SKKN: Xây dựng hệ thống bài tập nhóm Oxi để bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa học ở trường THPT

Nâng cao dân trí - Đào tạo nhân lực - Bồi dưỡng nhân tài luôn là nhiệm vụ trung tâm của giáo dục - đào tạo. Trong đó việc phát hiện và bồi dưỡng những học sinh có năng khiếu về các môn học ở bậc học phổ thông chính là bước khởi đầu quan trọng để góp phần đào tạo các em thành những người đi đầu trong các lĩnh vực của khoa học và đời sống. Vì lẽ đó nên công tác bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ tất yếu của mỗi nhà trường, mỗi giáo viên. Sáng kiến kinh nghiệm Xây dựng hệ thống bài tập nhóm Oxi để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở trường THPT là một trong những sáng kiến hay và bổ ích. Mời các bạn cùng tham khảo.

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP NHÓM OXI ĐỂ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC Ở TRƯỜNG THPT MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Chúng ta bước vào giai đoạn định thời kì cơng nghiệp hố – đại hố, với phát triển vũ bão khoa học - kỹ thuật, bùng nổ công nghệ cao, xu tồn cầu hóa, việc chuẩn bị đầu tư vào người nhằm tạo người có đủ lực trình độ để nắm bắt khoa học kỹ thuật, đủ lĩnh để làm chủ vận mệnh đất nước vấn đề sống quốc gia “Nâng cao dân trí - Đào tạo nhân lực - Bồi dưỡng nhân tài” nhiệm vụ trung tâm giáo dục - đào tạo Trong việc phát bồi dưỡng học sinh có khiếu mơn học bậc học phổ thơng bước khởi đầu quan trọng để góp phần đào tạo em thành người đầu lĩnh vực khoa học đời sống Vì lẽ nên cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi nhiệm vụ tất yếu nhà trường, giáo viên Việc phát bồi dưỡng học sinh giỏi Hóa nằm nhiệm vụ phát hiện, bồi dưỡng nhân tài chung giáo dục phổ thông nhiệm vụ quan trọng, thường xuyên giáo viên dạy Hóa học Có làm tốt điều đáp ứng yêu cầu chất lượng trường chuyên ngày nâng cao hơn, tiếp cận với chương trình dạy học quốc tế tốt Và việc sử dụng tập Hoá học phương pháp dạy học quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học môn Đối với học sinh giải tập phương pháp học tập tích cực Chính giáo viên cần tự biên soạn tài liệu dùng để dạy chuyên cho học sinh Với nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh đội tuyển Olympic Hố học 10, tơi nhận thấy học sinh lúng túng giải số tập vô tập nhóm oxi Trong đó, tập nhóm oxi có đề thi Olympic, đề thi quốc gia Vì vậy, tơi chọn đề tài “Xây dựng hệ thống tập nhóm oxi để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học trường THPT” MỤC ĐÍCH ĐỀ TÀI Xây dựng hệ thống tập nhóm oxi để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học trường THPT NHIỆM VỤ ĐỀ TÀI - Cơ sở lí luận thực tiễn đề tài - Xây dựng hệ thống tập nhóm oxi lớp 10 chuyên - Vận dụng đề tài vào giảng dạy thực tế để kiểm tra tính hiệu đề tài PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Về nội dung: Xây dựng hệ thống tập nhóm oxi (chương trình nâng cao lớp 10) - Đối tượng nghiên cứu: Học sinh lớp 10 chuyên hoá năm học 2011-2012 trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Đọc tài liệu liên quan, phân tích, tổng hợp để hệ thống hoá kiến thức - Thực nghiệm sư phạm - Thống kê toán học GIẢ THUYẾT KHOA HỌC Nếu vận dụng hiệu hệ thống tập nhóm oxi để bồi dưỡng học sinh giỏi Hố học khả giải tập phần học sinh tốt ĐÓNG GÓP MỚI CỦA ĐỀ TÀI Chọn lọc xây dựng hệ thống tập nhóm oxi dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học PHẦN NỘI DUNG Chương CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở lí luận Nét đổi phương pháp dạy học nay, người giáo viên đặt người học vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức, làm cho học sinh hoạt động học, rèn luyện cho học sinh tập giải vấn đề khoa học từ dễ đến khó, có học sinh có điều kiện tốt để tiếp thu vận dụng kiến thức chủ động sáng tạo Trong dạy học hóa học, tập hóa học nguồn quan trọng để học sinh thu nhận kiến thức, củng cố khắc sâu lí thuyết học phát triển tư sáng tạo học sinh, nâng cao lực nhận thức Đa số học sinh chun hố gặp nhiều khó khăn việc phân loại tìm phương pháp giải phù toán nâng cao học sinh cần nắm chất hóa học giải nhiều tập để tự rút kinh nghiệm cho thân Tác dụng tập hố học - Phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh - Giúp học sinh hiểu rõ khắc sâu kiến thức - Hệ thống hoá kiến thức, cung cấp thêm kiến thức mới, mở rộng hiểu biết học sinh vấn đề thực tiễn đời sống sản xuất hoá học - Rèn luyện số kỹ năng:các tính tốn đại số, phán đoán, độ nhạy cảm toán, - Rèn cho học sinh tính kiên trì, chịu khó, cẩn thận, xác khoa học, Điều kiện để học sinh giải tập tốt - Nắm lý thuyết: định luật, quy tắc, q trình hố học, tính chất lý hố học chất, - Nắm dạng tập Nhanh chóng xác định tập cần giải thuộc dạng tập - Nắm số phương pháp thích hợp với dạng tập Một số phương pháp giải tốn hóa học vơ THPT - Phương pháp bảo tồn: + Bảo tồn điện tích + Bảo tồn khối lượng + Bảo toàn nguyên tố + Bảo toàn electron - Phương pháp đại số - Phương pháp trung bình - Phương pháp ghép ẩn số - Phương pháp tăng giảm khối lượng - Phương pháp đường chéo - Phương pháp biện luận Ý nghĩa tác dụng việc sử dụng tập hóa học Việc dạy học thiếu tập Sử dụng tập để luyện tập biện pháp quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học Bài tập hóa học có ý nghĩa tác dụng to lớn nhiều mặt :  Ý nghĩa trí dục: + Làm xác hóa khái niệm hóa học, củng cố đào sâu mở rộng kiến thức cách sinh động, phong phú, hấp dẫn + Ơn tập hệ thống hóa kiến thức cách tích cực + Rèn luyện kỹ hóa học như: cân bằng, tính tốn theo phương trình hố học,…  Ý nghĩa phát triển: Phát triển học sinh lực tư logic, biện chứng, khái quát, độc lập, thông minh sáng tạo  Ý nghĩa giáo dục: Rèn luyện đức tính kiên nhẫn, trung thực lòng say mê khoa học hóa học Bài tập thực nghiệm cịn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao động 1.2 Thực tiễn đề tài Trong năm gần đây, việc dạy bồi dưỡng học sinh giỏi gặp khơng khó khăn Đa số học sinh chẳng mặn mà việc thi vào đội tuyển suy nghĩ đơn giản rằng: bỏ quỹ thời gian khơng mà thành tích đạt chưa cao Cịn với quỹ thời gian dành cho việc học khóa để học sinh giỏi hay học thi đại học, hiệu nhiều Ngồi ra, cịn số nguyên nhân khác như: - Mục tiêu phụ huynh học sinh chuyên đỗ đại học có danh tiếng nước đầu tư vào việc du học - Tâm lý phụ huynh không muốn em bị áp lực việc học thi vào đội tuyển - Đầu tư nhiều thời gian cho môn chuyên - Nguồn tài liệu tham khảo để bồi dưỡng học sinh cịn thiếu - Giáo viên chưa có kinh nghiệm bồi dưỡng đội tuyển Xuất phát từ sở lí luận thực tiễn trên, tơi nhận thấy việc xây dựng hệ thống tập cho học sinh gây hứng thú học tập từ nâng cao chất lượng bồi dưỡng cho học sinh Chương HỆ THỐNG BÀI TẬP VỀ NHÓM OXI 2.1 CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ NHÓM OXI 2.1.1 Giới thiệu chung nguyên tố nhóm oxi  Nhóm Oxi bảng tuần hồn (cịn gọi nhóm Cancogen) gồm nguyên tố oxi (O), lưu huỳnh (S), selen (Se), telu (Te) poloni (Po) - Oxi phát Karl Wilhem Scheele nhà hoá học người Thuỵ Điển - Lưu huỳnh nguyên tố biết từ thời cổ đại - Selen Beczenliut (Jons Jakob Benzelius) người Thuỵ Điển tìm năm 1817 ơng nghiên cứu chất thải buồng chì q trình sản xuất H2SO4 - Telu phát vào khoảng thập niên 80 kỷ thứ 18 - Poloni nguyên tố phóng xạ phát vào năm 1898 với nguyên tố radi, Pierre Curie người Pháp bà Marie Curie người Ba Lan  Trạng thái tự nhiên O, S, Se, Te, Po Oxi Là nguyên phổ biến thiên nhiên, khí Trái Đất oxi có thành phần theo khối lượng 23,15%, chất sống 79%, Lưu huỳnh: - Là nguyên tố phổ biến thiên nhiên chiếm khoảng 0,01% theo khối lượng vỏ Trái Đất - Một phần tồn dạng hợp chất chủ yếu dạng sunfua sunfat: + Các khoáng sunfua pirit (FeS2); sfalerit (ZnS); galen (PbS); cancozit (Cu2S); thần sa (HgS); khoáng đa kim cancopirit (FeCuS2) + Các khoáng sunfat muối Globe (Na2SO4 10H2O); thạch cao (CaSO4 2H2O); muối MgSO4.7H2O,… - Lưu huỳnh cịn có thành phần khí núi lửa, suối nước nóng, thành phần protein động vật thực vật Selen, telu, poloni - Trữ lượng selen vỏ Trái đất khoảng 3.10-5% ; telu vào khoảng 1.10-6% theo khối lượng Ít gặp khống chất riêng senlen telu, thường gặp dạng hợp chất lẫn khống có chứa lưu huỳnh - Poloni ngun tố hiếm, thiên nhiên dạng phóng xạ, thường gặp khoáng urani thori  Phương pháp điều chế: Oxi - Trong công nghiệp Oxi điều chế phương pháp chưng cất phân đoạn khơng khí lỏng - Trong phịng thí nghiệm: + Phương pháp điện phân H 2O: 2H 2O – 4e → 4H + + O2 + Phương pháp dùng chất oxi hóa mạnh để oxi hóa ion O 2-: 2MnO + 2H2SO4 (đặc nóng) → 2MnSO4 + O2 + 2H2O 4CrO3 + 6H2SO4 (đặc nóng) → 2Cr2(SO4)3 + 3O + 6H2O K2Cr2O7 + 10H2SO4 (đặc nóng) → 2Cr2(SO4)3 + 3O + 8H 2O + 4KHSO4 + Phương pháp nhiệt phân Nhiệt phân oxit hoạt động 2HgO → 2Hg + O2 2Ag2O → 4Ag + O Nhiệt phân oxit bậc cao 3MnO2 → Mn3O + O2 2Pb3O4 → 6PbO + O Nhiệt phân muối chứa nhiều oxi bền: 2KNO3 → 2KNO2 + O2 2KMnO → K 2MnO4 + MnO2 + O2 4K2Cr2O7 → 4K2CrO4 + 2CrO + 3O2 + Phân hủy hidropeoxit với chất xúc tác MnO2, bột Au, Ag, 2H2O → 2H2O + O2 Lưu huỳnh - Được khai thác chủ yếu từ lưu huỳnh mỏ theo phương pháp Frasch - Từ hợp chất: t 2H 2S + O2   2S+ 2H2O t 2H 2S + SO2   3S+ 2H2O Selen telu - Chất bã sở sản xuất H 2SO4 bụi ống dẫn, bã phịng chì, tháp rửa - Kết tủa thu tinh chế Cu phương pháp điện phân - Nguyên tắc chung chuyển nguyên tố thành hợp chất trạng thái hố trị sau khử khí SO2: XO2 + 2SO2  X + 2SO (X Se, Te) Poloni o o 209 83  0n  Bi   210  210 83 Bi  84 Po    Tính chất lý học: Tính chất Trạng thái tập hợp Màu sắc Khối lượng riêng (g/cm3) Nhiệt độ nóng chảy (0C) Nhiệt độ sơi (0C) Nhiệt nóng chảy (kJ/mol-ng tử) Nhiệt hố O S tà phương rắn vàng Se lục phương rắn xám Te lục phương rắn trắng bạc rắn - 2,06 4,80 6,24 9,3 -219 119,3 227 449,8 250 -183 0,2217 444,6 1,464 684,9 6,694 990 18,201 963 - 3,406 10,544 17,866 46,024 - khí khơng màu 1,468 Po (kJ/mol-ng tử) Thế điện cực chuẩn (V), X + 2e X2- - -0,44 -0,92 -1,14 - 2.2.1 Tính chất hố học nhóm oxi OXI Phản ứng với hiđro 2H + O2 → 2H2O Phản ứng với kim loại kiềm (nhóm IA) - Khi đốt Li khí O2 dư tạo Li2O: 4Li + O → 2Li2O - Với kim loại Na, K, Rb, Cs tạo monoxit M2O, peoxit M2O2, supeoxit MO2 Khi nung nóng