Sáng kiến kinh nghiệm hóa học lớp 9 vận dụng các định luật bảo toàn để giải bài toán về KMnO4

PHẦN THỨ NHẤT: MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trong môn học trường phổ thông, môn Hóa học giữ vai trị quan trọng Hóa học mơn khoa học tự nhiên, nghiên cứu chất biến đổi chất thành chất khác Với nhiều năm giảng dạy mơn Hố học, tham gia giảng dạy khối lớp 8,9 tham gia ôn luyện đội tuyển thi học sinh giỏi Trong q trình tìm tịi, nghiên cứu nhiều dạng toán hoá học khác loại chất khác vô hữu cơ, nhận thấy tập KMnO dạng tập mà học sinh hay gặp kỳ thi Thông thường tập KMnO4 thường phức tạp xảy theo nhiều phương trình phản ứng khác Vậy phương pháp để giải toán khoa học nhất, hiệu nhanh Đó lý để viết đề tài “ Vận dụng định luật bảo tồn để giải tốn KMnO ” nhằm giúp học sinh giải tốt toán cách nhanh chóng đồng thời chia sẻ kinh nghiệm phương pháp giải tập với đồng nghiệp Mục đích nghiên cứu Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố, định luật bảo tồn electron để tìm phương pháp giải tối ưu nhất, nhanh (không cần phải viết phương trình hóa học) dạng tốn KMnO4 Đề xuất ý tưởng để giải nhanh toán KMnO góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy môn trường THCS hành trang vững để em chuẩn bị bước vào THPT Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng học sinh giỏi lớp 8,9 Với khuôn khổ thời gian nghiên cứu có hạn nên đề tài nghiên cứu phương pháp vận dụng định luật bảo tồn để giải số bài tốn KMnO4 Nhiệm vụ nghiên cứu Đưa định luật bảo tồn cần vận dụng, phân tích áp dụng vào dạng toán đề phương pháp giải Thử nghiệm lớp: 8,9 Trường THCS Giáo viên đưa phiếu học tập dạng tập KMnO4 Phương pháp nghiên cứu 5.1 Phương pháp nghiên cứu lí thuyết Đọc tài liệu làm sở xây dựng lí thuyết chuyên đề: tài liệu lí luận dạy học (Chủ yếu phương pháp giải tập Hóa học ); sách giáo khoa, sách tập hóa học; phương pháp giải tập hóa vơ cơ; 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn Hóa học; số đề thi học sinh giỏi 5.2 Phương pháp sư phạm a Phương pháp chuyên gia Vận dụng phương pháp tập để hướng dẫn học sinh giải toán Xin ý kiến nhận xét, đánh giá giáo viên có kinh nghiệm, giáo viên giỏi nội dung sáng kiến b Tìm hiểu chất lượng học sinh lớp điều tra c Chọn lớp thử nghiệm đối chứng kết Thời gian nghiên cứu Từ tháng 12 năm 2018 đến tháng 02 năm 2020 PHẨN THỨ HAI: NỘI DUNG Chương I: CƠ SỞ LÝ LUẬN Các định luật cần vận dụng 1.1 Định luật bảo toàn khối lượng Nội dung định luật: Khối lượng chất tham gia phản ứng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng Trong cần vận dụng hệ Hệ 1: Gọi mT tổng khối lượng chất trước phản ứng, m S khối lượng chất sau phản ứng Dù phản ứng xảy với hiệu suất ta có: mT = mS Hệ 2: Khi cation kim loại kết hợp với anion phi kim để tạo hợp chất ta ln có: Khối lượng chất = khối lượng cation+khối lượng anion Khối lượng cation