Học sinh phải suy nghĩ và lựa chọn con đường đúng nhất và ngắn nhất để thực hiện (Vì chất điều chế được phải tinh khiết và về nguyên tắc nếu đi bằng con đường dài hơn nhưng không sai t[r]
(1)PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC THCS Giải tập định tính THCS
Bài tập định tính dạng tập phổ biến quan trọng chương trình hóa học THCS
I Cách giải tập lý thuyết:
Bài tập lý thuyết thường đưa câu hỏi dạng lý thuyết xoay quanh kiễn thức THCS khái niệm hóa học, thành phần cấu tạo, tính chất ứng dụng loại chất vô số chất hữu
1 Kiểu tập "Viết PTPU, thực biến hóa":
a Kiểu đơn giản nhất: "Cho biết cơng thức hóa học chất tham gia tạo thành sau phản ứng":
Ví dụ:
HgO -> Hg + O2
Zn + HCl -> ZnCl2 + H2 P + O2 -> P2O5
Al + HCl -> AlCl3 + H2
Thực chất loại tập rèn luyện kỹ cân phản ứng Đối với học sinh THCS, đặc biệt lớp khó đưa để giới thiệu với học sinh cách cân phương trình theo phương pháp thông thường Do học sinh THCS thường lúng túng nhiều thời gian để học thuộc hệ số đặt trước công thức hóa học chất phương trình hóa học
Chúng tơi xin giới thiệu cách viết phương trình đơn giản dùng để hồn thành hầu hết phương trình hóa học có chương trình phổ thơng theo bước sau:
+ Tìm cơng thức hóa học hợp chất có số nguyên tử lẻ cao cơng thức phức tạp phương trình (Tạm gọi chất A) + Làm chẵn hệ số A hệ số 2, 4, (Nếu dùng hệ số chưa thỏa mãn dùng hệ số chẵn cao hơn)
+ Cân tiếp hệ số cịn lại phương trình (Các đơn chất thực cuối cùng)
Thí dụ, phương trình nêu A HgO, HCl, P2O5, AlCl3 với hệ số đứng đầu
Các thí dụ khác:
Cân bằng: FeS2 + O2 -> Fe2O3 + SO2
(2)Vậy ta cần làm chẵn hệ số Fe2O3 Từ suy hệ số chất lại
Cân bằng: KMnO4 + HCl -> KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Chất A KMnO4 chất KMnO4, HCl, KCl có nguyên tố có số nguyên tử lẻ công thức KMnO4 phức tạp
Vậy ta cần làm chẵn hệ số KMnO4 -> Hệ số KCl, MnCl2 H2O -> Các hệ số lại
Cân bằng: HCl + MnO2 -> MnCl2 + Cl2 + H2O
Chất A HCl với hệ số (Nếu dùng hệ số không thỏa mãn vế phải có ngun tử Cl)
Có thể gặp hai trường hợp khơng thích ứng với cách làm trên: Cân số phản ứng oxi hóa khử phức tạp vài phương trình mà thân chất A không cần thêm hệ số chẵn vào nữa, song dạng không nhiều
b Kiểu tập bản: "Viết phương trình phản ứng cho biết chất tham gia phản ứng".
Ví dụ:
H2SO4 + Ba(NO3)2 -> HCl + AgNO3 ->
Trước hết cần tìm hiểu chất tham gia phản ứng thuộc loại chất học, đối chiếu với kiến thức lý thuyết để dự đoán sản phẩm phải thuộc loại chất (Tạo muối axit mới) Căn vào thành phần chất tham gia phản ứng để khẳng định thành phần chất tạo thành sau phản ứng
Ở mức độ cao cần xử lý tình phải lựa chọn chất tham gia phản ứng thích hợp, xét đến điều kiện để phản ứng xẩy phản ứng xẩy hoàn toàn Ví dụ:
Ba(NO3)2 + X -> BaSO4 + Y
Chất X hợp chất tan có gốc sunfat phân tử Cịn trường hợp:
Na2SO4 + X -> NaCl + Y
thì X phản muối clorua tan Y phải muối sunfat không tan nên cần phải lựa chọn kim loại phù hợp cho muối clorua kim loại (X) tan cịn muối sunfat kim loại phải khơng tan, ví dụ Ba: BaCl2 (X) BaSO4 (Y)
Hoặc trường hợp CaCO3 + X -> Ca(NO3)2 + X thỏa mãn HNO3 CaCO3 khơng tan c Kiểu tập: "Thực q trình biến hóa"
(3)FeCl2 -> Fe(OH)2 -> FeSO4 hay:
Tinh bột -> Glucozo -> Rượu etylic -> Axit axetic Thực theo bước sau:
+ Đánh số mũi tên viết lại thành PTPU riêng biệt: Fe -> FeCl3 (1)