kim loại kiềm M khí O2 tạo M2O2 MO2: 2M + O → M2O M + O → MO M2O2 + 2M → 2M2O Phản ứng với kim loại kiềm thổ (IIA) 2Be + O2 → 2BeO 2Mg + O2 → 2MgO Phản ứng với B, Al (nhóm IIIA) 4B + 3O → 2B2O3 4Al + 3O → 2Al2O3 Phản ứng với nguyên tố nhóm VIA 2C + O → 2CO C + O2 → CO2 Si + O → SiO2 - Với Ge, Sn, Pb tạo oxit dạng MO, MO2: Ge + O → GeO2  -Sn + O → SnO2 2Pb + O2 → 2PbO Phản ứng với nitơ, photpho (nhóm VA) N2 + O2 2NO 4P + 3O2(thiếu) → P4O 4P + 5O2(dư) → P4O 10 Phản ứng với S, Se, Te (nhóm VIA) S + O2 → SO Te + O2 → TeO2 2Se + 3O → SeO3 Phản ứng với nguyên tố nhóm VIIA F2 + O → F2O Phản ứng với số kim loại chuyển tiếp - Với Cu, Ag, Au: có Cu phản ứng trực tiếp đốt oxi tạo Cu2O CuO: 4Cu + O 2(thiếu) → 2Cu2O t 2Cu + O 2(dư)   2CuO Các oxit Ag2O, Au2O, Au2O tạo phương pháp gián tiếp - Với Zn, Cd, Hg: nung kim loại oxi khơng khí có phản ứng trực tiếp tạo mono-oxit MO: t 2M + O   2MO - Với Crom: tạo oxit CrO, Cr2O 3, CrO3 t 4Cr + 3O2   2Cr2O - Với sắt: tạo oxit FeO, Fe2O3, Fe2O4 t 3Fe(bột) + 2O2   Fe3O4 Với hợp chất 2H 2S + 3O → 2H2O + 2SO2 4NH3 + 3O2 → 6H 2O + 2N2 CxHy + (x+y/4)O2 → (y/2)H2O + xCO2 2CO + O2 → 2CO2 2NO + O2 → 2NO P4O6 + O2 → P4O10 2SO2 + O2 2SO3 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 2Mn(OH)2 + O + 2H2O → 2Mn(OH)4 4Cr(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Cr(OH)3 Oxi hóa hợp chất hữu LƯU HUỲNH Phản ứng với hiđro: S + H2   H 2S Phản ứng với nguyên tố nhóm I: - Li, Na tạo hợp chất dạng Li2S, Na2S, Li2S2, Na2Sx (x =  5); K, Rb, Cs tạo dạng M2S M2Sx (x =  6) 2M + S   M 2S - Cu tạo Cu2S CuS: t , pcao 2Cu + S   Cu2S - Ag tạo Ag2S đung nóng Ag với S bột : t 2Ag + S   Ag2S Phản ứng với nguyên tố nhóm II t Mg + S   MgS - Zn, Cd, Hg tạo dạng ZnS, ZnS2, CdS, HgS, HgS2 Hg + S   HgS Phản ứng với nguyên tố nhóm III - Al tạo Al2S, AlS, Al2S3: t 2Al + 3S  Al2S3  - Gali tạo Ga2S, GaS, Ga2S3: 1200 C 2Ga + 2S   Ga2S3 Phản ứng với nguyên tố nhóm IV o o o o o - Cacbon tạo hợp chất CS, C3S2, CS2 có hợp chất cacbon đisunfua CS2 tạo trực tiếp từ nguyên tố cho lưu huỳnh qua than nung đỏ: C + 2S   CS2 - Si tạo SiS SiS2x có SiS2 điều chế trực tiếp nung silic vơ định hình với lưu huỳnh: Si vđh + 2S   SiS2 SiS2 + 6H2O   SiO + 6H  + 2SO2  - Ge, Sn, Pb có khả hố hợp trực tiếp với lưu huỳnh nung nóng tạo GeS, SnS, PbS: t Pb + S   PbS Phản ứng với ngun tố nhóm V: - Nitơ khơng tác dụng trực tiếp với lưu huỳnh - Photpho tạo sunfua P2S3, P2S5 (tương tự P2O3, P2O5) cách nung photpho với lưu huỳnh khí CO2 (cho S tan P trắng nóng chảy nung nhiệt độ cao) t 2P + 5S   P2S5 - As Sb tạo hợp chất As2S3, As2S5; Sb2S3, Sb2S5 nung nóng nguyên tố với lưu huỳnh: t 2As + 3S   As2S3 - Bitmut tạo Bi2S3 nung chảy Bi với lưu huỳnh: t 2Bi + 3S   Bi2S3 Phản ứng với nguyên tố nhóm VI: - Se Te không tạo hợp chất với lưu huỳnh, tạo dung dịch rắn - Cr phản ứng trực tiếp với S nung nóng tạo Cr2S3: t 2Cr + 3S   Cr2S3 Phản ứng với nguyên tố nhóm VII - Flo tạo hợp chất florua poliflorua dạng S2F2, S2F4, S2F10, SF6, có S2F10 SF6 tạo trực tiếp từ nguyên tố: S + 3F2   SF6 - Clo phản ứng trực tiếp với lưu huỳnh cho khí Cl2 qua lưu huỳnh nóng chảy tạo S2Cl2 (diclo disunfu): 2S + Cl2   S2Cl2 Sản phẩm tạo thành dễ bị nước phân huỷ: 2S2Cl2 + 2H2O   SO  + 3S  + 4HCl Ngồi cịn tạo SCl2, SCl4, SxCl2 (x =  100) phương pháp gián tiếp Chẳng hạn S2Cl2 tạo hoà tan S S2Cl2 luồng khí hidro 860-875oC - Brom tạo S2Br2 