anion ta coi khối lượng nguyên tử cấu tạo thành 1.2 Định luật bảo toàn nguyên tố Nội dung định luật: Tổng khối lượng nguyên tố trước phản ứng tổng khối lượng nguyên tố sau phản ứng Nội dung định luật hiểu tổng số mol nguyên tố bảo toàn phản ứng 1.3 Định luật bảo toàn electron Nội dung định luật: Trong phản ứng oxi hóa khử: Số mol electron mà chất khử cho số mol electron mà chất oxi hóa nhận Khi vận dụng định luật bảo tồn electron vào dạng toán cần lưu ý: Trong phản ứng hệ phản ứng cần quan tâm đến trạng thái đầu trạng thái cuối mà không cần quan tâm đến trạng thái trung gian Nếu có nhiều chất oxi hóa chất khử số mol electron trao đổi tổng số mol tất chất nhường nhận electron Tổng quan tập KMnO4 Dạng tập KMnO4 nhắc đến liên quan đến phản ứng: 2.1 Nhiệt phân muối: điểu chế khí O2 phịng thí nghiệm ( Hóa học 8) 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 2KCl + 3O2 2.2 Tác dụng với axit HCl: điều chế khí Cl2 phịng thí nghiệm ( Hóa học 9): KClO3 + 6HCl KCl + 3Cl2 + 3H2O 2KMnO4 +16 HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O 2K2MnO4 +16 HCl 4KCl + 2MnCl2 + 4Cl2 + 8H2O MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O Dùng phương pháp bảo toàn khối lượng: Khi nhiệt phân hỗn hợp muối X thu hỗn hợp muối Y khí Oxi thì: my = m x + m O Dùng phương pháp bảo toàn electron: Theo định luật bảo toàn electron Chất khử + 5e → Chất oxi hóa →O2 + 4e xmol→5x y → 4ymol 2→ Cl2 +2e z mol → 2z mol Tổng electron nhường =Tổng electron nhận: → 5x = 4y + 2z Dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố: “Toàn O KMnO chuyển hết H2O” BTNT H → nHCl = 2nH2O (1) BTNT O → nO= nH2O (2) Từ (1), (2) → nHCl = 2nO BTNT Cl → nClban đầu + nCl(HCl) = nCl(trong muối) + nCl(Cl ) BTNT cho nguyên tố khác xuất Khi nhiệt phân hỗn hợp muối , CaOCl2 , Ca(ClO3 )2 , Ca(ClO2 )2 hỗn hợp sản phẩm , CaCl2 O2 thu Phương trình nhiệt phân sau: 2CaOCl2 2CaCl2 + O2 Ca(ClO3 )2 CaCl2 + 3O2 Ca(ClO2 )2 CaCl2 + 2O2 Đó dạng tập kết hợp việc nhiệt phân chúng để thu khí O (theo phương pháp điều chế Oxi phịng thí nghiệm lớp 8) hỗn hợp chất rắn , sau cho vào dung dịch axit HCl đặc, đun nóng (theo phương pháp điều chế khí Clo phịng thí nghiệm lớp 9) Tùy theo đề cho nhiệt phân hoàn toàn hay nhiệt phân khơng hồn tồn mà ta có cách giải phù hợp với dạng mức độ khó hay Nếu đề cho nhiệt phân hỗn hợp sau thời gian có nghĩa khơng hồn tồn hỗn hợp sau phản ứng ngồi sản phẩm khí Oxi cịn có hỗn hợp chất ban đầu cịn dư Chính vậy, đặt ẩn chất hỗn hợp mol tham gia phản ứng gặp rắc rối khối lượng ẩn q lớn (có thể lên đến –10 ẩn) kiện tốn có từ – Như vậy, dạng tập này, cần sử dụng khéo léo thục định luật bảo toàn như: Bảo toàn khối lượng, Bảo toàn nguyên tố Bảo toàn e Chương II THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI 1.Thuận lợi Năm học với đạo ngành giáo dục nhằm thực tốt chủ đề năm học: “Tiếp tục đổi