FeCl3 -> Fe(OH)3 (2) Fe(OH)3 -> Fe2O3 (3) và:
(C6H10O5)n -> C6H12O6 (1) C6H12O6 -> C2H5OH (2) C2H5OH -> CH3COOH (3)
Phần viết nhanh mũi tên ứng với PTPU, sản phẩm phản ứng chất tham gia phản ứng Viết khoảng để bổ sung chất cịn lại, phương trình khó chưa làm để lại làm sau
+ Phần lại việc giải theo dạng trình bầy 2 Kiểu tập "Xét khả phản ứng xẩy ra":
Ví dụ: Cho chất: HCl, NaOH, BaSO4, MgCO3, K2CO3, Cu(NO3)2 NHững chất tác dụng với nhau? Viết PTPU
+ Trước hết cần xét xem loại chất thuộc loại hợp chất học xếp chúng vào nhóm riêng biệt:
1 HCl NaOH
3a BaSO4, MgCO3 3b K2CO3, Cu(NO3)2
+ Dựa vào tính chất loại hợp chất để xem xét khả xẩy phản ứng chất nhóm sau:
* Nhóm với nhóm * Nhóm với nhóm 3a, 3b * Nhóm với nhóm 3b
* Các chất nhóm 3b với
+ Dựa vào khả phản ứng chất cụ thể nhóm, thu hẹp khả xẩy phản ứng cặp chất nói viết được:
(4)K2CO3 + Cu(NO3)2 ->
+ Tiếp tục hoàn thành PTPU 3 Kiểu tập "Nhận biết chất":
Ví dụ 1: Hai chất sau đựng riêng biệt hai ống nghiệm CaO P2O5 Làm để nhận biết hai chất đó? Viết PTPU
+ Phân tích để hiểu tìm dấu hiệu khác hai chất cho: CaO: Oxit bazo, tan được, tác dụng với H2O tạo thành bazo
P2O5: Oxit axit, tác dụng với H2O tạo thành axit
+ Thực theo định hướng: Cho tác dụng với H2O thử môi trường quỳ tím
Ví dụ 2: Trình bầy phương pháp để nhận biết ba kim loại Al, Fe, Cu Viết PTPU
Ngoài cách làm trên, phân tích xây dựng sơ đồ để lựa chọn đường ngắn hợp lý (Có thể cần phân tích giấy nháp, cịn đề yêu cầu viết sơ đồ mà khơng cần PT cụ thể thuận lợi) sau trình bầy cách nhận biết chất kết hợp viết PTPU minh họa Sơ đồ nhận biết:
+ Dùng NaOH, tan Al, không tan Fe Cu + Dùng tiếp HCl, tan Fe, khơng tan Cu
Ví dụ 3: Trình bầy PPHH để nhận biết khí CO2, C2H4, CH4
Thông thường chất hữu hoạt động hơn, tác dụng với số chất đó, cần nhận biết trước hết chất vơ nhận biết chất hữu cịn lại tương tự phần
Trong trình bầy cần ngắn gọn, thuyết phục cách thực rõ ràng, chuẩn xác, kết luận mang tính khẳng định, nên dựa vào dấu hiệu có khơng phải dấu hiệu loại trừ:
+ Lần lượt cho khí sục vào dd nước vơi Có chất khí làm nước vơi vẩn đục, tạo kết tủa trắng dd CO2 (Khơng nên nói Chất thay cho Có chất khí)
CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + H2O
+ Lần lượt cho hai khí cịn lại sục vào dd Br2 lỗng Có chất khí làm dd Br2 mầu, C2H4
C2H4 + Br2 -> C2H4Br2 + Chất khí cịn lại CH4
4 Kiểu tập tách chất khỏi hỗn hợp:
Ví dụ 1: Có hỗn hợp bột kim loại Fe Cu Trình bầy PP tách riêng kim loại phản ứng dung
Lập sơ đồ tách:
(5)Đây loại tập đòi hỏi chuẩn xác cao (thu sản phẩm tinh khiết không bị mát nhiều) Với đối tượng học sinh khá, giỏi nên làm xác, triệt để Nếu thực Fe thu lẫn Zn mà khơng xử lý hay có phản ứng phụ dung dư lượng hố chất khơng xét đến, dễ làm sai lạc kết
Sơ đồ xác hơn: + Dùng HCl tách Cu
+ Cho bột Al dư vào dung dịch hỗn hợp FeCl2 HCl, xử lý hỗn hợp Al, Fe NaOH
Dùng HCl dễ viết PU lớp học phản ứng Al với kiềm
Ví dụ 2: Nêu PPHH làm khí: - Mêtan lẫn etilen
- Etilen lẫn khí CO2 - Metan lẫn axetilen
Thực tập tách chất khỏi lấy chất cịn loại bỏ chất Lấy trường hợp đầu làm ví dụ, trình bầy sau: Dẫn hh khí qua dung dịch Br2 dư, etilen bị giữ lại dd: CH2=CH2 + Br2 -> CH2Br-CH2Br
Khí cịn lại CH4
5 Kiểu tập điều chế chất:
Ví dụ Từ vơi sống CaO làm điều chế CaCl2, Ca(NO3)2 Viết PTPU xẩy ra?
