Chủ đề 1 những con đường biến hóa tinh tế trong hóa học

CHỦ ĐỀ NHỮNG CON ĐƯỜNG BIẾN HÓA TINH TẾ TRONG HĨA HỌC Trước hết để hiểu áp dụng đường biến hóa hóa học xin mời bạn theo dõi so sánh sau đây: Tư hóa học tự luận cổ điển Tư hóa học đảo chiều đại + Chú tâm đến phản ứng hóa học + Xem tốn hệ kín + Viết phương trình phản ứng sau Nghĩa thơng số khối lượng, dựa vào phương trình phản ứng điện tích bảo tồn Nó để suy yếu tố cần thiết chuyển hóa lẫn + Mất nhiều thời gian để cân + Tốc độ xử lý nhanh cần quan viết phương trình Bên cạnh có tâm tới yếu tố cần thiết, không cần nhiều yếu tố phương trình ta quan tâm tới phương trình hóa học không cần quan tâm phải + Phát triển sáng tạo viết đầy đủ phương trình não việc tìm hướng giải + Điều nguy hiểm hạn chế hay nhiều khả sáng tạo não tính dập khn máy móc Làm để có vận dụng linh hoạt tư đảo chiều? Luôn xem tốn hóa học hệ kín Hệ kín gì? Các bạn tưởng tượng đơn giản ao hay hồ nước Trong có nhiều loại cua, tơm, cá…chúng muốn làm làm khơng vượt khỏi ao, hồ Các tốn hóa học vậy, chất phản ứng ứng nguyên tố chạy từ chất qua chất khác khối lượng ngun tố khơng đổi nội dung định luật “bảo toàn khối lượng bảo tồn ngun tố” Một loại hình hay nguyên tố áp dụng đổi nhận electron Tại tơi khuyến khích bạn tư theo kiểu đảo chiều? Tôi phải thừa nhận thật khó để làm việc theo cách mà đa số người lại làm theo cách khác Tuy nhiên, bạn nhớ sáng tạo gọi sáng tạo có tính đối lập Một mà biết sau ta lại làm tương tự họ biết khơng thể gọi sáng tạo Khi bạn làm việc hay học tập theo kiểu tư đảo chiều khả sáng tạo bạn nâng cao nhiều điều tơi mong muốn Trong câu hỏi muốn nhấn mạnh với bạn thêm câu cuối “Nếu khơng có tư sáng tạo điều kì diệu khơng xảy ra” Vậy áp dụng vào Hóa Học cần gì? Tất nhiên bạn cần phải biết tính chất hóa học liên quan tới hệ kín mà ta xem xét Tuy nhiên, điều bạn cần biết có phản ứng với hay khơng? Sản phẩm tạo chất gì? Vậy đủ cịn phương trình phản ứng khơng quan tâm, quan tâm bạn lại tư theo kiểu “vết xe đổ” “tư đảo chiều” mà nói Vấn đề khó khăn gì? Chủ quan nghĩ thời buổi ngày thị trường sách tài liệu tham khảo nói chung hóa học nói riêng hỗn loạn chưa có Chính mà bạn tiếp xúc với nhiều loại tài liệu nhiều tác giả khác Theo tơi số bạn bị ảnh hưởng số lỗi tư lạc hậu theo kiểu hóa học tự luận cổ điển Cịn tơi tơi khẳng định từ có đổi thi cử theo hình thức trắc nghiệm tơi chưa tham khảo sách viết kỹ thuật giải tập hóa học bạn thấy tơi tồn bạn chấp nhận Giờ đây, tơi ngồi viết lại tơi hay tư duy, suy nghĩ kỹ thuật giải tập hóa học khơng phải để bạn học theo kiểu vẹt mà mong muốn bạn tiếp tục sáng tạo, tiếp tục đổi não Các bạn cần phải hiểu làm muốn thành cơng cần phải sáng tạo Do đó, tơi mong