nâng cao chất lượng giáo dục” Tiếp tục thực vận động: “Học tập làm theo gương đạo đức Hồ Chí Minh”; vận động “Mỗi thầy giáo gương đạo đức, tự học sáng tạo”; Phong trào thi đua “Xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích cực” tạo tiền đề khí mạnh mẽ từ đầu năm học Đội ngũ cán giáo viên nhà trường tổ môn đảm bảo số lượng chất lượng, đáp ứng yêu cầu cấp học Giáo viên nhà trường ln có trách nhiệm cao, say mê với nghề nghiệp hết lòng yêu thương học sinh Ngay từ đầu năm học, ban giám hiệu tổ môn có triển khai kế hoạch, thị năm học; kiểm tra khảo sát theo môn để phân loại đối tượng học sinh, từ có biện pháp phụ đạo học sinh yếu kém, bồi dưỡng học sinh giỏi Có nhiều học sinh khá, giỏi có kĩ giải tập theo phương pháp thông thường (đặt ẩn, lập hệ phương trình) Khó khăn Đối tượng học sinh trường phần đông học sinh vùng nông thôn, vùng sâu, vùng xa nên khơng có nhiều điều kiện kinh tế thời gian cho việc học tập Rất nhiều học sinh chưa hiểu chất phản ứng Chưa biết cách áp dụng định luật bảo tồn vào giải tốn, đặc biệt bảo tồn electron phản ứng oxi hoá khử Mỗi dạng tập có nhiều phương pháp làm, có phương pháp hiệu để giải mà học sinh chưa tìm Thói quen học sinh giải tốn hố viết phương trình hố học, đặt ẩn, lập hệ phương trình Phương pháp phù hợp với toán đơn giản, số ẩn số phương trình đại số lập Mặt khác, với câu hỏi trắc nghiệm khách quan đề thi việc giải nhanh toán vấn đề nan giải Chương III: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1.Phương pháp giải số dạng tập điển hình Sau số ví dụ theo mức độ từ đến nâng cao kèm theo phân tích định hướng tư giải Lớp sau điều chế Oxi ta co sử dụng định luật bảo toàn khối lượng lên lớp dạng toán nâng lên sau: Ví du 1: Nhiệt phân hồn tồn 4,385 gam hỗn hợp A gồm KMnO KClO3 thu m gam chất rắn B 0,56 lít O2 (ở đktc) Tính m Hướng dẫn giải nO2 = 0,025 mol Theo ĐLBTKL ta có: = + →m = mA – mO2 = 4,385 - 0,025.32 = 3,585 (g) Ví du 2: Nung hỗn hợp A gồm KMnO4 KClO3 đến phân hủy hồn tồn thu 21,65 gam hỗn hợp B gồm chất rắn 4,48 lít khí (ở đktc) Tính khối lượng chất A Hướng dẫn giải nO2 = 0,2 mol Theo ĐLBTKL ta có: = + m →= 21,65 + 0,2.32 = 22,29 (g) Gọi x số mol KClO3 , y số mol KMnO4 2KClO3 2KCl+3O2 2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 +O2 → 122,5x+158y = 22,29 1,5x+0,5y = 0,2 → x = 0,116 y = 0,05 Vậy khối lượng KClO3 là: 0,116 122,5 = 14,25 (g) Vậy khối lượng KMnO4 là: 0,05 158 = 7,9 (g) Nhận xét: Với toán ta cần dùng định luật bảo toàn khối lượng đơn giản sau đưa tốn hỗn hợp, đa số học sinh đại trà hướng dẫn làm dạng Phát triển toán: Đoạn đầu nhiệt phân thường định luật bảo tồn khối lượng Nhưng tốn phát triển để xác định lượng Oxi cần giải thêm tốn chất khí phía sau Ta xét ví dụ sau đây: Ví du 3: Nhiệt phân 4,385 gam hỗn hợp A gồm KClO3 KMnO4 thu V lít khí B(đktc) m gam chất rắn D gồm K 2MnO4, MnO2 KCl Toàn