Thực chất kiểu tập thực q trình biến hố cho biết chất đầu chất cuối Học sinh phải suy nghĩ lựa chọn đường ngắn để thực (Vì chất điều chế phải tinh khiết nguyên tắc đường dài khơng sai giải u cầu đề nhiều thời gian để viết phương trình dùng đến cách không cần thiết)
Xét tập trên: CaO -> CaCl2
Sẽ thấy CaO + 2HCl -> CaCl2 + H2O với điều kiện dùng dư dung dịch HCl (để phản ứng hoàn toàn) sau đun nóng (để nước axit dư bay hết), thu CaCl2 Tất nhiên không thực hiện:
CaO -> Ca(OH)2 -> CaCl2
Ví dụ Làm để biến Fe III oxit thành Fe III hidroxit Viết PTPU xẩy ra?
Ở thực dược biến đổi trực tiếp Fe2O3 -> Fe(OH)3 phải thực hiện, ví dụ:
(6)Có thể phải suy nghĩ lựa chọn cẩn thận gặp tập có nhiều yếu tố đan xen vào nhau, ví dụ: Từ chất Na2O, Fe2(SO4)3, H2O, H2SO4, CuO viết PTPU điều chế chất sau NaOH, Fe(OH)3, Cu(OH)2 Trình tự giải quyết:
+ Xác định chất cần điều chế:
-> NaOH -> Fe(OH)3 -> Cu(OH)2
+ Từ chất đầu, lựa chọn chất đầu thích hợp cho sơ đồ dựa vào nguyên tố kim loại phải có chất cần điều chế:
Na2O -> NaOH, Fe2(SO4)3 -> Fe(OH)3, CuO -> Cu(OH)2
Rồi tiếp tục tập phần biết vận dụng, kể dùng chất vừa điều chế (NaOH) để sử dụng cho phần
II Cách giải tập thực nghiệm:
Thực chất tập thực nghiệm tập lý thuyết, cách giải tập giống trình bầy Sự khác đề có yếu tố làm thực nghiệm, đặt học sinh vào tình cụ thể, có chọn lọc, có phải sáng tạo giải Do làm thí nghiệm, thực hành nên học sinh thường lúng túng, vận dụng điều lý thuyết học để phân tích, so sánh, dự đốn, tưởng tượng
Ví dụ Có thể dùng CuSO4 để phát xăng có lẫn nước không? Tại sao?
Vấn đề mấu chốt đặt kỹ thuật nhiều để có lẫn nước (một lượng nhỏ) loại xăng, dầu cần kiểm tra xem có lẫn nước xăng, dầu hay khơng Khi biết liên hệ với lý thuyết học CuSO4 khan mầu trắng, CuSO4.5H2O (CuSO4 khan gặp nước, dù với lượng nhỏ chuyển thành dạng muối ngậm nước) có mầu xanh học sinh tưởng tượng cách làm sau: Lấy xăng cần kiểm tra cho vào ống nghiệm khô, cho tiếp tinh thể muối CuSO4 khan vào lắc lên xem có thay đổi mầu sắc muối CuSO4 khơng
Ví dụ Để dập tắt đám cháy xăng dầu người ta không dùng nước mà dùng cát hay chăn ướt trùm lên lửa?
