Nhung sai lam gap phai trong pp quy doi

luyện thi đại học năm 2009 & 2010 luyện thi đại học năm 2009 & 2010 Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy đổi Trong đời sống hằng ngày chúng ta thờng xuyên dùng phép quy đổi để tiện cho việc thanh toán nh quy giá trị của hàng hóa ra tiền để trả tiền chứ không nh đổi hàng hóa ở thời trung cổ, đối với những tài sản giá trị lớn nh nhà, đất, thì quy ra giá trị vàng hoặc đôla để thanh toán. Trong hóa học ở nhiều trờng hợp phản ứng có những trờng hợp có những quá trình phản ứng diễn ra rất phức tạp nh trong phản ứng oxi hóa - khử chẳng hạn có nhiều phản ứng mà tất cả các chất trong cùng một hợp chất, hỗn hợp đều đóng vai trò là chất oxi hóa hoặc khử. Ví dụ: Hỗn hợp chứa FeO, Fe 3 O 4 , Fe 2 O 3 hoặc hỗn hợp chứa Fe, FeS và FeS 2 , Cho nên đối với những bài tập tính toán dạng này mà chúng ta dùng quá trình trao đổi electron thì sẽ rất là phức tạp, hay là trong những phản ứng cháy của polime, hoặc những phản ứng trong dung dịch Nếu giải theo cách thông thờng thì rất mất nhiều thời gian, thậm chí còn không giải đợc. Vì thế nảy sinh ra vấn đề là phải quy đổi để làm đơn giản hơn, thuận lợi hơn. Phơng pháp quy đổi là một phơng pháp biến đổi toán học nhằm đa bài toàn ban đầu là một hỗn hợp phức tạp về dạng đơn giản, qua đó làm cho các phép tính trở nên dễ dàng, thuận tiện. Vậy với phơng pháp quy đổi thì việc giải toán trở nên tơng đối là đơn giản. Nhng nếu chúng ta không biết cách áp dụng và hiểu rõ về bản chất của các phản ứng hóa học xảy ra trong dung dịch thì việc áp dụng phơng pháp này sẽ không tránh khỏi những sai xót. Chúng ta cùng nhau xét ví dụ sau Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 trong HCl d, sau phản ứng thấy tạo ra 12,7 gam FeCl 2 . Hỏi số gam FeCl 3 thu đợc là bao nhiêu? Hớng dẫn: Trớc tiên tôi xin đa ra theo hớng giải của phơng pháp quy đổi: Phơng pháp quy đổi nh thế nào? Với bài toán này thì chúng ta biết rằng hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 có thể có nhiều hớng quy đổi: ( Fe và Fe 2 O 3 ); ( Fe và FeO ); ( Fe và Fe 3 O 4 ); ( FeO và Fe 3 O 4 ); ( FeO và Fe 2 O 3 ); ( Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 ) hoặc thậm chí là chỉ một chất Fe x O y . Nhng không phải là cách giải trong các phơng pháp quy đổi trên là giống nhau mà nó cần phải chú ý dựa vào bản chất của phản ứng. Trong các phơng pháp quy đổi ở trên thì việc hiểu sai bản chất của phản ứng sẽ dẫn tới kết quả khác nhau. bản chất của phản ứng sẽ dẫn tới kết quả khác nhau. 1) Cách quy đổi 01: Quy đổi hỗn hợp X về: FeO và Fe 3 O 4 Ta có: { { { { { 2 3 4 2 3 2 2 x x y y y FeO FeCl Fe O FeCl FeCl + Gọi x và y lần lợt là số mol của FeO và Fe 3 O 4 => ta có: 72x + 232y = 11,2 gam (*) Mặt khác ta có: 2 = 0,1 mol (2*) FeCl n x y = + Từ (*) và (2*) => 3 0,075 2.0,025.