lượng khí B cho tác dụng hết với cacbon nóng đỏ thu 0,896 lít hỗn hợp khí C có tỉ khối so với hidro 16 (Biết thể tích khí đktc) a Tính V m b Tính % theo khối lượng KMnO4 A Hướng dẫn giải M z = 32 → hỗn hợp khí gồm CO CO2 Gọi a số mol CO , b số mol CO2 → a+b = 0,896 : 22,4 = 0,04(mol)(1) Ta có : 28a + 44 ba + b = 32 → 4a=12b⇔ a : b = ⇔ a−3b = 0(2) Từ ( ) ( ) → a = 0,03, b = 0,01 2C+ O2 2CO C + O2 CO2 ΣnO2 = 0,032 + 0,01 = 0,025(mol) Vậy thể tích O2 (đktc) là: V = 0.025 22,4 = 0,56 (l) Theo ĐLBTKL ta có: mA =mB + mD →m= m A – mB = 4,385 – 0,025.32 = 3,585 (g) Gọi x số mol KClO3 , y số mol KMnO4 2KClO3 2KCl+3O2 2KMnO4 K2MnO4 +MnO2 + O2 →122,5x+158y = 4,3851 1,5x+0,5y = 0,025 →{x = 0,01, y = 0,02 → mKClO3 = 1,225(g), mKMnO4 = 3,16(g) %KClO3 = = 28% %KMnO4 = 72 % Ví du 4: Nung m gam hỗn hợp A gồm KMnO KClO3 thu chất rắn A1 khí O2 ,lúc KClO3 bị phân hủy hồn tồn, cịn KMnO4 bị phân hủy khơng hồn tồn.Trong hỗn hợp A1 có 0,894 gam KCl chiếm 8,132% khối lượng.Trộn lượng O2 thu với khơng khí theo tỷ lệ thể tích 1:3 bình kín thu hỗn hợp A2 Cho vào bình 0,528 gam Cacbon đốt cháy hết cacbon thu hỗn hợp khí A3 gồm ba khí CO2 chiếm 22,92% thể tích.Tính m Hướng dẫn giải Các phản ứng xảy nhiệt phân hỗn hợp A 2KClO3 2KCl +3O2 ↑ (1) 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2↑ (2) Sau trộn O2 với khơng khí ta có: ∑nO2 = a + 3a 0,2 = 1,6a mol (∑nO2 (1)+(2) = a mol) Ta xét trường hợp sau: Nếu O2 dư (1,6a>0,044mol) lúc xảy phản ứng đốt cháy cacbon Oxi C + O2 CO2 ∑nA3 = = 0,192mol O2 : (1,6a−0,044)mol N2 : 2,4a mol CO2: 0,044mol → (1,6a − 0,044) + 2,4a + 0,044 = 0,192 → a = 0,048 mol(TM) Theo ĐLBTKL ta có: mA =mA1 + mO2 mA = + 0,048 32 = 12,53 gam b) Nếu O2 thiếu (1,6a10000C).Tuy nhiên giải tốn ta giả sử Cacbon cháy đồng thời phản ứng tạo hỗn hợp khí gồm CO CO mà khơng ảnh hưởng đến kết tốn Bởi thực chất ta dùng hai định luật bảo toàn nguyên tố Oxi để giải nên việc xem thỏa mãn định luật bảo toàn C + O2 CO2 (3) 2C + O2 2CO (4) A3gồm: CO2 : bmol N2 : 2,4amol CO(0,044−b)mol → nO2 (3)+(4) = 1,6a = + b %CO2 = = a = 0,0204mol b = 0,0213mol Theo ĐLBTKL ta có: mA =mA1 + mO2 mA =+ 32 0,0204 = 11,646 gam Nhận xét: Với ví dụ ta sử dụng định luật bảo toàn khối lượng giai doạn nhiệt phân tính tốn khí Oxi (dùng điểu chế khí O X phản ứng với HCl tồn O X chuyển vào H + → H2 O = (X) = 3, mol → nO(Y) = 1,7 mol → nO(bđ) = 1,7 +0,15.2 = mol → nKMnO4 = 0,5 mol → nK = nMn = 0,5mol ĐLBT e: Chất khử + 5e → 0,5mol→2,5 Chất oxi hóa →O2 + 4e 0,15→0,6 mol 2→Cl2 +2e nCl2 = = 0,95 mol Nếu khơng dùng ĐLBT e ta dùng ĐLBTNT cho Cl (x số mol Cl2) BTNT Cl : nCl(HCl) = nCl(trong muối) + nCl(Cl) → 3,4 = 0,5 + 0,5.2 + 2x → x = 0,95mol Thể tích khí Cl2 là: V = 0,95.22,4 = 21,28lit Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm 31, gam KMnO4 73, gam KClO3 Nung nóng X bình kín thời gian thu khí O 93, gam hỗn hợp rắn Y