muốn bạn mạnh dạn sáng tạo nữa, nhìn vào phải thấy chưa hồn mỹ tất nhiên sách tơi vậy, khơng thể hồn mỹ khơng muốn nói tệ hại với số người Tơi nói q lan man phải khơng bạn? Tóm lại khó khăn gì? – Là bạn bị ảnh hưởng lỗi tư làm hạn chế sáng tạo Khắc phục nào? – Bạn ! Mỗi người tính cách, quan điểm, kiểu nhìn nhận khác nhau…Bạn bạn bạn phải hiểu xem hợp với Nào, nghiên cứu đường biến hóa nguyên tố hóa học vơ Qua ví dụ chương mục đích tơi muốn bạn hiểu sơ đường hướng mà hay làm Để vận dụng linh hoạt bạn cần chịu khó luyện tập theo chuyên đề chương Nhắc tới hóa học vơ bạn nhớ thật kỹ cho vấn đề sau: 1) Về kim loại: Bản chất kim loại gì? – Là tham gia phản ứng nhường electron lớp ngồi (thường 1, electron) để nhận lại ion âm khác Bản chất trao đổi điện tích âm mà thơi Các electron kim loại đổi thành ion âm điển hình là: OH-, Cl-, SO42-, NO3-, O2-, CO32-, HCO3-, PO43-… 2) Về dung dịch: Luôn tự hỏi: Dung dịch chứa ion gì? Số mol nào? Và nhớ dung dịch ln trung hịa điện nghĩa tổng điện tích dương tổng điện tích âm 3) Về di chuyển nguyên tố: Các bạn cần phải biết sau phản ứng nguyên tố hệ kín chạy vào chất nào? 4) Về số oxi hóa nguyên tố hệ: Cuối (sau tất phản ứng xong) nguyên tố thay đổi số oxi hóa? Thay đổi nào? Tăng hay giảm? Ta ln có tổng tăng bằng giảm Dưới tơi xin trình bày sơ lược thơng qua số ví dụ cụ thể Ví dụ 1: Hịa tan hồn tan 41,2 gam hỗn hợp X chứa Cu Fe3O4 dung dịch chứa HCl thu dung dịch Y chứa hỗn hợp muối Mặt khác hịa tan hồn tồn lượng X dung dịch chứa H2SO4 lỗng thu dung dịch Z chứa hỗn hợp muối trung hịa Cơ cạn Y Z thấy lượng muối Z nhiều Y 15 gam Phần trăm khối lượng Cu X gần với: A 15,5% B 16,4% C 12,8% D 20,5% Nguồn đề: Thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải Trong tốn ta xét hệ kín Cu, Fe3O4, HCl Cu, Fe3O4, H2SO4 Rõ ràng với hệ kín xảy q trình ln chuyển điện tích âm từ O2- thành Cl- SO42- Do đó, ta có ìFe,Cu ù ộCl- : 2a BTKL ắắ đ 41, BTDT O : a ắắắ đ đ a = 0,6 2- ắắắđ 96a - 35,5.2a = 15 ắắ ù SO : a ê ë ỵ ìïFe3O : 0,15 BTNT.O ắắắắ đ 41, BTKL ắắ đ %Cu = 15,53% Chn ỏp ỏn A ùợ ắắắđ Cu : 0,1 Ví dụ 2: Cho 31,6 gam hỗn hợp X gồm Fe Fe3O4 tan hết dung dịch HCl thu 2,24 lít khí H2 (đktc) dung dịch Y chứa 60,7 gam hỗn hợp muối Khối lượng Fe3O4 có X là: A 18,56 B 23,2 C 27,84 D 11,6 Nguồn đề: Thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải Bài hệ kín đương nhiên Fe, Fe3O4 HCl Bài tốn ta tư theo nhiều cách Cách 1: Tư theo hướng trao đổi điện tích Tương tự ví dụ O2- đổi thành Cl- electron đổi thành Clì ìïFe ïï31,6 í BTDT Y Khi í ® n Cl = 0, + 2a ùợO : a ắắắđ Cl : 2a ắắ ù đ n e = 0, ùợn H2 = 0,1 ắắ BTKL.Y ắắắắ đ 60,7 = 31,6 - 16a 0, + 2a ).35,5 = a = 0, !"