cơng thức tính nhanh quan trọng cần thiết, để em giải tập cách nhanh có hệ thống Hậu quả thực trạng - Học sinh nhiều thời gian giải tốn hóa học, với cách thi không cho phép, học sinh phải làm 40 câu trắc nghiệm thời gian 50 phút - Kết quả học tập học sinh qua kiểm tra, thi cịn thấp so với mơn khác 2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải vấn đề Để giải nhanh tốn trắc nghiệm, ngồi việc nắm vững lí thuyết, viết phương trình hóa học phản ứng, học sinh phải nắm vững số phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm hóa học đồng thời phải có kĩ tính, kĩ phân tích, suy luận để xây dựng nên cơng thức tính nhanh áp dụng cho dạng tốn Sau Tôi giới thiệu số dạng tập quen thuộc thường gặp kiểm tra, thi phần axit sunfuric 2.3.1 Cơng thức tính khối lượng muối sunfat thu hòa tan hết hỗn hợp kim loại H2SO4 loãng giải phóng H2: Bài toán tổng quát: Cho kim loại M tác dụng hoàn toàn với dung dịch H 2SO4 loãng, dư Sau phản ứng thu H2 Tính khối lượng muối sunfat thu Hướng dẫn giải: Giáo viên lưu ý học sinh, kim loại M phải đứng trước H dãy hoạt động hóa học kim loại (trừ kim loại Pb) M có thể kim loại hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với H2SO4 � M2(SO4)n + nH2 PTPƯ: 2M + nH2SO4 �� Ta thấy: n SO2- =n H2SO4 =n H2 Áp dụng định luật BTKL: m muoi =m kl +mSO2- =m kl +96.n H m muoi =m kl +96.n H2 Như vậy: Với toán kim loại tác dụng với axit sunfuric loãng, ta đã thiết lập cơng thức tính nhanh khối lượng muối sunfat thu dung dịch Nhưng quan trọng hơn, học sinh phân tích tốn đưa cơng thức tính nhanh khối lượng muối, em đã hiểu rõ vấn đề có thể làm tập tương tự cách khoa học Ví dụ 1: Hịa tan hết 10 gam chất rắn X gồm Mg, Zn Al H 2SO4 loãng thu dung dịch Y 7,84 lit H (đktc) Cô cạn Y gam hỗn hợp muối khan? Giải Học sinh có thể áp dụng cơng thức tính nhanh vừa thành lập tính kết quả msunfat =10+96 7,84 =43,6(gam) 22,4 Ví dụ 2: Hồ tan hồn tồn 3,22 g hỗn hợp X gồm Fe, Mg, Zn lượng vừa đủ H2SO4 loãng thấy 1,344 lít H2 đktc dung dịch chứa m gam muối Giá trị m [2]: A 10,27g B.8.98 C.7,25g D 9,52g Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: m=3,22+96 1,344 =8,98(gam) 22,4 Ví dụ 3: Hịa tan hồn tồn 10,14 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al lượng vừa đủ dd H2SO4 loãng thu 7,84 lít khí A (đktc) 1,54 gam chất rắn B dung dịch C Cô cạn dung dịch C thu m gam muối khan, m có giá trị [1]: A 24,4gam B 4,22 gam C 8,6 gam D 42,2 gam Giải: Giáo viên lưu ý học sinh: Kim loại Cu không phản ứng với H 2SO4 loãng Sau áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: m=(10,14-1,54)+96 7,84 =42,2(gam) 22,4 Hoà tan hoàn toàn 0,52 gam hỗn hợp kim loại dung dịch H 2SO4 Ví dụ 4: loãng, dư Kết thúc thí nghiệm thu dd A V lít khí H (đktc) Cơ cạn dung dịch A thu 1,96 gam muối sunfat khan Giá trị V [1]: A 3,36 lít B 0,336 lít C 4,48 lít D 0,448 lít Giải : Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có : 1,96=0,52+96 V � V=0,336(lit) 22,4 Ví dụ 5: Cho 5,4g kim loại R tan hồn tồn H 2SO4 đặc nóng, phản ứng kết thúc thu 6,72 lít SO2 sản phẩm khử đktc Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng tìm kim loại R [1]? Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: m muoi =m kl +96.n SO2 =5,4+96 6,72 =34,2(gam) 22,4 Xác định kim loại R: +n R � R + n.e � n e.nhuong = 5,4.n MR 5,4 MR +6 5,4.n (mol) MR +4 S + 2.e � S � n e.nhan =0,6(mol) 0,6 0,3 Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có: 5,4.n =0,6 � M R =9.n � n=3,M R =27 MR Vậy R kim loại nhơm 2.3.2 Cơng thức tính khối lượng muối sunfat thu hòa tan hết hỗn hợp oxit kim loại H2SO4 loãng: Bài toán tổng quát: Cho oxit kim loại M hóa trị n tác dụng hồn tồn với dung dịch H2SO4 loãng, dư Sau phản ứng thu muối sunfat H 2O Tính khối lượng muối sunfat thu Hướng dẫn giải: Giả sử CTTQ oxit kim loại M là: M2On � PTPƯ: M2On + nH2SO4 �� M2(SO4)n + nH2O n H 2SO4 =n H 2O Ta thấy: Áp dụng định luật BTKL: m M2On +m H2SO4 =m muoi +m H2O � m muoi =m M2On +98.n H2 O -18.n H2O � m muoi =m M2On +80.n H2O  m muoi =m oxit +80.n H 2O n H 2O =n H 2SO4  Như vậy: Với toán oxit kim loại tác dụng với H2SO4 loãng, ta có cơng thức tính nhanh khối lượng muối thu dung dịch Công thức áp dụng cho hỗn hợp oxit kim loại M tác dụng với H 2SO4 tạo hỗn hợp muối sunfat Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 2,81g hỗn hợp gồm Fe 2O3, MgO, ZnO 500ml dd H2SO4 0,1M(vừa đủ) Sau phản ứng ,cô cạn dung dịch thu muối khan có khối lượng [2]: A 6.81g B 4,81g C.3,81g D.5,81g Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: � m muoi =2,81+80.0,05=6,81(gam) Ví dụ 2: Oxi hố 13,6 gam hỗn hợp kim loại thu m(gam) hỗn hợp oxit Để hoà tan hoàn toàn m(gam) oxit cần 500(ml) dd H2SO4 1M Tính m [1] A 18,4 g B 21,6 g C 23,45 g D Kết quả khác Giải: Giả sử hai kim loại tác dụng với H2SO4 loãng Ta có: � m muoi =m kl +mSO2- =13,6+96.0,5=61,6(gam) � m muoi =m+80.0,5=m+40 Mặt khác: � m = 61,6 – 40 = 21,6(gam) Ví dụ 3: Hồ tan 4,88g hỗn hợp A gồm MgO FeO 200ml dung dịch H2SO4 0,45M(loãng) phản ứng vừa đủ, thu dung dịch B Cô cạn dung dịch B thu m(gam) muối khan, tính m [1] Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: � m muoi =m+80.n H2SO4 =4,88+80.0,45.0,2=12,08(gam) Ví dụ 4: Cho 4,48g số oxit kim loại có hố trị khơng đổi tác dụng hết với 7,84g axit H2SO4 Sau phản ứng thu dung dịch chứa m(gam) muối Tính m [1] Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: � m muoi =m+80.n H 2SO4 =4,48+80 7,84 =10,88(gam) 98 2.3.3 Cơng thức tính khối lượng muối sunfat thu cho hỗn hợp các kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng giải phóng khí SO2: Bài toán tổng quát: Cho kim loại M tác dụng hồn tồn với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư Sau phản ứng thu khí SO2 Tính khối lượng muối sunfat thu Hướng dẫn giải: Hầu hết kim loại bị oxi hóa H2SO4 đặc, nóng (trừ kim loại Au, Pt) Lưu ý học sinh Al, Fe, Cr, Ni bị thụ động dung dịch H 2SO4 đặc nguội M có thể kim loại hỗn hợp kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng tạo khí SO2 � M2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O PTPƯ: 2M + 2nH2SO4 �� Ta thấy: n SO2- taomuoi = n H2SO4 =n SO2 Áp dụng định luật BTKL: m muoi =m kl +mSO2- taomuoi =m kl +96.n SO2 m muoi =m kl +96.n SO2 Ví dụ 1: Hịa tan 10,7 gam hỗn hợp kim loại gồm Fe, Mg, Al dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu 0,4 mol SO2 Cơ cạn dung dịch sau phản ứng , khối lượng chất rắn khan thu [1]: A 69,1 gam B 96,1 gam C 61,9 gam D 49,1 gam Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh vừa thiết lập, ta có: m muoi =m kl +96.n SO2 =10,7+96.0,4=49,1(gam) Ví dụ 2: Hịa tan hoàn toàn 16,3 gam hỗn hợp X gồm Mg, Al Fe dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 0,55 mol SO2 Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu muối khan có khối lượng [1]: A 82,9 gam B 69,1 gam C 55,2 gam D 51,8 gam Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh vừa thiết lập, ta có: m muoi =m kl +96.nSO2 =16,3+96.0,55=69,1(gam) Ví dụ 3: Cho 5,4g kim loại R tan hồn tồn H 2SO4 đặc nóng, phản ứng kết thúc thu 6,72 lít SO2 sản phẩm khử đktc Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng tìm kim loại R [1]? Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: m muoi =m kl +96.n SO2 =5,4+96 6,72 =34,2(gam) 22,4 Xác định kim loại R: +n R � R + n.e � n e.nhuong = 5,4 MR 5,4.n MR +6 +4 5,4.n (mol) MR S + 2.e � S � n e.nhan =0,6(mol) 0,6 0,3 Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có: 5,4.n =0,6 � M R =9.n � n=3,M R =27 MR Vậy R kim loại nhơm Ví dụ 4: Hoà tan hết 20(gam) hỗn hợp kim loại gồm Fe, Cu, Zn, Al, Mg dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu 13,44(lít) SO 2( sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng, khối lượng chất rắn khan thu A 69,1g B 66,7g C 77,6g D 91,6g Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: m muoi =m kl +96.n SO2 =20+96 13,44 =77,6(gam) 22,4 2.3.4 Công thức tính khối lượng muối sunfat thu cho hỗn hợp các kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng, sản phẩm khử S Bài toán tổng quát: Cho hỗn hợp kim loại M tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc, nóng, vừa đủ Sau phản ứng thu chất rắn S Tính khối lượng muối sunfat thu (M có thể kim loại hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với H2SO4) Hướng dẫn giải: Hầu hết kim loại bị oxi hóa H 2SO4 đặc nóng (trừ kim loại Au, Pt) Lưu ý học sinh Al, Fe, Cr, Ni bị thụ động dung dịch H 2SO4 đặc nguội � 3M2(SO4)n + nS + 4nH2O PTPƯ: 6M + 4nH2SO4 �� n SO2-taomuoi =3n S Ta thấy: Áp dụng định luật BTKL: m muoi =m kl +mSO2-taomuoi =m kl +96.3.n S =m kl +288.n S m muoi =m kl +288.nS Ví dụ 1: Hịa tan hồn tồn 11,9 gam hỗn hợp kim loại (Zn, Al) dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 7,616 lít SO2 (đktc), 0,64 gam S dung dịch X Tính khối lượng muối X [1] A 60,3 gam B 50,3 gam C 72,5 gam D 30,3 gam Giải: n SO2 = nS = 7,616 =0,34(mol) 22,4 0,64 =0,02(mol) 32 Áp dụng cơng thức tính nhanh vừa thiết lập, ta có: m muoi =m kl +96.n SO +288.n S =11,9+96.0,34+288.0,02=50,3(gam) Ví dụ 2: Cho 26,7(gam) hỗn hợp Zn, Mg tan hồn tồn H 2SO4 đặc, nóng(phản ứng vừa đủ) thu dung dịch X 6,4(gam) chất rắn khơng tan Tính khối lượng muối thu dung dịch [1] Giải: 6, nS = =0,2(mol) 32 Chất rắn không tan bột lưu huỳnh sinh ra: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: 10 m muoi =m kl +288.n S =26,7+288.0,2=84,3(gam) Ví dụ 3: Hịa tan hoàn toàn a(gam) hỗn hợp kim loại H2SO4 đặc, nóng (phản ứng vừa đủ) thu dung dịch X 6,4(gam) chất rắn không tan, cô cạn dung dịch X thu thêm 83,4(gam) muối khan Tính a [1] Giải: 6,4(gam) chất rắn không tan bột S: nS = 6, =0,2(mol) 32 Áp dụng công thức tính nhanh, ta có: m muoi =m kl +288.n S � 84,3=a+288.0,2 � a=26,7(gam) 2.3.5 Cơng thức tính khối lượng muối sunfat thu cho hỗn hợp các kim loại tác dụng với H2SO4 đặc, nóng giải phóng khí H2S Bài toán tổng quát: Cho kim loại M tác dụng hồn tồn với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư Sau phản ứng thu khí H2S Tính khối lượng muối sunfat thu (M có thể kim loại hỗn hợp nhiều kim loại tác dụng với H2SO4) Hướng dẫn giải: Hầu hết kim loại bị oxi hóa H 2SO4 đặc nóng (trừ kim loại Au, Pt) Lưu ý học sinh Al, Fe, Cr bị thụ động dung dịch H 2SO4 đặc nguội � 4M2(SO4)n + nH2S + 4nH2O PTPƯ: 8M + 5nH2SO4 �� Ta thấy: n SO2-taomuoi =4n H S Áp dụng định luật BTKL: m muoi =m kl +mSO2-taomuoi =m kl +96.4.n H 2S =m kl +384.n H 2S m muoi =m kl +384.n H2S Ví dụ 1: Cho 8,9g hỗn hợp Zn, Mg tan hồn tồn H 2SO4 đặc nóng thu dung dịch X 0,15 mol SO2 ; 0,01 mol S ; 0,005 mol H2S a) Tính khối lượng muối thu dung dịch b) Tính khối lượng kim loại hỗn hợp [1] Giải: a) Áp dụng cơng thức tính nhanh đã thiết lập dạng 3, dạng 4, dạng Ta có: m muoi =m kl +96.n SO2 +288.n S +384.n H 2S =8,9+96.0,15+288.0,01+384.0,005=28,1(gam) b) Gọi x,y số mol Zn, Mg hỗn hợp Ta có: 65.x + 24.y = 8,9 (1) 11 Áp dụng định luật bảo toàn electron: 2.x + 2.y = 0,15.2 + 0,01.6 + 0,005.8 = 0,4 (2) Giải hệ phương trình (1), (2) ta được: m Zn =0,1.65=6,5(gam) �x=0,1(mol) � �� � m Mg =0,1.24=2,4(gam) �y=0,1(mol) � Ví dụ 2: Cho 1,44g kim loại R tan hoàn tồn H 2SO4 đăc nóng thu 0,672 lít hỗn hợp SO2, H2S có tỉ khối so với H2 27 Tìm kim loại R tính khối lượng muối tạo thành dung dịch sau phản ứng [1]? Giải: Áp dụng phương pháp đường chéo, ta tính n SO2 =0,02(mol) � � � n H2S =0,01(mol) � Áp dụng cơng thức tính nhanh khối lượng muối, ta có: � m muoi =m kl +96.n SO2 +384.n H2S =1,44+96.0,02+384.0,01=7,2(gam) +n R � R + n.e � n e.nhuong = 1,44 MR 1,44.n MR 1,44.n (mol) MR +6 +4 � S + 2e � S � 0,04 0,02 � n enhan =0,04+0,08=0,12(mol) � +6 -2 �S + 8e � S � 0,08 0,01 Áp dụng định luật bảo tồn electron, ta có: n=2 � 1,44.n =0,12 � M R =12.n � � M R =24 MR � kim loại Mg Ví dụ 3: Cho 4,5g kim loại R tan hồn tồn H 2SO4 đặc nóng thu 2,24 lít hỗn hợp SO2, H2S có tỉ khối so với H 24,5 dung dịch X Tìm kim loại R tính khối lượng muối tạo thành dung dịch sau phản ứng [1]? Giải: Tương tự ví dụ 2: Ta tính m=28,5(gam) � � M R =27 � kim loại nhơm 12 Ví dụ 4: Hòa tan 30 g hỗn hợp số kim loại vào dung dịch H 2SO4 đặc nóng (dư), tới phản ứng kết thúc thu 3,36 lít SO 2, 3,2 gam S 0,112 lít H2S Xác định số mol H2SO4 đã phản ứng khối lượng muối tạo thành dung dịch sau phản ứng [1]? Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh, ta có: m muoi =m kl +96.n SO2 +288.n S +384.n H 2S 3,36 3,2 0,112 +288 +384 22,4 32 22,4 =75,12(gam) =30+96 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, lưu huỳnh, ta có: n H2SO4 =n SO2 +n S +n H 2S +3.n Fe2 (SO4 )3 3,36 3,2 0,112 75,12 + + +3 22,4 32 22,4 400 =0,8184(mol) = 2.3.6 Cơng thức tính khối lượng muối thu hịa tan hết hỗn hợp gồm Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 H2SO4 đặc, nóng dư giải phóng khí SO2 Bài toán tổng quát: Hòa tan hết hỗn hợp chất rắn gồm: Fe , FeO , Fe2O3 , Fe3O4 H2SO4 đặc, nóng, dư Sau phản ứng thu khí SO Tính khối lượng muối sunfat thu Hướng dẫn giải: Quy m(gam) hỗn hợp a(mol)Fe � � b(mol)Fe2O3 � t Fe +6H 2SO 4(d) �� � Fe (SO )3 +3SO +6H 2O a a 3a PTPƯ: 13 t Fe2O3 +3H 2SO 4(d) �� � Fe (SO )3 +3H 2O b b a � m muoi =400( +b) 2 m-56 n SO2 m-56a m 112 � a= n SO2 � b= = = n SO2 � 160 160 160 480 � n SO2 m 112 � m muoi =400( + n SO2 ) 160 480 400 = (m+16.n SO2 ) 160 � m muoi = 400 m hh +16.n SO2 160   � m muoi = 400 m hh +16.n SO2 160   Ví dụ 1: Cho 12,8 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng hồn tồn với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 4,48 lít khí SO ( đktc ) dung dịch X Tính khối lượng muối có X [1]? Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh vừa thiết lập, ta có: m muoi = 400 400 � 4,48 � m hh +16.n SO2 = 12,8+16 =40(gam) � 160 160 � 22,4 � �   Ví dụ 2: Cho 23,2 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 1,12 lít khí SO ( đktc ) dung dịch Y Tính khối lượng muối có Y [1]? Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh vừa thiết lập, ta có: m muoi = 400 400 � 1,12 � m hh +16.n SO2 = 23,2+16 =60(gam) 160 160 � 22,4 � � �   Ví dụ 3: Để 6,72 gam phoi bào sắt ngồi khơng khí, sau thời gian thu 7,68 gam hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Hịa tan hồn tồn hỗn hợp A dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu V lít khí SO 2(đktc) Tính V số mol H2SO4 tham gia phản ứng [1] Giải: Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe, ta có: 14 1 6,72 n Fe2  SO4  = n Fe = =0,06(mol) 2 56 � m Fe2  SO4  =0,06.400=24(gam) Áp dụng cơng thức tính nhanh vừa thiết lập: 400 m hh +16.n SO 160 400 � 24= 7,68+16.n SO2 160 � n SO2 =0,12(mol)  � m muoi =    � VSO2 =0,12.22,4=2,688(lit) Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố S: � n H2SO4 =n SO2 +3.n Fe2  SO4  =0,12+3.0,06=0,3(mol) Ví dụ 4: Để m gam Fe ngồi khơng khí, sau thời gian biến thành hỗn hợp X có khối lượng 12 gam gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe Hòa tan hết X vào dung dịch H2SO4 đặc thu 3,36 lít khí SO đo đktc Tính m số mol H2SO4 phản ứng [1]? Giải: Áp dụng cơng thức tính nhanh vừa thiết lập, ta có: 400 400 � 3,36 � � m