gồm KMnO4, K2MnO4 , MnO2 , KClO3 KCl Cho Y tác dụng hoàn toàn với dung dịch axit Clohiđric 36, 50% (khối lượng riêng 1, 18 g/ml) đun nóng Tính thể tích dung dịch HCl cần dùng vừa đủ Hướng dẫn giải Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng: Hỗn hợp XH2O Gđ1: Bài toán cho khối lượng hỗn hợp X hỗn hợp Y, sử dụng ĐLBTKL để tìm số mol O2 Gđ2: Tồn O Y chuyển vào H2O, sử dụng BTNT để tìm số mol HCl Giải vấn đề: Từ kiện ta có: nKMnO4 =0, 2mol , nKClO3=0, 6mol BTKL → nO2 ↑ = = 0, 35mol BTNT: (Y) = 0,2 4+ 3.0 , – , 35= 1,9 mol Toàn O Y chuyển vào H2O : + H2 O = (Y) = 2.1,9 = 3, mol → = = 322, 034 ml Nhận xét: Nếu viết PTPU giải theo phương pháp thông thường phải viết phương trình phản ứng mà có kiện để giải, vừa thời gian vừa khơng thể tìm kết khơng dùng thêm định luật bảo toàn Khi học sinh chưa hướng dẫn dùng định luật bảo toàn em không giải loại Nhiệt phân X: 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 2KClO3 2KCl + 3O2 Y tác dụng với axit HCl: KClO3 + 6HCl KCl + 3Cl2 + 3H2O 2K2MnO4 +16 HCl 4KCl + 2MnCl2 + 4Cl2 + 8H2O 2KMnO4 +16 HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2 + 2H2O Ví dụ 7: Nhiệt phân hồn tồn 22, 26 gam hỗn hợp X gồm KClO3 ; KMnO4 KCl thu 3, 36 lít khí O2 (đktc) hỗn hợp Y gồm KCl; K2MnO4 ; MnO2 KCl chiếm 51,203% khối lượng Hòa tan hết hỗn hợp Y cần dùng dung dịch HCl 32,85% (đun nóng) thu dung dịch Z Tính nồng độ phần trăm KCl có dung dịch Z Hướng dẫn giải Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng: Hỗn hợp XZ Giải vấn đề: Do phản ứng nhiệt phân hồn tồn nên phương trình phản ứng nhiệt phân hỗn hợp X là: 2KClO3→ 2KCl + 3O2 2KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2 Gọi số mol KClO3; KMnO4 KCl a, b, c mol Từ kiện đầu bài, ta thu hệ phương trình sau: BTKL → 122, 5a + 158b + 74, 5c = 22, 26 ∑nKCl = a + c = 0, 12 nO2 = 1, 5a + 0, 5b = 0, 15 → a = 0, 08mol b = 0, 06mol c = 0, 04 mol Cách cho việc tìm số mol chất hỗn hợp ban đầu dùng định luật bảo toàn: BTKL → mY = 22, 26 − 0, 15 32 = 17, 46 gam → mKCl = 17, 46 0,51203 = 8,94 gam → nK2MnO4 = nMnO2 = = 0, 03 mol → nKMnO4 = 0, 06 mol → nKClO3 = 0,08mol → nKCl = 0, 04mol nHCl = (0,08 3+ 0, 06 – 0,1515 2) = 0, 36mol Dùng ĐLBT e: + 5e → 0,06 + 6e → 0,08 →O2 + 4e 0,15 2→Cl2 +2e → nCl2 ↑ = = 0, 09mol Khối lượng dung dịch HCl là: m = = 40 gam Khối lượng dung dịch sau phản ứng: m = mY + mddHCl - mCl = 17, 46 + 40 – 0, 09 71 = 51, 02 gam C%KCl = = 26, 28% Ví dụ 8: Trộn KMnO4, KClO3 với lượng bột MnO2 bình kín thu hỗn hợp rắn X Lấy 52, 55gam X đem nung nóng, sau thời gian thu hỗn hợp rắn Y (trong KCl chiếm 36 , 315% khối lượng)và V lít O2 Biết KClO3 nhiệt phân hồn tồn Sau đó, cho toàn Y tác dụng hoàn toàn với HCl đặc , dư, đun nóng, sau phản ứng cạn dung dịch thu 51 , 275 gam hỗn hợp muối khan Hiệu suất trình nhiệt phân KMnO4 ? Hướng dẫn giải Các phản ứng xảy nhiệt phân