(56 35,5.3) 8,125 0,025 gam FeCl x mol m y mol = = + = = 2) Cách quy đổi 02 : Quy đổi hỗn hợp X về : FeO và Fe 2 O 3 tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) trên đờng thành công không có bớc chân của kẻ lời biếng luyện thi đại học năm 2009 & 2010 luyện thi đại học năm 2009 & 2010 Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy đổi Ta có { { { { 2 2 3 3 2 2 x x y y FeO FeCl Fe O FeCl Gọi x và y lần lợt là số mol của FeO và Fe 2 O 3 => ta có 72x + 160y = 11,2 gam (*) Mặt khác 2 = 0,1 mol (2*) FeCl n x = Từ (*) và (2*) => y = 0,025 mol => 3 2.0,025.(56 35,5.3) 8,125 gam FeCl m = + = 3) Cách quy đổi 03: Quy đổi hỗn hợp X về: Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 Ta có { { { { { 3 4 2 3 2 2 3 3 2 2 2 x x x y y Fe O FeCl FeCl Fe O FeCl + Gọi x và y lần lợt là số mol của Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 => ta có 232x + 160y = 11,2 gam (*) Mặt khác 2 = 0,1 mol (2*) FeCl n x = Từ (*) và (2*) => y = -0,075 mol => 3 2 2 = 0,1.2 + 2.(-0,075) = 0,05mol FeCl n x y = + => 3 8,125 gam FeCl m = 4) Cách quy đổi 04 : Quy đổi về Fe x O y Fe x O y => (3x-2y)FeCl 2 + (2y-2x)FeCl 3 Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => 6 7 0,1 0,1 6 (56 16 ) 11,2 3 2 3 2 7 x y Fe O x n mol x y Fe O x y x y y = + = => = Vậy : Fe 6 O 7 + 14HCl => 4FeCl 2 + 2FeCl 3 + 7H 2 O Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => 2 0,05mol FeCl n = => 3 8,125 gam FeCl m = 5) Cách quy đổi 05: Quy đổi hỗn hợp X về: Fe và Fe 2 O 3 { { { { 2 2 3 3 2 2 x x y y Fe FeCl Fe O FeCl Gọi x và y lần lợt là số mol của Fe và Fe 2 O 3 => ta có 56x + 160y = 11,2 gam Ta có 2 0,1 mol FeCl n x = = => y = 0,035 mol => => 3 2.0,035.162,5 11,375 8,125 gam gam FeCl m = = 6) Cách quy đổi 06 : Quy đổi hỗn hợp X về : Fe và Fe 3 O 4 { { { { { 2 3 4 2 3 2 2 x x y y y Fe FeCl Fe O FeCl FeCl + Gọi x và y lần lợt là số mol của Fe và Fe 3 O 4 => 56x + 232y = 11,2 gam (*) Mặt khác 2 0,1 mol (2*) FeCl n x y = + = Từ (*) và (2*) => 3 3 7 44 2. .(56 35,5.3) 10,341 8,125 7 220 220 gam FeCl x mol m y mol = = + = = Tại sao ở hai phơng án quy đổi về : Fe và Fe 2 O 3 và Fe và Fe 3 O 4 lại có kết quả sai nh vậy ? Liệu chúng ta có sai lầm nào trong quá trình giải với hai cách quy đổi này hay không? tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) trên đờng thành công không có bớc chân của kẻ lời biếng luyện thi đại học năm 2009 & 2010 luyện thi đại học năm 2009 & 2010 Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy đổi Ta chú ý về vị trí của các cặp oxi hóa khử trong dãy điện hóa của các kim loại: 2 3 2 2 2 Fe H Fe Fe H Fe + + + + Ta căn cứ vào ý nghĩa của dãy điện hóa (hóa học 12), cặp chất nào càng ở xa nhau thì khả năng xảy ra phản ứng sẽ mạnh. Vậy thì khi đó giữa hai phản ứng : 2 2 2Fe H Fe H + + + + và 3 2 2 3Fe Fe Fe + + + thì phản ứng nào sẽ xảy ra đầu tiên? Phản ứng: 3 2 2 3Fe Fe Fe + + + sẽ xảy ra đầu tiên và sau khi hết Fe 3+ thì mới có phản ứng Fe + 2H + => Fe 2+ + H 2 Nhận xét; + Khi cho hỗn hợp: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 thì khi có khí H 2 thoát ra thì dung dịch thu đợc chỉ gồm có Fe 2+ . + Thứ tự phản ứng: Oxit sắt + axit; Sắt (III) + Sắt; Sắt + axit (chỉ xét với dung dịch axit HCl và H 2 SO 4 loãng) Khi đó bài toán trên với hai trờng hợp quy đổi trên ta sẽ tính toán nh sau: 5) Cách quy đổi 05: Quy đổi