Fe2  SO4  = m hh +16.n SO2  = 12+16 =36(gam)  � 160 160 � 22,4 � � 36 n Fe2 (SO4 )3 = =0,09(mol) 400 � n Fe =2.n Fe2 (SO4 )3 =0,18(mol) � m Fe =0,18.56=10,08(gam) Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Đối với Lưu huỳnh, ta có: n H2SO4 =n SO2 +3.n Fe2 (SO4 )3 =0,15+3.0,09=0,42(mol) Ví dụ 5: Hịa tan hồn tồn a gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 vào lượng dự dd axit H2SO4 đặc nóng ta thu 8,96lít khí SO2 ( đktc) dung dịch A Cô cạn dung dịch A thu 120 gam muối khan Giá trị a [1]: A 41,6gam B 46,1 gam C 64,1gam D 61,4 gam Giải: Áp dụng cơng thức, ta có: 400 � m muoi =  mhh +16.n SO2  160 400 8,96 � 120= (a+16 ) 160 22,4 � a=41,6(gam) 15 2.3.7 Một số tập vận dụng: Câu 1: Cho 18,2 gam hỗn hợp Mg, Al, Fe tác dụng vừa đủ với dd H 2SO4 loãng thu 85,4 gam hỗn hợp muối khan khí Tính khối lượng H2SO4 nguyên chất cần dùng [1] A 67,2 g B 68,6g C 76,2 D 72,6g Câu 2: Cho 3,6 g hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch H 2SO4 loãng dư thu 4,48 lít khí H2 (đktc) dd X Cô cạn dd X thu gam muối khan [1]? A 23,2 B 22,8 g C Kết quả khác D Không xác định Câu 3: Cho 14,5g hỗn hợp Mg, Fe, Zn tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 loãng thấy thoát 6,72 lít H2 (đktc) Cơ cạn dung dịch sau phản ứng khối lượng muối khan tạo [1]: A 34,3 g B 43,3 g C 33,4 g D 33,8 g Câu 4: Cho 12 gam hỗn hợp kim loại A, B có hóa trị khơng đổi tan hết dd H2SO4 đặc, nóng thu 5,6 lít khí SO2 đktc dung dịch X Khối lượng dung dịch X tăng hay giảm gam so với dung dịch H2SO4 ban đầu [1]? A giảm gam B tăng gam C giảm gam D tăng 12 gam Câu 5: Hịa tan hồn tồn 33,1 gam hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào dung dịch H 2SO4 loãng, dư thấy có 13,44 lít khí (đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m [1]: A 78,7 gam B 75,5 gam C 74,6 gam D 90,7 gam Câu 6: Hịa tan hồn tồn 10,14 gam hỗn hợp Cu, Mg, Al lượng vừa đủ dd H2SO4 loãng thu 7,84 lít khí A (đktc) 1,54 gam chất rắn B dung dịch C Cô cạn dung dịch C thu m gam muối khan, m có giá trị [1]: A 24,4gam B 4,22 gam C 8,6 gam D 42,2 gam Câu 7: Để a gam bột sắt ngồi khơng khí, sau thời gian chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 37,6 gam gồm Fe, FeO, Fe 2O3, Fe3O4 Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu 3,36 lít khí SO 2(đktc) Khối lượng a gam [1]: A 56 gam B 11,2 gam C 28 gam D 8,4 gam Câu 8: Hoà tan hoàn toàn 0,52 gam hỗn hợp kim loại dung dịch H 2SO4 loãng, dư Kết thúc thí nghiệm thu dd A V lít khí H (đktc) Cô cạn dung dịch A thu 1,96 gam muối sunfat khan Giá trị V [1]: A 3,36 lít B 0,336 lít C 4,48 lít D 0,448 lít Câu 9: Để a g bột sắt ngồi khơng khí, sau thời gian chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2g gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 Cho hỗn hợp A phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đậm đặc, nóng thu 6,72 lít khí SO (đktc) Khối lượng a [1]: A 22,4g B 25,3g C 11,2g D 56g 16 Câu 10: Để a(gam) bột sắt ngồi khơng khí, sau thời gian biến thành