hỗn hợp X là: 2KClO3 →2KCl + 3O2 2KMnO4 → K2MnO4 + MnO2 + O2 mY = = 41, 03gam → nO2 = = 0, 36mol Hỗn hợp rắn Y => X Từ kiện đề ta thu hệ phương trình ẩn sau: BTKL → 158x + 197y + 87z = 41, 03 − 14, = 26, 13 BTNT O → 4x + 4y + 2z + 0, 36 = 4(x + 2y) + 0, + 2(z − y) Khối lượng muối KCl MnCl2 → 74,5 ( x + 2y )+ 126 ( x + y + z ) = 51, 275 − 14, = 36, 375 x = 0, 03mol y = 0, 06mol z = 0, 11mol Hiệu suất nhiệt phân KMnO4 là: H = 100 = 80% Nhận xét: Với ví dụ 5,6,7,8 dùng phương pháp thơng thường phải viết nhiều phương trình khơng đủ kiện để giải giai đoạn cho vào HCl phức tạp nên dùng phương pháp bảo tồn electron, bảo tồn ngun tố để tính tốn Phát triển tốn: Ngồi KMnO4 tốn nhiệt phân muối giàu Oxi KClO3, Ca(ClO3)2 việc dùng phương pháp bảo tồn tương tự Ngoài cách sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố cho O, H,Cl cịn dùng định luật bảo toàn nguyên tố cho nguyên tố khác K Ta xét ví dụ ví dụ 10 sau: Ví dụ 9: Hỗn hợp X gồm KClO3 ,Ca(ClO3)2 ,CaCl2 KCl có tổng khối lượng 83, 68 gam Nhiệt phân hồn tồn X thu 17, 472 lít O2 (đktc) chất rắn Y gồm CaCl2 KCl Y tác dụng vừa đủ 0,36 lít dung dịch K2CO3 0,5M thu dung dịch Z Lượng KCl Z nhiều gấp 22/3 lần lượng KCl X Phần trăm khối lượng KClO3 X Hướng dẫn giải Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng: Hỗn hợp X dd Z Giải vấn đề: nO2 = = 0, 78mol BTKL: → m = mx - mO= 83,68 – 0,78.32 = 58, 72gam nCaCl2 = nK2CO3 = 0,36.0,5 = 0, 18mol → mKCl = m - mCaCl= 58,72 – 0,18.111 = 38, 74gam → nKCl(Y) = = 0, 12mol → nKCl = = 0, 88mol → nKCl(X) = = 0, 12mol BTNT (K) → nKClO3 = nKCl(Y) – nKCl(X) = 0, 52 − 0, 12 = 0, 4mol → %KClO3 == 58, 55% Ví dụ 10 : Hỗn hợp rắn E gồm KClO 3, Ca(ClO2)2 , Ca(ClO2)2 , KCl Nhiệt phân 27, 17 gam rắn E, sau thời gian thu chất rắn F 2a mol khí X Cho rắn F tác dụng với dung dịch chứa 0, 48 mol HCl, đun nóng thu 3a mol khí Y dung dịch G Dung dịch G tác dụng tối đa với 220 ml dung dịch K 2CO3 0, 5M thu dung dịch H a mol khí Z Lượng KCl dung dịch H nhiều gấp lần lượng KCl rắn E Phần trăm khối lượng Ca(ClO3)2 có hỗn hợp rắn E là? Hướng dẫn giải Vận dụng định luật bảo toàn: electron → 2(0, 24 + 3a) = 2a + 3a → a = 0, 06mol K: bmol Cl: c mol BTKL → 39b + 35, 5c = 18, 45 b + (0, 11 − 0, 06) = c a = 0, 2mol b = 0, mol BTNT → nKCl(H)= 0⏟, 11 2+ 0⏟, = 0, 42mol → nKCl(A) == 0, 12mol → nKClO3 (E) = 0, − 0, 14 = 0, 06mol Ca(ClO3)3 x mol Ca (ClO2) y mol BTNT: Ca → x + y = 0, 11 − 0, 06 = 0, 05 BTNT: O → 6x + 4y = 0, 24 + 0, 06 − 0, 06 = 0, 24 x = 0, 02mol y = 0, 03mol Ca(ClO2)2% = 100% = 19, 32% Bài tập vận dụng Bài 1: Nhiệt phân hoàn toàn 43,85 gam hỗn hợp X gồm KClO3 KMnO4, thu O2 m gam chất rắn Y gồm K2MnO4, MnO2 KCl Toàn lượng O2 thu cho tác dụng hết với cacbon nóng đỏ, thu 8,96 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Z (gồm CO CO2) có tỉ khối so với H2 16 a) Tính m b) Tính khối lượng chất X