(7)Giải tốn hóa học THCS
Khi giải tốn hóa học THCS, nhiều học sinh thường cảm thấy khó khăn số nguyên nhân sau:
+ Các em chưa nắm vững định luật khái niệm hóa học, chưa hiểu đầy đủ ý nghĩa định tính định lượng kí hiệu hóa học, cơng thức phương trình hóa học
+ Các kỹ xác định hóa trị, lập cơng thức cân phương trinh HH yếu chậm
+ Một loạt nhỏ giúp cho việc khắc sâu kiến thức rèn kỹ như:
* Tính mol nguyên tử, phân tử Số nguyên tử, phân tử * Lập cơng thức tính theo công thức hợp chất
* Nồng độ dung dịch pha chế dung dịch
* Các phép tính có liên quan đến tỷ lệ phần trăm, hiệu suất
Do rèn luyện thường xuyên, học sinh có khả giải tập nhỏ trên, song lồng ghép vào tốn hóa học hồn chỉnh (Ví dụ tốn tính theo cơng thức phương trình hóa học có vận dụng nồng độ, hiệu suất ) lại qn hay khơng biết cách giải
+ Học sinh không nắm tính chất hóa học cần thiết để giải tốn phản ứng có xẩy khơng? Sản phẩm chất nào?
Dưới phân tích dạng tốn cụ thể THCS I. Các dạng toán bản:
1 Đặc điểm:
- Chỉ dựa vào PTPU đơn giản để tính tốn
- Cho biết lượng chất, tính lượng chất khác theo PTPU: + Cho lượng chất ban đầu, tính lượng sản phẩm thu + Cho lượng chất ban đầu, tính lượng chất tác dụng hết
+ Cho lượng sản phẩm thu được, tính lượng chất ban đầu cần dùng
2 Cách giải:
+ Đọc kỹ đề bài, tóm tắt để xác định rõ yếu tố cho cần tìm + Viết PTPU xẩy cân PT
+ Tìm liên hệ định lượng yếu tố cho cần tìm (Dựa vào đề PT, sử dụng đơn vị thich hợp)
+ Tính theo yêu cầu đề
3 Một số ví dụ:
(8)+ Tóm tắt: 13 gam Zn - H2SO4 loãng, dư -> V H2 = ? (đktc) + Viết PTPU: Zn + H2SO4 -> ZnSO4 + H2
+ Sự liên hệ: Cứ mol Zn phản ứng hết tạo thành mol H2 hay 65 gam Zn phản ứng hết tạo thành 22,4 lít H2 (đktc) + Tính tốn: Vậy 13 gam Zn x lít H2 đktc -> x = 22,4.13/65 = 4,48 lít
Những điểm cần ý:
+ Khi viết PTPU, đại lượng cho hỏi nên viết đầu cuối PT để có khoảng trống viết thêm lời điền lượng chất cơng thức chất PT
+ Khi tìm liên hệ định lượng chất, phải dựa vào tỷ lệ mol đổi đơn vị thich hợp Chỉ sau thành thạo dùng loại đơn vị thich hợp
+ Khi tính tốn nên ý dùng phép toán giản ước (Như 13 với 65 trên), làm giúp ích nhiều cho việc giải toán TN THPT sau theo cấu trúc Phát vấn đề - Giải vấn đề (Cảm giác tốt với số tốn đó)
Cách giải phần B:
0,1 mol HCl - Fe dư -> V H2 đktc PTPU: 2HCl + Fe -> FeCl2 + H2
Theo PT mol HCl tạo 22,4 lít H2 Vậy 0,1 mol HCl tạo x lít H2 -> x = 22,4.0,1/2 = 1,12 lít
Ví dụ Nung đá vơi thu vơi sống? Nếu hiệu suất đạt 90% vơi sống thu bao nhiêu?
Cách giải: hay 1000 kg CaCO3 -> mCaO = ?, mCaO = ? H = 90%
CaCO3 -> CO2 + CaO
Cứ 100 g CaCO3 thu 56 g CaO thực tế thu 90%.56 g CaO hay 100 kg - 56 kg - 90%.56 kg
Vậy 1000 kg - x kg - y kg x y hai đáp án cần tìm
Ví dụ Trung hịa dd NaOH dd HCl a Viết PTPU xẩy
b Nếu có 200 gam dd NaOH 10% phải dùng gam dd HCl 3,65% để trung hòa?
Cách giải:
Nếu xét riêng yếu tố định lượng liên quan đến nồng độ dd: 200 gam dd NaOH 10% -> mNaOH = 20 gam
(9)mHCl nguyên chất thực tế lại toán sau: 20 gam NaOH - + HCl -> Tính mHCl cần thiết