nung nóng S với Br2 ampun hàn khí, sản phẩm dễ bị nước phân huỷ: t 2S + 2Br2   S2Br 2S2Br2 + 2H 2O   SO2  + 3S  + 4HBr - Iot không phản ứng với lưu huỳnh Phản ứng với số nguyên tố nhóm VIII o o o o o o A : nZn = 3.10-3mol; nCu = 2.10-3 + 0,064  3.10 mol 64 0,064  0,001 mol 64 B: nAg = 10-2mol; nCu = Câu 9: Tính lượng FeS2 cần dùng để điều chế lượng SO3 đủ để tan vào 100g H2SO4 91% thành oleum chứa 12,5% SO Giả thiết phản ứng xảy hoàn toàn Hướng dẫn Pt:4FeS2 + H 2O  2Fe2O3 + 8SO2 2SO + O  2SO3 SO + H 2O  H2SO nFeS phản ứng : x  nSO  x SO3 pư + H2O  H2SO4 100.91 100  91  91( g )  nH 2O   0, 5mol  nSO3 = 2x – 0,5 100 18 (2 x  0,5).80 Trong oleum có 12,5% SO : 100  12,  x  0,375 x.80  100 mFeS2  0,375.120  45 g mctH 2SO4  Câu 10: Khi đốt mẫu FeS2 thấy khối lượng mẫu có giảm 20% Xác định thành phần % khối lượng hỗn hợp thu sau đốt? Hướng dẫn: Giả sử đem đốt mol FeS2, nFeS phản ứng : x(mol) Pt: 4FeS2 + H2O  2Fe2O3 + 8SO2 Bđ Pứ : x 0,5x 20 120.1  x = 0,6 100  (1  0, 6).120  48 g ; mFe2O3  0, 5.0, 6.160  48 g m giảm = 120x – 160 0,5x = Hỗn hợp sau phản ứng: mFeS % FeS2 = % Fe2O3 = 50% Câu 11: Trộn 1,12 gam bột Fe với 9,28 gam oxit sắt FexOy tạo thành hỗn hợp X Hòa tan hết X dung dịch H 2SO4 đặc nóng, thu 0,784 l khí SO2 (đktc) dung dịch Y Để khử hết ion Fe3+ có dung dịch Y cần 100 lít dung dịch KI nồng độ 1,1M Viết phương trình phản ứng xác định công thức oxit sắt Hướng dẫn 1) 2FexOy + (6x – 2y)H 2SO4  xFe2(SO 4)3 + (3x-2y)SO + (6x – 2y)H2O (2) 2Fe + 6H2SO  Fe2(SO 4)3 + 3SO2 + 6H2O (3) Fe + Fe2(SO 4)3  3FeSO4 (4) 2KI + Fe2(SO 4)3  2FeSO4 + I2 + H2SO4 nFe = 0,02mol; nSO  0,784 1  0,035 mol; nFe2 ( SO4 )3 /(4)  nKI  0,1.1,1  0, 055 mol 22,4 2 TH1: Không xảy phản ứng (3) nFe ( SO ) /(2)  nFe  0, 01 mol  nFe 2 ( SO4 ) /(1)  0,055  0,01  0,045 mol nSO2 (2)  Fe  0,03 mol  nSO2 (1)  0,035  0,03  0,05 (1)  x 3x  y x    0,878 (không hợp lý) 0,045 0,05 y TH2: Xảy phản ứng (3) nFe O : a(mol) ; nFe pứ (2,3) : b, c (mol) x y b + c = 0,02 a(56x + 16y) = 9,28 x ax b   c  0, 055 Giải được:  CT : Fe3O4 y 2 (3 x  y ) a  b  0,035 2 Câu 12: Hỗn hợp A gồm Al, Zn, S dạng bột mịn Sau nung 33,02 gam hỗn hợp A (khơng có khơng khí) thời gian, nhận hh B Nếu thêm 8,296 gam Zn vào B hàm lượng đơn chất Zn hh ½ hàm lượng Zn A Lấy ½ hỗn hợp B hịa tan H 2SO4 lỗng dư sau phản ứng thu 0,48 gam chất rắn nguyên chất Lấy ½ hỗn hợp B thêm thẻ tích khơng khí thích hợp Sau đốt cháy hồn tồn, thu hỗn hợp khí C N2 chiếm 85,8% thể tích chất rắn D Cho hỗn hợp khí C qua dung dịch NaOH dư thể tích giảm 5,04 lít (đktc) 1/ Viết phương trình phản ứng 2/ Tính thể tích khơng khí (đktc) dùng 3/ Tính thành phần % theo khối lượng chất B Hướng dẫn: 1/ Pt: 2Al + 3S  Al2S3 Zn + S  ZnS TH tổng quát : Hỗn hợp B gồm Al2S3, ZnS, S dư, Al dư, Zn dư hh B + H2SO4loãng  chất rắn S 0,48.2 mS 12 B dư = 0,48 g  nSdu( B )   0,03 mol 32 Pt : Al2S3 + 3H2SO  Al2(SO4)3 + 3H 2S  ZnS + H 2SO4  ZnSO4 + H2S  Zn + H2SO4  ZnSO4 + H2  2Al + 3H 2SO4  Al2(SO4)3 + 3H2   hỗn hợp B nung: Pt: Al2S3 + O  Al2O + 3SO2 ZnS + O  ZnO + SO2 4Al + 3O  2Al2O3 Zn + ½ O2  ZnO S + O2  SO2   Khí C: SO2, N 2( khơng có O2 dùng vừa đủ)  Khí C ddNaOH N2  SO 2/ Vgiảm = VSO sinh 5, 04  0, 225mol 22,  nS ( 12 A)  n¸S = 0,225.2 = 0,45 mol = 5,04( l)  nSO (C )  ADĐLBT nguyên tố S: n SO ( C )  nS ( s 2B) A m¸S = 0,45 32 = 11,45g; mAl + Zn(A)= 33,02 – 14,4 = 18,62g A Gọi nAl: x(mol) ;nzn: y(mol); 27x + 65y = 18,82 (1) % SO2/C = 100 - % N2 = 14,2% nSO2  nSO2 nhhC 100  nhhC  nSO2 %nSO2  0, 225 85,8 100  1, 585mol  nN2  1, 585  1,36mol 14, 100 5 nN2  1, 36  1,7 mol  Vkk = 1,7 22,4 = 38,08 (l) 4 3/ nO2 ( B )  nkk  0,34 mol Nhận xét: Lượng O pứ với A (Al, Zn, S) tạo Al2O3, ZnO, SO2 = lượng O2 phản ứng với B (Al2O3, ZnS, Al (dư) Zn (dư), S (dư)  Al2O3, ZnO, SO2 nkk  có số mol Al, Zn, S tạo thành oxit Pt: 4Al + 3O2  2Al2O Mol: x/2 3x/8 Zn + O2  ZnO Mol: y/2 y/4 S + O  SO Mol: 0,225 0,225 Ta có: 3x/8 + y/4 + 0,225= 0,34 (2) Giải (1,2): x = 0,16; y = 0,22 % Zn Al  0,22.65.100  43,307% 33,02 Gọi nZn dư: z(mol) Sau thêm 8,296g Zn vào B: % Zn đơn chất= 65 z  8, 296 100  43,307  z = 0,01mol Zn dư 33, 02  8, 296  nZn phản ứng với S = 0,22-0,01=0,21mol  nS phản ứng với Al= nS chung - nS phản ứng Zn - nS dư = 0,45 – 0,21 – 0,03= 0,21mol 0,21  n Al O3   0,07 mol  % mB: 0,07.150.100% 0,21.97.100%  31,8% ; % ZnS =  61,69% 33,02 33,02 0,01.65.100% 0,03.32.100% % Zndư =  1,97% ; % S dư =  2,91% 33,02 33,02 % Al2O3  % Al dư = 100% - (31,8% + 61,69% + 1,97% + 2,91%) = 1,63% Câu 13: Trong bình kín dung tích khơng đổi chứa 50 g hỗn hợp A gồm A1 gam FeCO3 chứa a% tạp chất trơ A2 gam FeS2 chứa a% tạp chất trơ lượng gấp 1,5 lần lượng cần thiết khơng khí giàu oxi (70% N 30% O2 thể tích) Nung nóng bình, phản ứng xảy hoàn toàn thu chất rắn B hỗn hợp khí C, sau đưa nhiệt độ bình trạng thái ban đầu thấy áp suất bình trước nung Lấy chất rắn cho vào ống sứ, đốt nóng cho luồng CO qua Sau kết thúc thí nghiệm, từ chất rắn lại ống sứ lấy 18,667 gam sắt kim loại chứa 4% tạp chất, biết có 80% sắt oxit bị khử thành sắt kim loại Cho hỗn hợp khí C vào bình kín dung tích khơng đổi (5 lít) , có mặt chất xúc tác V 2O5, nung nóng bình 5460C phản ứng oxi hóa SO2 đạt đến trạng thái bằng, người ta thấy áp suất bình lúc 38,304 atm 1/ Tính khối lượng A1, A2, % tạp chất trơ a 2/ Tính số cân phản ứng oxi hóa SO2 thành SO3 5460C Hướng dẫn t 1/ Pt: FeCO3  O2   Fe2 O3  2CO2 (1) nFeCO3 t0 FeS  11 O2   Fe2 O3  SO2 : x(mol), nFeS2 : y (mol) ĐLBTKL Fe : x  y  (2) 18,667(100  4) 100  0, 4mol 100.56 80 Vì áp suất bình trước sau nung A không đổi : x 11 y   x  2y 4 Giải hpt : x =y = 0,2 mFeCO3  0, 2.166  23, g ; mFeS2  0, 2.120  24 g Vì % tạp chất A1, A2 nên % nguyên chất : 23, 24 23,  24 47,    A1 A2 A 50 A1 = 24,567g; A2 = 25,424g 24,576  23, 25, 424  24 50  47, 100  100  100  5, 6% 24,58 25, 424 50 11 2/ nO2 pư  (  ).0,  0, mol ; nO2 dùng = 0,6 1,5 = 0,9 mol 4 nO2 dư ( khí C) = 0,9 – 0,6 = 0,3 mol ; nN  0,9  2,1 mol nCO2 (1) = 0,2 mol ; nSO2 (2) = 0,2 = 0,4 mol a%  Gọi x số mol SO bị oxi hóa PT : 2SO2 + O2  2SO3 mol bđ 0,4 0,3 mol pư x x/2 x mol cb 0,4 – x 0,3 – x/2 x Tổng số mol khí bình 546 0C (gồm SO 2, O2, SO 3, CO2, N 2): n 38,304.5  2,85 mol 0, 083(273  564) x Ta có: 0,  x  0,   x  0,  2,1  2,85  x  0,3  0,3    SO  3    Kc   300 2  SO2  O2   0,  0,3   0,3  0, 3:      5     Câu 14: Hỗn hợp A gồm oxit sắt Dẫn từ từ khí hiđro qua m gam A đựng ống sứ nung đến nhiệt thích hợp Sản phẩm tạo nên 2,07 gam nước 8,48 gam hỗn hợp B gồm chất rắn Hoà tan B 200 ml dung dịch H2SO 1M thu dung dụch D 1971,2 ml H2 27,30C atm Cho D tác dụng với dung dịch NaOH dư kết tủa E Cho E tiếp xúc với khơng khí để chuyển E hoàn toàn thành chất rắn F Khối lượng E F, khác 1,36 gam 1/ Tính m 2/ Tìm nồng độ hợp chất ion dung dịch D (cho biết thể