hỗn hợp X có khối lượng 18g gồm: Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 Hòa tan X vào dung dịch H2SO4 đặc nóng thu 6,72 lít SO2 đktc Hỏi a có giá trị sau [1]? A 16g B 15,96g C 10g D 20g Câu 11: Cho 13,5 gam hỗn hợp kim loại Al, Cr, Fe tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng nóng (trong điều kiện khơng có khơng khí), thu dung dịch X 7,84 lít khí H2 (ở đktc) Cô cạn dung dịch X (trong điều kiện khơng có khơng khí) m gam muối khan Giá trị m [2]: A 42,6 B 45,5 C 48,8 D 47,1 Câu 12: Hịa tan hồn tồn 2,43 gam hỗn hợp gồm Mg Zn vào lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, sau phản ứng thu 1,12 lít H (đktc) dung dịch X Khối lượng muối dung dịch X [2]: A 4,83 gam B 5,83 gam C 7,33 gam D 7,23 gam Câu 13: Hịa tan hồn tồn 20,88 gam oxit sắt dung dịch H2SO4 đặc, nóng thu dung dịch X 3,248 lít khí SO2(sản phẩm khử nhất, đktc) Cô cạn dung dịch X, thu m gam muối sunfat khan Giá trị m [2]: A 52,2 B 54,0 C 58,0 D 48,4 Câu 14: Cho 11g hỗn hợp Al, Fe tan hồn tồn H 2SO4 đặc nóng thu 4,032 lít hỗn hợp hai khí H2S, SO2 có tỉ khối so với H2 24,5 dung dịch X, cho NaOH dư vào dung dịch X thu m gam kết tủa, nung kết tủa tới khối lượng không đổi thu m gam chất rắn Tính % khối lượng kim loại hỗn hợp? Tính khối lượng muối tạo thành dung dịch X sau phản ứng Tính giá trị a m [1]? Câu 15: Để m gam Fe ngồi khơng khí, sau thời gian 7,2 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe Hòa tan hết X vào dung dịch H2SO4 đặc thu V lít khí SO2 (ở đktc) Tính m V biết số mol H 2SO4 đã pứ 0,2 (mol) [1] 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp nhà trường Qua việc thực đề tài với lớp THPT, đặc biệt khối 10 tiết dạy luyện tập, ôn tập cho học sinh Tôi nhận thấy em đã giải khó khăn làm bài, biết phân dạng loại tập, định hướng áp dụng phương pháp giải thích hợp, sử dụng cơng thức tính nhanh cách thành thạo Tiết kiệm thời gian làm bài, đặc biệt tránh sai sót, đem lại kết quả cao học tập Với bản thân, đề tài hệ thống kiến thức tổng hợp tập axit sunfuric Sự tìm tịi khám phá cơng thức tính nhanh, chứng minh, xây dựng đặc biệt phân tích để học sinh hiểu áp dụng trình lâu dài, đầu tư thời gian, cơng sức trí tuệ Sau hồn thành đề tài trên, bản thân có trăn trở, mong muốn có thể xây dựng nên hệ thống cơng thức tính nhanh đầy đủ hơn, khoa học áp dụng cho nhiều 17 dạng tập hơn, góp phần vào việc ôn luyện cho học sinh, nhằm đáp ứng nhu cầu học tập ngày cao học sinh Với đồng nghiệp nhà trường, việc xây dựng hệ thống cơng thức tính nhanh giúp cho đồng nghiệp nhà trường có thêm tài liệu dạy học mới, thành viên tổ có thể chia kinh nghiệm quý báu để sử dụng đề tài cách khoa học có hiệu quả PHẦN KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Một số dạng tốn tổng qt, phương pháp giải cơng thức tính nhanh đã trình bày nhằm giúp học sinh suy nghĩ, vận dụng cho thích hợp Cần lưu ý thầy, cô giáo phải lựa chọn tập phù hợp với lực đối tượng học sinh lớp dạy Với viết Tơi giới thiệu số cơng thức tính nhanh