hỗn hợp X về: Fe và Fe 2 O 3 { { { { { 3 3 2 2 3 2 2 0,1 2 2 3 HCl y y x y Fe O Fe Fe Fe Fe + + + + Do có sự hình thành Fe 3+ nên Fe phản ứng hết Fe 3+ d Gọi x và y lần lợt là số mol của Fe và Fe 2 O 3 => ta có 56x + 160y = 11,2 gam Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => x = 3 0,1 mol => y = 120 7 mol => 3 0,1 2 .162,5 8,125 120 3 7 -2 gam FeCl m = = ữ 6) Cách quy đổi 06 : Quy đổi hỗn hợp X về : Fe và Fe 3 O 4 { { { { { { 3 2 3 4 2 3 2 3 2 2 2 3 y x x y y y Fe O FeCl FeCl Fe Fe Fe + + + + Do có sự hình thành Fe 3+ nên Fe phản ứng hết Fe 3+ d Gọi x và y lần lợt là số mol của Fe và Fe 3 O 4 => ta có 56x + 232y = 11,2 gam (*) Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => 3x + y = 0,1 mol (2*) Từ (*) và (2*) => 0,01875 0,04375 x mol y mol = = ( ) 3 2 2 .162,5 8,125 gam FeCl m y x = = Ngoài ra chúng ta còn có thể quy đổi về hỗn hợp chỉ chứa Fe và O. Gọi a và b lần lợt là số mol của Fe và O => 56x + 16y = 11,2 (*) Khi đó để thu đợc FeCl 2 và FeCl 3 thì: { { { { { { { { 2 0,1 0,1 0,1 2 3 2 0,1 3( 0,1) 0,1 2 2 3 (1) (3) (2) b b a a a Fe e Fe O e O Fe e Fe + + + Ta có 2 0,1 mol FeCl n = => ( ) ( ) /(1) /(1) /(1) /(2) 0,2 0,1 0,1 3 0,1 và n n Fe Fe e Fe Fe e n mol mol a mol n a mol = = = = Theo định luật bảo toàn electron ta có : 0,2 + 3.(a 0,1) = 2b <=> 3a 2b = 0,1 (2*) Từ (*) và (2*) = ta có a = 0,15 mol và b = 0,175 mol => 3 0,15 0,1= 0,05mol FeCl n = => 3 8,125 gam FeCl m = --------- & --------- tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) trên đờng thành công không có bớc chân của kẻ lời biếng luyện thi đại học năm 2009 & 2010 luyện thi đại học năm 2009 & 2010 Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy đổi Riêng với trờng hợp quy đổi thành Fe và FeO thì việc cho hai chất này tác dụng với HCl không thể tạo ra FeCl 3 . Vì khi đó thì bài toán sai hoàn toàn về bản chất hóa học. Nhng theo các bạn thì liệu rằng có thể làm đợc bài này hay không? Chúng ta có thể đa ra lựa chọn chất có khả năng biến thành Fe 3+ đợc không? Nếu chúng ta xác định đợc chất có khả năng tạo ra Fe 3+ thì bài toán có thể giải đợc? Các bạn hãy cùng suy nghĩ ? Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 11,2 gam hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 trong HCl d, sau phản ứng thấy tạo ra 12,7 gam FeCl 2 . Hỏi số gam FeCl 3 thu đợc là bao nhiêu? Với cách quy đổi hỗn hợp X về Fe và FeO [???] Ngoài ra với bài toán này chúng ta có thể áp dụng phơng pháp và cách làm sau: Sơ đồ hóa bài toán: 2 3 2 3 4 2 3 3 FeCl có m 12, 7 FeCl có m ? + = = FeCl HCl FeCl gam Fe O Fe FeO Fe O 2 0,1 FeCl n mol = Ta thấy: 2 2 thì khối lượng tăng thêm 2.35,5-16=55gamO Cl Đặt số mol của FeCl 3 là a mol. => tổng số mol ion là: 0,1.2 + 3.a (mol)Cl 2 hối lượng tăng thêm 55 gam 2mol Cl khối lượng tăng thêm 12,7+a.162,5-11,2gam 0,2 3 Cl K O amol + 2.(12,7 162,5 11,2) 55.