tích dung dịch D thay đổi không đáng kể so với thể tích dung dịch H2SO4 dùng, muối thuỷ phân khơng đáng kể, chất phân li hồn tồn thành ion) 3/ Thành lập cơng thức tính thành phần phần trăm theo khối lượng chất hỗn hợp A Hướng dẫn: 1/ Theo đề : MA + H2  H2O (1)  mA = 8,48 + 2,07 - 2,07.2  10,32 g 18 2/ Trong B phải có Fe oxit sắt, hồ tan B dung dịch H2SO lỗng có phản ứng: Fe + H2SO4  FeSO4 + H2  Vì oxit sắt chưa biết (có thể FeO, Fe2O3 Fe3O ) nên tan H2SO4 tạo FeSO4, Fe2O3, Fe3O4 hỗn hợp chúng Khi cho D tác dụng với dung dịch NaOH dư : H2SO 4dư + 2NaOH  Na2SO4 + 2H2O (3) FeSO4 + 2NaOH  Fe(OH)2  + Na2SO4 (4) Fe2(SO 4)3 + 6NaOH  2Fe(OH)3  + 3Na2SO4 (5) Khi tiếp xúc với khơng khí : 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O  4Fe(OH)3 (6) Do khối lượng E khác F Fe(OH)2 biến thành Fe(OH)3 (tăng nhóm OH) Nên nFe (OH )2  1.36  0,08 mol 17 Mặt khác theo phản ứng (2): nH  nFe  nFe (OH )  2 Chứng tỏ B có Fe + Fe2O3 với lượng : nFe2O3 ( B )  8,48  56.0,08  0,025 mol 160 Tổng lượng H2SO4 n = 0,2.1 = 0,2 mol 1,9712.273  0,08 mol (273  27,3).22,4 Lượng H2SO4 tác dụng phương trình (2) 0,08 mol Lượng H2SO4 để hoà tan Fe2o4 B theo phản ứng : Fe2O + 3H 2SO4  Fe2(SO4)3 + 3H2O Là n’ = 3.nFe O  3.0,025  0,075 mol Vậy lượng H2SO4 dư = 0,2 – 0,08 – 0,075 = 0,045 mol Nồng độ mol chất D : C H SO dư = 0,045/0,2 = 0,225 M CFeSO = 0,08/ 0,2 = 0,40 M = 0,02 /0,2 = 0,125 M CFe ( SO ) 4 Nồng độ ion:  Fe2   0, 40M ,  Fe3   2.0.125  0, 25M ,  SO4     H SO4  đầu =1M 3/ Theo kết ta thấy A có Fe2O3 (a mol) oxit chưa biết FexOy b(mol) (x  2; y  3) Theo định luật bảo toàn electron tổng số electron mà chất khử cho phải tổng số electron mà chất oxi hoá nhận nên ta có phương trình (Fe2O3 cuối thành Fe3+ tức không cho nhận, FexOy cuối thành Fe3+ Như mol FexOy cho (3x – 2y) electron) Trong phản ứng (1) H cho electron nH n H O  2 2,07 +  0,115 mol, phản ứng (2) H nhận electron 18 phản ứng (6) O2 nhận electron Do ta có phương trình bảo tồn electron: b(3x – 2y) + 0,115.2 = 0,08.2 + 0,08 0,01 rút b= 3x  Khi x = 1; y = (FeO) b = 0,01 Khi x = 3; y = (Fe3O 4) b = 0,01 Do trường hợp : * FeO + Fe2O3 % FeO  0,01.72.100  6,977% Fe2O = 100 - 3.977 = 93.023% 10,32 * Fe3O + Fe2O3 % Fe3O = 0,01.232.100  22,48% Fe2O3 = 100 – 22,48 = 77,52% 10,32 Câu 15: Để xác định thành phần muối kép A có cơng thức : p(NH4)2SO4 qFex(SO 4)y.tH 2O người ta tiến hành thí nghiệm sau : - Lấy 9,64 gam muối A hoà tan vào nước, sau cho tác dụng với BaCl2 dư thu 9,32 gam kết tủa - Lấy 9,64 gam muối A hồ tan vào nước, sau cho tác dụng với lượng dư dung dịch Ba(OH)2 đun nóng kết tủa B khí C Lấy kết tủa nung khơng khí tới khối lượng khơng đổi 10,92 gam chất rắn Mặt khác cho tất chất khí C hấp thụ vào 200ml dung dịch H 2SO4 0,1M Để trung hoà lượng axit dư cần dùng 200ml dung dịch NaOH 0,1M 1/ Viết tất phương trình phản ứng xảy 2/ Tìm giá trị x, y, p, q, t 3/ Hoà tan 96,4 gam muối A vào nước, cho tác dụng với dung dịch chứa 105,5 gam hỗn hợp Ba(OH2 NaOH, đun nóng, sau kết thúc phản ứng thu dung dịch X, khí Y kết tủa Z Biết dung dịch X khơng cịn ion SO42 3.1/ Cô cạn dung dịch X gam chất rắn khan? 3.2/ Tính thể tích khí Y đktc 3.3/ Nung kết tủa Z nhiệt độ tới khối lượng khơng đổi thu gam chất rắn? Hướng dẫn 1/ Các phản ứng xảy : (NH4)2SO + BaCl2  BaSO4  + 2NH 4Cl (1) Fex(SO 4)y + yBaCl2  yBaSO4 + xFeCl (2) 2y x NH 4)2SO4 + Ba(OH)2  BaSO4  + 2NH  + 