mà Tôi tâm đắc phần tập axit sunfuric, cịn ví dụ đưa có thể áp dụng cho đối tượng học sinh có học lực trung bình trở lên Điều quan trọng giúp cho em có hứng thú, có nhu cầu học tập u thích mơn Hóa học, từ em tự giác học tập Trên sở giáo viên nâng cao dần kiến thức cho em, tạo hứng thú tiếp cận với dạng tốn khó, phức tạp nhiều Khi làm đề tài với nhiều suy nghĩ, trăn trở, tâm hut q trình dạy học Tơi mong muốn có hiệu quả giúp cho học sinh THPT phần giải nhanh tập Giúp học sinh khỏi phải lúng túng việc lựa chọn phương pháp giải, tiết kiệm nhiều thời gian, đáp ứng nhu cầu thi cử theo hình thức trắc nghiệm Trên quan điểm cá nhân việc giới thiệu sáng kiếm kinh nghiệm “Hướng dẫn học sinh phân tích, xây dựng sử dụng số cơng thức tính nhanh giải tập axit sunfuric” mà Tôi đã thực Tôi mạnh dạn nêu nhằm giúp học sinh chuẩn bị tốt kì thi thầy cô trao đổi Hi vọng với phần kiến thức kinh nghiệm nhỏ bé tơi có thể góp phần nâng cao chất lượng dạy học hố học trường phổ thông Rất mong 18 góp ý bạn đồng nghiệp em học sinh để lần sau có kinh nghiệm quý báu Tôi xin chân thành cảm ơn! 3.2 Kiến nghị: Những giải pháp đổi thường liên quan đến nhiều vấn đề, nhiên thành công giải pháp phụ thuộc lớn vào yếu tố người Để đề tài thực mang lại hiệu quả, mạnh dạn đề nghị số vấn đề sau: * Đối với người dạy: - Thường xun tìm tịi để có giảng hay, tập thú vị lơi học sinh vào giảng * Đối với người học: - Phải thực yêu thích mơn học - Phải nắm vững kiến thức - Phải tích cực hợp tác với người dạy để hoạt động dạy - học đạt kết quả cao * Đối với các cấp quản lý - Thường xuyên quan tâm đến giáo viên, tạo điều kiện sở vật chất để giáo viên có thể áp dụng phương pháp vào giảng dạy - Có hình thức động viên khen thưởng kịp thời giáo viên học sinh có kết quả dạy – học tốt Trên sáng kiến kinh nghiệm năm học 2016 – 2017 Rất mong đóng góp ý kiến đồng nghiệp để việc dạy học hóa học trường THPT đạt kết quả ngày tốt XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày 25 tháng 04 năm 2017 Tơi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Tác giả Lê Xuân Đức 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tài liệu tham khảo từ internet Tuyển tập đề thi vào trường đại học – cao đẳng từ năm 2007 đến năm 2016 - Bộ GD & ĐT Trần Thị Thu Thạnh - Trường THPT Eahleo - Đắk Lắk – “Phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm hóa học” SKKN năm học 2010 – 2011 20 21 ... cử theo hình thức trắc nghiệm Trên quan điểm cá nhân việc giới thiệu sáng kiếm kinh nghiệm ? ?Hướng dẫn học sinh phân tích, xây dựng sử dụng số cơng thức tính nhanh giải tập axit sunfuric? ?? mà... làm kiểm tra, thi [3] Với lí Tơi đã chọn đề tài: ? ?Hướng dẫn học sinh phân tích, xây dựng sử dụng số cơng thức tính nhanh giải tập axit sunfuric? ?? sở phương pháp từ sách tham khảo kinh nghiệm... Đặc biệt hướng dẫn học sinh phân tích tồn tổng qt để thành lập cơng thức tính nhanh, giúp học sinh giải nhanh tập tương tự Hoạt động lặp lại nhiều lần trở thành kỹ phân tích để tìm hướng giải