(0,2 3 )a a + = + => a = 0,05mol => 3 8,125 FeCl m gam = Phơng pháp làm này chỉ đợc áp dụng khi lợng chất trong hỗn hợp chỉ phản ứng với lợng axit đã cho mà không có bất kì phản ứng nào khác. Và khi có những phản ứng khác xảy ra giữa các chất trong hỗn hợp với axit thì cách làm trên sẽ sai hoàn toàn. Và để chứng minh cho điều này và nhằm nhấn mạnh hiệu quả của phơng quy đổi chúng ta sẽ xét ví dụ sau: Ví dụ 1: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan vừa đủ trong 560 ml dung dịch HCl 1M, thu đợc 0,224 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH d, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. Xác định giá trị m. Ví dụ 2: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan trong lợng d dung dịch HCl 1M, thu đợc 0,224 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH d, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. Xác định giá trị m Nhận xét: Vậy là cùng với dạng toán là cho hỗn hợp sắt và các oxit tác dụng với dung dịch HCl d thì ta cũng sẽ có một bài toán khác. Nhng có thể nói đây là bài toán sẽ có tác dụng nhấn mạnh đợc việc hiểu rõ bản chất của các phản ứng hóa học xảy ra khi đề bài cho sự hình thành khí H 2 . Và đây cũng là điểm mấu chốt khiến cho không ít ngời sai lầm trong phơng pháp giải. Với bài toán này tôi mong rằng các em học sinh cũng nh các bạn đồng nghiệp cần phải chú ý tìm hiểu kỹ về bản chất phản ứng hóa học của một bài toán rồi hãy đa ra phơng pháp giải cho phù hợp. Tránh tình trạng hiểu sai bản chất về phản ứng, để rồi dẫn tới đa ra kết quả sai. Khi học xong dãy điện hóa của kim loại thì ta có đợc vị trí của các cặp oxi hóa khử, ta sẽ có vị trí cặp oxi hóa khử của sắt: 2 3 2 2 2Fe H Fe Fe H Fe + + + + tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) trên đờng thành công không có bớc chân của kẻ lời biếng luyện thi đại học năm 2009 & 2010 luyện thi đại học năm 2009 & 2010 Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy đổi Nh nhận xét đã nói ở trên: + Khi cho hỗn hợp: Fe; FeO; Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4 thì khi có khí H 2 thoát ra thì dung dịch thu đợc chỉ gồm có Fe 2+ . + Thứ tự phản ứng: Oxit sắt + axit; Sắt (III) + Sắt; Sắt + axit (chỉ xét với dung dịch axit HCl và H 2 SO 4 loãng) Vậy thì khi đó giữa hai phản ứng : 2 2 2Fe H Fe H + + + + và 3 2 2 3Fe Fe Fe + + + Thì phản ứng: 3 2 2 3Fe Fe Fe + + + sẽ xảy ra đầu tiên và sau khi hết Fe 3+ thì mới có phản ứng Fe + 2H + => Fe 2+ + H 2 Nếu chúng ta không lắm rõ đợc điều này thì việc giải toán và áp dụng các phơng pháp giải sẽ sai lầm. Trớc tiên tôi xin đa ra cách làm của bài toán theo hớng của phơng pháp quy đổi a) Hớng quy đổi 01 : Ta quy đổi hỗn hợp X về : Fe và Fe 2 O 3 với số mol lần lợt là a và b mol => 56a + 160b = 20 gam (*) Ta có các phơng trình phản ứng : Fe 2 O 3 + 6HCl => 2FeCl 3 + 3H 2 O b mol 2b mol Sau đó, do vị trí của cặp oxi hóa khử : 2 3 2 2 2Fe H Fe Fe H Fe + + + + Nên sẽ có phản ứng : 2FeCl 3 + Fe => 3FeCl 2 2b mol a mol Do có sự hình thành khí H 2 thì FeCl 3 sẽ phản ứng hết (a > b) sau đó có tiếp phản ứng của: Fe + 2HCl => FeCl 2 + H 2 mol a - b mol a - b mol Theo đề bài ta có: a b = 0,01 mol (2*) Từ (*) và (2*) => a = 0,1 mol và b = 0,09 mol Vậy tổng số mol của nguyên tử Fe là: a + 2b = 0,28 mol => 2 3 22,4 gam Fe O m = b) Hớng quy