2H 2O (3) 2NH3 + H 2SO4  (NH4)2SO (4) 2NaOH + H2SO4  Na2SO4 + 2H2O (5) Fex(SO 4)y + Ba(OH)2  yBaSO4 + xFe(OH ) (6) 2y x Fe(OH ) y + x 3x  y y O  2Fe2O + H2O x x (7) 2/ Gọi n số mol muối A đem hồ tan Ta có hệ phương trình tổng khối lượng Ba(OH)2 NaOH 9,64 MA KLPT muối A MA 9,32 Số mol BaSO4 = (p+qy)n =  0,04 (a) 233 0,2.0,1 Số mol NH3 = 2pn = (0,2.0,1).2  0,02 (b) n Khối lượng Fe2O =10,92 – 9,32 = 1,6 gam xqn 1,6 ( c)   xqn  0,02 160 9,64  132 pn  400qn Số mol H2O = nt =  0,24 (d) 18 Số mol Fe2O3 = Giải hệ phương trình (a, b, c, d) ta có : x : y = : p : q : t = : : 24 Vậy công thức muối A : (NH 4)2SO Fe2(SO 4)3 24.H2O với MA = 964 96,4   0,1mol  vào nước ta thu dung dịch chứa: 3/ Khi hoà tan muối A   964  3+ NH 0,2 mol; Fe  2 0,2 mol; SO 0,4 mol Gọi x số mol (Ba(OH)2 y số mol NaOH; hoà tan vào nước ta có: x mol Ba2+, y mol Na+, (2x+y) mol OH Ba2+ + SO 24  BaSO4  (8) 3+ Fe + 3OH  Fe(OH)3  (9)  NH + OH  H 2O + NH  (10) t Khi nung : BaSO4 không đổi; 2Fe(OH)3  Fe2O + 3H2O (11) Vì hết SO 24 tức > 0,4 mol lượng OH- dư so với Fe3+ NH 4 , nói cách khác Fe3+ bị kết tủa hết NH 4 tạo thành NH3 bay hết 3.1/ Trong dd Na+( y mol), Ba 2+(x-0,4)mol, OH -(2x+y-0,2.30,2.1)=(2x+y-0,8) mol Ta có hpt tổng khối lượng Ba(OH)2 NaOH: 171x+40y=105,5 171(x-0,4)+40y=m  m=37,1g 3.2/ V NH =0,1.2.22,4=4,48(l) 3.3/ Khối lượng chất rắn= mBaSO  mFe O  0, 4.233  0, 160  109, g 2.2.2 Bài tập tự luyện Câu 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O Để khử hết 15,84 gam hỗn hợp X thành kim loại sắt dùng hết 022 mol H Nếu cho 15,84 gam hỗn hợp X tác dụng với H2SO4 đặc, nóng thu lít SO2 (đktc)? ĐS: VSO =2,464(l) Câu 2: Thả viên bi sắt kim loại nặng gam vào 250 ml dung dịch HCl (dung dịch B) Sau kết thúc phản ứng, thấy lại m gam sắt không tan 1/ Nếu cho m giam sắt vào dung dịch H 2SO có khối lượng 122,5 gam nồng độ 20%, sau lúc dung dịch H 2SO4 nồng độ 15,2% lấy miếng sắt Tìm nồng độ mol/lít dung dịch B? 2/ Nếu để m gam sắt khơng khí ẩm sau lúc cân lại thấy khối lượng tăng thêm 0,024 gam Tính phần trăm khối lượng sắt cịn lại khơng bị oxi hóa thành oxit? ĐS:1/ CM  0,52 M ; 2/ 98,33% Câu 3: Có hỗn hợp X gồm Na, Fe, Al phản ứng hết với H2SO loãng thu V lít H2 Nếu thay Na Fe hỗn hợp X kim loại M có hóa trị II có khối lượng ½ tổng khối lượng Na Fe hỗn hợp X, khối lượng Al không thay đổi hỗn hợp Y Hịa tan hồn tồn Y H2SO lỗng V lít H2 (các khí đo điều kiện nhiệt độ áp suất) Xác định kim loại M ĐS: Mg Câu 4: Cho ba khí X, Y, Z Đốt cháy thể tích X tạo thể tích Y thể tích Z Phản ứng X khơng chứa oxi Khí Z sản phẩm đun nóng lưu huỳnh với H 2SO4 đặc Khí Y oxit khối lượng oxi gấp 2,67 lần khối lượng nguyên tố tạo thành oxit X Viết phương trình hóa học phản ứng xảy khi: 1/ Đốt cháy hỗn hợp X, Y, Z khơng khí 2/ Đốt cháy hoàn toàn X cho sản phẩm qua dung dịch NaOH, H 2SO4 đặc, nóng, HNO3 đặc nóng 3/ Cho Y, Z khí qua dung dịch Na2CO3 ĐS: X: CS2; Y: CO2; Z: SO2 Câu 5: Trong bình kín dung tích khơng đổi chứa 35,2 x(g) oxi 160 x(g) khí SO2 136,50C có xúc tác V 2O5 Đun nóng bình thời gian, đưa nhiệt độ ban đầu, áp suất bình P’ Biết áp suất bình ban đầu 4,5 atm hiệu suất phản ứng H% 1/ Lập biểu thức tính áp suất sau phản ứng P’ tỉ khối d hh khí sau phản ứng so với khơng khí, theo H 2/ Tìm khoảng xác định P’, d? 3/ Tính dung tích bình trường hợp x = 0,25? ĐS:1/ P’= 4,5 x(3,  1,1H ) 6, 731 ; dhh/ kk  3, x 3,  1,1H 2/ 3,125< P’