#" $ + (!" "#""$ Fe BTNT.O Cl ắắắắ đ n Fe3O4 = 0,1 ắắ ® mFe3O4 = 23,2(gam) →Chọn đáp án B Cách 2: Tư theo di chuyển nguyên tố (BTNT) Các bạn trả lời giúp H HCl cuối đâu? Đương nhiên di chuyển vào H2 H2O ì ìïFe ïï31,6 í BTNT BTNT.H Khi ú đ ợùO : a ắắắđ H O : a ắắắắ ù đ n HCl = 0, ùợn H2 = 0,1 ắắ ồn HCl Y = n Trong = 0, + 2a Cl- BTKL.Y ắắắắ đ 60,7 = 31,6 - 16a 0, + 2a ).35,5 = a = 0, !"#" $ + (!" "#""$ Fe Cl BTNT.O ắắắắ đ n Fe3O4 = 0,1 ắắ đ mFe3O4 = 23,2(gam) Chn ỏp ỏn B Cách 3: Tư cách bảo toàn khối lượng (BTKL) a - 0, BTNT.H Ta gọi n HCl = a ắắắắ đ n H 2O = a - 0, BTKL ắắắ đ 31,6 + 36,5a = 60,7 + 0,1.2 + 18 ắắ đa = BTNT.O ắắ đ n H2O = 0,4 ắắắắ đ n Fe3O4 = 0,1 ắắ đ mFe3O4 = 23,2(gam) Bõy tơi phát triển tốn thêm chút để giới thiệu cho bạn kỹ thuật bảo tồn electron (BTE) cho q trình bên tơi nói Chúng ta quan tâm tới ngun tố thay đổi số oxi hóa Ví dụ 3: Cho 31,6 gam hỗn hợp X gồm Fe Fe3O4 tan hết dung dịch HCl thu 2,24 lít khí H2 (đktc) dung dịch Y chứa 60,7 gam hỗn hợp muối Cho AgNO3 dư vào Y thấy có m gam kết tủa xuất Giá trị m là: A 171,35 B 184,71 C 158,15 D 181,3 Nguồn đề: Thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìFe : 0,15 ỵFe3O4 : 0,1 Theo kết tính bên ta có 31,6 í Bài tư theo hai hướng sau: Hướng 1: Tư theo kiểu di chuyển nguyên tố (BTNT) mở rộng cho nhóm nguyên tố NO3- BTNT.Fe Với Fe ta có ¾¾¾¾ ® n Fe(NO3 )3 = 0,45(mol) - BTNT.NO3 Thế NO3- t õu sinh ra? ắắắắắ đ n AgNO3 = 0,45.3 = 1,35(mol) Lại hỏi Ag cuối chạy õu? BTNT.Clo ỡù ắắắắ đ AgCl :1 n HCl = ắắ đ BTNT.Ag ắắ đ m = 181,3(gam) ùợ ắắắắđ Ag :1,35 - = 0,35 Hng 2: Dùng BTE cho trình Chất khử Fe Chất oxi hóa là: O, H2 Ag ìFe : 0, 45 ïO : 0, ï BTE Ta có: ắắắ đ 0, 45.3 = 0, 4.2 + 0,1.2 + a ắắ đ a = 0,35 H : 0,1 ï ïỵAg : a ìïn AgCl = BTNT.Clo ¾¾¾¾ ®í ¾¾ ® m¯ = 181,3(gam) →Chọn đáp án D n = 0,35 Ag ïỵ Ví dụ 4: Đun nóng 48,2 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 KClO3, sau thời gian thu 43,4 gam hỗn hợp chất rắn Y Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch HCl đặc, sau phản ứng thu 15,12 lít Cl2 (đktc) dung dịch gồm MnCl2, KCl HCl dư Số mol HCl phản ứng là: A 1,8 B 2,4 C 1,9 D 2,1 Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016 Định hướng tư giải 48, - 43, BTKL Ta ¾¾¾ ® nO = = 0,3(mol) 16 ì158a + 122,5b = 48, ìKMnO4 : a ìa = 0,15 Gọi ắắ đ BTE ắắ đớ đ 0,3.2 + 0,675.2 = 5a + 6b ỵb = 0, ỵKClO3 : b ợ ắắắ ỡKCl : 0,35 BTNT ắắắ đớ ợMnCl2 : 0,15 BTNT.Clo ắắắắ đn HCl = 0,35 + 0,15.2 + 0,675.2 - 0,2 = 1,8(mol) →Chọn đáp án A Ví dụ 5: Nhiệt phân hồn tồn m gam KClO3 với xúc tác MnO2, lượng khí oxi hóa 1,26m gam hỗn hợp Fe Cu thu hỗn hợp X gồm oxit Cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu dung dịch Y 0,896 lít NO (đktc, sản phẩm khử nhất) Cô cạn dung dịch Y thu 175,76 gam muối khan Giá trị m ? A 40,18 B 38,24 C 39,17 D 37,64 Trích đề thi thử THPT Chuyên Bến Tre – 2016 Phân tích hướng gii m 3m 96m BTKL Ta cú: ắắắ đ n ưO2 = 1,5 = ắắ đ mO = 122,5 245 245 12m ổ BTKL + BTE ắắắắđ 1, 26m !""