II. Một số dạng toán biến đổi thường gặp THCS.
1 Cho biết lượng chất, tính nhiều lượng chất khác theo PTPU:
Về thực chất dạng tốn có chung yếu tố định lượng Khi giải toán nên gộp lại cho gọn
Ví dụ Để điều chế oxit sắt từ cách oxi hóa sắt nhiệt độ cao Tính số gam Fe O2 cần dùng để điều chế 2,32 gam Fe3O4
Cách giải:
PTPU: 3Fe + 2O2 -> Fe3O4
Nếu làm tốn theo dạng cần tính tốn hai lần theo dạng sau:
3Fe -> Fe3O4 2O2 -> Fe3O4
Khi nên làm gộp lại theo lập luận sau:
Cứ 3.56 gam Fe tác dụng hết với 2.32 gam O2 điều chế 232 gam Fe3O4
Vậy x gam Fe - y gam O2 - 2,32 gam Fe3O4
Một số ví dụ tương tự như:
Ví dụ Khử 48 gam CuO khí H2 a Tính số gam Cu điều chế b Tính thể tích H2 đktc cần thiết
Ví dụ Hịa tan 1,12 gam Fe dd H2SO4 lấy dư Tính số mol muối tạo thành thể tích khí đktc
Ví dụ Đun 8,9 kg (C17H35COO)3C3H5 với lượng dư dung dịch NaOH
a Viết PTPU
b Tính lượng glyxerol sinh
c Tính lượng xà phòng thu phản ứng xẩy hoàn toàn xà phong chứa 60% theo khối lượng C17H35COONa
2 Đồng thời cho biết hai lượng chất tham gia phản ứng, tính lượng sản phẩm:
Khi đồng thời cho hai lượng chất tham gian phản ứng, phải hiểu toán rơi vào tình sau:
a Hai lượng chất cho tác dụng vừa hết, sau kết thúc khơng cịn lượng dư chất tham gia phản ứng Để tính lượng sản phẩm thu được, dùng hai lượng cho để tính tốn
(10)Để tính lượng sản phẩm thu được, phải dùng lượng chất ban đầu phản ứng hết để tính tốn, khơng tính theo lượng chất kia, chất dư sau phản ứng
Về mặt phương pháp, giải tốn sau:
+ Xác định xem có phải phản ứng xẩy hồn tồn khơng, để sau phân biệt với dạng tốn xẩy khơng hồn tồn, sản phẩm hai chất ban đầu chưa tham gia phản ứng hết
+ Chia toán thành hai phần độc lập giải theo trình tự:
* Tính toán với lượng chất cho để xem toán rơi vào trường hợp nào, thường gọi tính lượng chất thừa, thiếu
* Tính lượng sản phẩm thu
Phần tính lượng chất thừa, chất thiếu thực chất toán dạng bản, coi biết lượng ban đầu hai lượng chất cho tính lượng chất phản ứng hết với So sánh kết tính với lượng chất đầu cho để rút kết luận
Nếu tốn khơng u cầu tính lượng chất tham gia phản ứng cịn dư cần xét tỷ lệ so sánh số liệu để kết luận mà không cần tính cụ thể
Ví dụ Tính số gam nước sinh cho 8,4 lít H2 tác dụng với 2,8 lít O2 (Các thể tích đo đktc)
Cách giải:
PTPU: 2H2 + O2 -> 2H2O
Theo PTPU, lít H2 tác dụng hết với lít O2 (Tỷ lệ : thể tích) Vậy sau phản ứng phải cịn H2 dư tỷ lệ thể tích đề cho lớn lần * Việc dùng lượng chất ban đầu (Để từ tính lượng chất cần thiết để phản ứng hết với nó) khơng nên lấy mà cần xem xét để chọn, cho tính gọn, khơng bị lẻ
Ví dụ Cho 114 gam dd H2SO4 20% vào 400 gam dd BaCl2 5,2% Viết PTPU tính khối lượng kết tủa tạo thành
Cách giải:
+ Số gam H2SO4 nguyên chất: 20.114/100 = 22,8 gam (1) + Số gam BaCl2 nguyên chất: 5,2.400/100 = 20,8 gam (2) PTPU: BaCl2 + H2SO4 -> BaSO4 + 2HCl
Theo PTPU 208 gam BaCl2 tác dụng vừa đủ với 98 gam H2SO4 Dễ nhận thấy không nên dùng (1) mà dùng (2) với lượng chất 208 gam 20,8 gam BaCl2 tính nhẩm lượng H2SO4 cần dùng 9,8 gam
(11)Ví dụ Đốt cháy hồn tồn hỗn hợp khí gồm có CO H2 cần dùng 9,6 gam khí O2 Khí sinh có 8,8 gam CO2
a Viết PTPU xẩy
b Tính % hh khí ban đầu theo số mol theo khối lượng Hướng dẫn:
+ Sau viết PTPU, để thấy dạng từ lượng CO2 thu cần phải tính lượng CO O2 phản ứng với CO Tính lượng O2 phản ứng với H2 từ theo PT mà tính lượng H2