đổi 02: Ta quy đổi hỗn hợp về Fe và O với số mol lần lợt là a và b mol => 56a + 16b = 20 gam (*) Trong phản ứng của hỗn hợp X với dung dịch HCl thì sau cùng chỉ thu đợc Fe 2+ nên ta có: { { { { { { 2 2 2 2 2 0,02 0,01 2 2 2 2 0,02 2 2 (2*) o b b a a O e O Fe e Fe a b H e H + + + = + + Từ (*) và (2*) => a = 0,28 mol và b = 0,27 mol => 2 3 22,4 gam Fe O m = c) Hớng quy đổi 03: Quy đổi về hỗn hợp Fe và FeO với số mol lần lợt là a và b mol => 56a + 72b = 20 gam (*) { { { { 2 2 2 0,02 0,01 2 2 2 2 0,02 (2*) a a Fe e Fe H e H a + + + = Từ (*) và (2*) => a = 0,01 mol và b = 0,27 mol. Vậy tổng số mol của Fe là: a + b = 0,28 mol => KQ tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) trên đờng thành công không có bớc chân của kẻ lời biếng luyện thi đại học năm 2009 & 2010 luyện thi đại học năm 2009 & 2010 Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy đổi Đó là ba kết quả có đợc khi tiến hành theo phơng pháp quy đổi phân tử và quy đổi nguyên tử. Qua đó chúng ta có thể thấy đợc hiệu quả của phơng pháp quy đổi cùng với việc hiểu rõ bản chất phản ứng hóa học xảy ra khi áp dụng vào việc giải toán. Còn với các hớng và cách quy đổi khác nh: (FeO, Fe 2 O 3 ), thì nó sẽ khiến cho bài toán là phi thực tế do không có khả năng tạo ra khí H 2 . Vậy việc hiểu bản chất hóa học xảy ra trong một bài toán là rất quan trọng, nó sẽ quyết định xem chúng ta giải bài toán đó đúng hay sai. Còn nếu ta xét bài toán theo phơng pháp tăng giảm khối lợng thì nh thế nào? Ta có sơ đồ hóa bài toán: 0 2 3 4 2 3 dư kk dung dich D Kết tủa m gam rắn HCl NaOH t Fe H FeO Fe O Fe O + + Ta có Fe + 2HCl => FeCl 2 + H 2 H HCl n mol n mol = = 2 pứ 0,01 0,02 số mol HCl phản ứng với oxit là: 0,54mol Vậy khi đó O Cl 2 thay bằng 2 vậy khi đó số mol của O trong oxit là: 0,27 mol => m Fe = 20 0,27.16 = 15,68 gam => n Fe = 0,28 mol => Vậy khối lợng của Fe 2 O 3 là: 0,14.160 = 22,4 gam 24 gam Qua đây ta nhận thấy rằng có hai kết quả khác nhau? Vậy cách nào là cách sai? Và sai ở điểm nào? Ta phân tích chi tiết bài toán theo từng phơng trình: Khi cho hỗn hợp X gồm: Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 vào dung dịch axit HCl thì sẽ có các phản ứng sau: Fe 2 O 3 + 6HCl => 2FeCl 3 + 3H 2 O Fe 3 O 4 + 8HCl => 2FeCl 3 + FeCl 2 + 4H 2 O FeO + 2HCl => FeCl 2 + H 2 O Sau đó, do vị trí của cặp oxi hóa khử : 2 3 2 2 2Fe H Fe Fe H Fe + + + + Vậy khi đó sẽ có phản ứng giữa : 2FeCl 3 + Fe => 3FeCl 2 sau đó mới có phản ứng Fe + 2HCl => FeCl 2 + H 2 Khi ta bỏ qua phản ứng giữa FeCl 3 với Fe thì khi đó ta sẽ có cứ 2 O 2- sẽ bị thay thế bởi 2Cl - . Mà quên đi lợng Fe đã tham gia phản ứng với muối FeCl 3 khi đó kết quả của bài toán sẽ sai lệch đi một lợng do thiếu lợng Fe tham gia phản ứng này. Và ở bài toán này đã đợc khá nhiều tác giả giải và cho rằng cách trên là đúng. Họ cho rằng: Trong ví dụ này do sau phản ứng sắt không thay đổi số oxi hóa hoàn toàn thành số oxi hóa cao nhất mà nó lại bao gồm sắt có số oxi hóa là (+2) và (+3). Nên chúng ta sẽ không thể nào kết hợp đ - ợc phơng pháp bảo toàn electron với phơng pháp quy đổi để giải . Vậy ra cần chú ý rằng : Không phải bất cứ bài toán nào liên quan tới các oxit sắt cũng có thể giải bằng phơng pháp quy đổi kết hợp với phơng pháp bảo toàn electron. Chúng ta chỉ có thể áp dụng ph ơng pháp quy đổi đợc khi mà sắt thay đổi nên trạng thái 1 số oxi hóa. Với bài toán này chúng ta cũng vẫn sẽ dùng phơng pháp quy đổi nhng kết hợp với phơng pháp bảo toàn khối lợng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn điện tích Nh vậy là họ đã sai lầm và cha hiểu rõ bản chất của các quá trình phản ứng xảy ra trong dung dịch. -------------------- & -------------------- tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) trên đờng thành công không có bớc chân của kẻ lời biếng luyện thi đại học năm 2009 & 2010 luyện thi đại học năm 2009 & 2010 Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy đổi Vậy khi đó dữ kiện : vừa đủ trong 560 ml dung dịch HCl 1M này không cần dùng tới trong việc giải toán khi áp dụng phơng pháp quy đổi và bảo toàn electron. Nó chỉ đợc áp dụng khi sử dụng phơng pháp bảo toàn khối l- ợng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn điện tích. Với đề bài này chúng ta sẽ áp dụng phơng pháp bảo toàn khối lợng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn điện tích để giải khi mà chúng ta tìm đợc lợng Fe hoặc lợng FeCl 3 tham gia phản ứng với nhau. Phơng pháp giải khi áp dụng phơng pháp trên Ta có sơ đồ hóa bài toán: 0 2 3 4 2 3 dư kk dung dich D Kết tủa m gam rắn HCl NaOH t Fe H FeO Fe O Fe O + + Ta có Fe + 2HCl => FeCl 2 + H 2 H HCl n mol n mol = = 2 pứ 0,01 0,02 số mol HCl phản ứng với oxit là: 0,54mol Mặt khác ta có phản ứng: 2FeCl 3 + Fe => 3FeCl 2 Gọi a là số mol của Fe tham gia phản ứng => số mol của FeCl 3 là 2a mol Trong phản ứng giữa hỗn hợp X với axit thì 2H + + O 2- => H 2 O Vậy khi đó số mol của O trong oxit là: 0,27 mol => m Fe = 20 0,27.16 = 15,68 gam Theo định luật bảo toàn nguyên tố Fe ta có: 0,01.56 + 56a + 2a.56 = 15,68 => a = 0,09 mol Vậy tổ số mol của Fe sẽ là: 0,01 + 0,09.3 = 0,28 mol Vậy khối lợng của Fe 2 O 3 là 24,0 gam. Và cũng từ bài toán trên, chúng ta có thể biến đổi thành nhiều bài toán khác tơng đơng: Bài 1: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan vừa đủ trong 600ml dung dịch HCl aM, thu đợc V lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH d, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi thu đợc 24 gam chất rắn. Xác định giá trị V và a . Hớng dẫn: Ta có 2 3 0,15 0,3 0,2 Fe O Fe O n mol n mol n mol = = = Ta quy đổi hỗn hợp X về hỗn hợp chỉ chứa Fe và O. khi đó ta có các quá trình cho và nhận electron. { { { { { { 2 2 0,2 2.0,2 0,3 2.0,3 2 2 2 2 2.0,3 2.0,2 2 2 2 x=0,1 mol =>V=2,24 lit o x x O e O Fe e Fe x H e H + + + = + + Vậy khi đó ta sẽ dễ dàng tính đợc số mol axit phản ứng 2H + + O 2- => H 2 O và 2H + => H 2 là các phơng trình có sự tham gia của H + /HCl Vậy tổng số mol của HCl là: 0,1.2 + 0,2.2 = 0,6 mol => 1 HCl M C M = Bài 2: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan vừa đủ trong V ml dung dịch HCl 1M, thu đợc 2,24 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH d, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. Xác định giá trị V và m. Đáp số: V = 600 ml tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) trên đờng thành công không có bớc chân của kẻ lời biếng luyện thi đại học năm 2009 & 2010 luyện thi đại học năm 2009 & 2010 Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy đổi Bài 3: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan vừa đủ trong V ml dung dịch H 2 SO 4 1M, thu đợc 2,24 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH d, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. Xác định giá trị V và m. Đáp số: V = 300 ml và m = 24 gam Bài 4: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan trong 300 ml dung dịch H 2 SO 4 1M, thu đợc 2,24 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 d, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. Xác định giá trị m. Đáp số: 93,9 gam Bài 6: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 3 O 4 và Fe 2 O 3 hòa tan trong 200 ml hỗn hợp Y gồm: H 2 SO 4 1M và HCl 0,1M, thu đợc 2,24 lít H 2 (ở đktc) và dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 d, lọc kết tủa và đem nung ngoài không khí đến khối lợng không đổi thu đợc m gam chất rắn. Xác định giá trị m. Đáp số: 70,6 gam Bài 7: Bài toán gốc: (Trích trong ví dụ 01 Trang 38 Sách 16 phơng pháp và kĩ thuật giải nhanh Tác giả: Phạm Ngọc Bằng (chủ biên) Hòa tan hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe 2 O 3 vào dung dịch HCl d, sau phản ứng thu đợc dung dịch D. Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa . Lọc kết tủa, rửa sạch và đem nung nóng trong không khí đến khối lợng không đổi đợc m gam chất rắn Y. Giá trị m là A. 16,0 gam B. 30.4 gam C. 32,0 gam D. 48,0 gam Trên cơ sở đó ta có thể phát triển thành một số dạng bài tập khác tơng tự có độ phức tạp hơn nh: Bài 7: Hòa tan hỗn hợp X gồm 0,2 mol Fe và 0,1 mol Fe 2 O 3 vào dung dịch HCl d, sau phản ứng thu đợc dung dịch D và V lít khí (ở điều kiện tiêu chuẩn). Cho dung dịch D tác dụng với dung dịch NaOH d thu đợc kết tủa . Lọc kết tủa, rửa sạch và đem nung nóng trong không khí đến khối lợng không đổi đợc m gam chất rắn Y. Giá trị m và V là A. 16,0 gam và 2,24 lít C. 32,0 gam và 4,48 lít B. 32,0 gam và 2,24 lít D. 48,0 gam và 4,48 lít Ngoài ra các bạn có thể phát triển thêm thành nhiều dạng bài toán khác dựa trên cơ sở của bài toán gốc. Bài viết này đợc tôi viết trong thời gian ngắn, ngay sau khi phát hiện những sai lầm của các em học sinh và của một số bạn đồng nghiệp. Nên sẽ không tránh khỏi những thiếu xót. Rất mong ghi nhận đợc những ý kiến đóng góp về bài viết này. tỡm hiu v ng kớ hc, hóy gi in ti s 09798.17.8.85 (gp Thy Qunh) Biờn son v ging dy: Thy Ngụ Xuõn Qunh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com Website: hoahoc.org) trên đờng thành công không có bớc chân của kẻ lời biếng . Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy. Những sai lầm gặp phải trong giải toán Chuyên đề: Những sai lầm gặp phải trong giải toán Và hiệu quả của ph Và hiệu quả của ph ơng pháp quy đổi ơng pháp quy