#" "$ + ỗ 0,04.3 + 245 ữ 62 = 175,76 ố!"""""""#"""""""$ ứ Fe,Cu NO3- ắắ đ m = 39,17 →Chọn đáp án C Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 Fe3O4 Cho m gam X vào dung dịch H2SO4 loãng dư thu dung dịch Y Chia Y thành hai phần - Phần I tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch KMnO4 0,5M - Phần II hòa tan tối đa 6,4 gam Cu Giá trị m là: A 52 B 104 C 23,2 D 34,8 Trích đề thi thử THPT Đặng Thúc Hứa – 2016 Định hướng tư giải BTE Phần 1: n KMnO4 = 0,1 ắắắ đ n Fe2+ = 0,5 BTE Phn 2: n Cu = 0,1 ắắắ đ n Fe3+ = 0,2 ìFe2 + :1 ï BTDT ¾¾¾ ® Y íFe3+ : 0,4 ïSO2 - :1,6 ¾¾ ® n Otrong X = 1,6 ợ ắắ đ m = 1,4.56 + 1,6.16 = 104(gam) →Chọn đáp án B Ví dụ 7: Hịa tan m gam hỗn hợp FeO, Fe(OH)2, FeCO3 Fe3O4( Fe3O4 chiếm 1/3 tổng số mol hỗn hợp) vào dung dịch HNO3 loãng (dư), thu 8,96 lít (đktc) hỗn hợp gồm CO2 NO (sản phẩm khử N+5) có tỷ khối so với H2 18,5 Số mol HNO3 phản ứng là: A 1,8 B 3,2 C 2,0 D 3,8 Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016 Định hướng tư giải ìCO2 : 0,2 ¾¾ ® n e = n Fe2+ = n hh = 0,6 ắắ đ n Fe3O4 = 0,2 ợ NO : 0,2 Ta có: n = 0,4 í BTNT.Fe BTNT.N ắắắắ đ n Fe = 0, + 0, = ắắắắ đ n HNO3 = 1.3 + 0, = 3, 2(mol) →Chọn đáp án B Ví dụ 8: Cho m gam Mg vào dung dịch X gồm 0,03 mol Zn(NO3)2 0,05 mol Cu(NO3)2 , sau thời gian thu 5,25 gam kim loại dung dịch Y Cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y, khối lượng kết tủa thu 6,67 gam Giá trị m : A 3,6 B 2,86 C 2,02 D 4,05 Trích đề thi THPT Quốc Gia – Bộ Giáo Dục – 2016 Định hướng tư giải Ở toán bạn xem hệ kín Mg, Zn(NO3)2, Cu(NO3)2 NaOH thấy chuyển đổi NO3- ion kim loại thành OH- ìOH - : 0,16 Vậy ta có ngay: n NO- = 0,16 ắắ đ 6,67 ợKimloai : 3,95(gam) BTKL ắắắ đm + 0,03.65 + 0,05.64 = 5,25 + 3,95 ắắ đm = 4,05(gam) ch đề giúp bạn nhận sức mạnh định luật bảo toàn bạn biết vận dụng khôn khéo linh hoạt  ... trị m là: A 17 1,35 B 18 4, 71 C 15 8 ,15 D 18 1,3 Nguồn đề: Thầy Nguyễn Anh Phong Định hướng tư giải ìFe : 0 ,15 ỵFe3O4 : 0 ,1 Theo kết tính bên ta có 31, 6 í Bài tư theo hai hướng sau: Hướng 1: Tư theo... cứu đường biến hóa ngun tố hóa học vơ Qua ví dụ chương mục đích tơi muốn bạn hiểu sơ đường hướng mà hay làm Để vận dụng linh hoạt bạn cần chịu khó luyện tập theo chun đề chương Nhắc tới hóa học. .. Y ớFe3+ : 0,4 ùSO2 - :1, 6 ắắ đ n Otrong X = 1, 6 ợ ắắ ® m = 1, 4.56 + 1, 6 .16 = 10 4(gam) →Chọn đáp án B Ví dụ 7: Hịa tan m gam hỗn hợp FeO, Fe(OH)2, FeCO3 Fe3O4( Fe3O4 chiếm 1/ 3 tổng số mol hỗn hợp)