c) Tính thể tích (ở đktc) khí Cl2 thu cho 87,7 gam X (ở ) tác dụng hết với dung dịch axit HCl đặc, dư (có đun nóng) Bài 2: Nhiệt phân hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm KClO3 KMnO4 , thu khí Oxi 8, 66 gam chất rắn Dẫn lượng O2 qua Cacbon nóng đỏ thu 2, 24 lít (đktc) hỗn hợp khí Y có tỷ khối so với Hydro 17 , Hấp thụ hết Y vào dung dịch nước vôi dư, sau phản ứng thu gam kết tủa Tính phần trăm khối lượng chất có hỗn hợp X Bài 3: Nung m gam hỗn hợp X gồm KClO3 KMnO4 thu chất rắn Y Trong Y có 1, 49 gam KCl chiếm 19, 893% theo khối lượng Trộn lượng O2 với khơng khí theo tỉ lệ thể tích tương ứng : thu hỗn hợp khí Z Đốt cháy hết 0, 528 gam cacbon hỗn hợp Z thu hỗn hợp khí T gồm khí O 2, N2, CO2 CO2 chiếm 22% thể tích Biết khơng khí có 80% N2 20% O2 Giá trị m Bài : Nung nóng 30, 005 gam hỗn hợp X gồm KMnO4 KClO3 MnO2, sau thời gian thu khí O2 24, 405 gam chất rắn Y gồm K2MnO4 MnO2, KMnO4, KCl Để hịa tan hồn tồn Y cần vừa đủ 2, lít dung dịch chứa HCl 0, 4M thu 4, 844 lít khí Cl2 (đktc) Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp X Bài 5: Nhiệt phân hỗn hợp X gồm KMnO KClO3 thời gian thu O 28, 33 gam chất rắn Y gồm chất Toàn hỗn hợp rắn Y tác dụng tối đa với , mol HCl đặc thu khí Cl dung dịch Z Cho toàn dung dịch Z tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 vừa đủ thu 66, 01 gam kết tủa Tính phần trăm khối lượng chất hỗn hợp X Bài 6: Hỗn hợp X có khối lượng 82, gam gồm KClO3, Ca(ClO3)2, CaCl2 KCl Nhiệt phân hoàn tồn X thu 13 , 44 lít O2 (đktc) Chất rắn Y gồm CaCl2 KCl Toàn Y tác dụng vừa đủ với 0, lít dung dịch K2CO3 1M, thu dung dịch Z Lượng KCl Z nhiều gấp lần lượng KCl X Phần trăm khối lượng KCl có X bao nhiêu? Bài 7: Cho 20,14 gam hỗn hợp rắn X gồm Ca(ClO3)2 , KClO3 (x mol) CaCl2 vào dung dịch HCl đun nóng (dùng dư), thu dung dịch Y 0, 24 mol khí Cl2 Dung dịch Y tác dụng vừa đủ với dung dịch K 2CO3, thấy 0, 12 mol khí CO 2; đồng thời thu 12, gam kết tủa dung dịch Z chứa y mol KCl Tỉ lệ x : y Bài 8: Cho 0, 14 mol hỗn hợp X có khối lượng 20 , 75(gam) gồm KMnO4, KClO3 , Ca(ClO3)2 , MnO2 nung nóng sau thời gian thu m gam chất rắn A xmol khí O2 Cho A tác dụng vừa đủ với 0, 88 mol HCl đun nóng thấy y(mol) khí Cl2 Trộn x với y cho tác dụng với 0, mol Fe 0, mol Mg thu hỗn hợp rắn C gồm oxit muối, khơng thấy có khí C tác dụng vừa đủ với 7, gam HCl dung dịch D Biết D tác dụng với dung dịch AgNO dư thu 139, 595 gam kết tủa Tính phần trăm khối lượng KMnO4 có hỗn hợp X Bài 9: Nung nóng hỗn hợp gồm 6, 32 gam KMnO 4, 14 gam Ca(ClO3)2 thời gian thu 8, 86 gam hỗn hợp chất rắn Y Cho Y tác dụng với dung dịch HCl đặc dư đun nóng lượng khí Clo sinh cho hấp thụ vào 600 ml dung dịch chứa NaOH 0, M đun nóng thu dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu m gam chất rắn khan Giá trị gần với m là: Kết học kinh nghiệm 2.1 Kết Trong giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi ơn thi đại học tơi có nhiều trăn trở dạy phần hỗn hợp sắt hợp chất sắt Tôi nhận thấy kể đề thi học sinh giỏi đề thi đại học số lượng câu hỏi sắt hợp chất sắt chiếm tỉ lệ định đặc biệt toán kinh điển Trên thực tế vậy, mạnh dạn đưa phương pháp giải dạng tập vào qua giảng dạy thấy học sinh nắm vấn đề tương đối nhẹ nhàng có hiệu rõ rệt khơng học sinh giỏi mà số học sinh trung bình tiếp cận áp dụng số tập Tôi hướng dẫn cách làm cho nhiều lớp học sinh thu kết đáng mừng Với kiểu này, học sinh giỏi làm khoảng từ đến phút/câu tuỳ theo tính chất đơn giản hay phức tạp đề Trong thời gian thử nghiệm năm học 2019 – 2020 thu kết định, thể thông qua lớp sau: a) Trước thử nghiệm Tiến hành làm kiểm tra trắc nghiệm phiếu học tập bao gồm tập thời gian 30 phút thu kết sau: Lớp Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu, 9A 33 21 9C 34 27 Cộng 70 13 48 1,4 11,4 18,6 68,6 Tỉ lệ (%) b) Sau thử nghiệm Tiến hành làm kiểm tra trắc nghiệm phiếu học tập bao gồm tập thời gian 30 phút thu kết sau: Lớp Sĩ số Giỏi Khá Trung bình Yếu, 9A 33 12 9C 34 10 14 Cộng 67 15 26 17 27,2 37,1 24,3 11,4 Tỉ lệ (%) Sau học sinh nắm phương pháp tập KMnO khơng cịn vấn đề trở ngại cho học sinh đại trà thi học sinh giỏi Đây kết đáng mừng chắn số học sinh giỏi, kể học sinh diện trung bình khơng bỏ qua dạng gặp kỳ thi 2.2 Bài học kinh nghiệm Trong q trình thực đề tài này, tơi đúc kết số học kinh nghiệm sau: Phát huy tinh thần tự học, tự bồi dưỡng nhằm nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ người thầy Ban lãnh đạo trường cần có phương án kiểm tra, đánh giá, khích lệ cụ thể Có ý thức trách nhiệm cao học sinh, đặt việc giảng dạy cho học sinh tầm quan trọng hàng đầu nghiệp giáo dục Người thầy phải biết tạo cho học sinh hứng thú, niềm đam mê vào việc học tập mơn hố học Hay nói cách khác, người thầy phải người truyền lửa để thắp sáng tâm hồn trái tim hệ học sinh Phần quan trọng trình áp dụng phương pháp giúp học sinh định hướng dạng tập, tìm chất vấn đề để rút ngắn thời gian giải tập Đó động lực để tơi hồn thành đề tài PHẦN BA: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Qua nghiên cứu áp dụng cho đối tượng học sinh lớp 8,9 trường nhận thấy: Dạng tập KMnO có vai trị quan trọng chương trình hóa học Thơng qua việc giải tập hóa học KMnO 4, học sinh củng cố nắm vững khái niệm tính chất chất KMnO hợp chất giàu Oxi dễ bị phân hủy Căn vào thực trạng học tập học sinh công tác bồi dưỡng học sinh giỏi nay, nghĩ người giáo viên cần phải nỗ lực nghiên cứu, tham khảo, trao đổi kinh nghiệm để tìm phương pháp tối ưu để giảng dạy hướng dẫn học tập tích cực, rèn luyện óc tư sáng tạo có lịng đam mê u thích mơn học Trên kinh nghiệm mà tơi tích luỹ trình giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi Vì thời gian có hạn kinh nghiệm thân chưa nhiều nên chắn đề tài có nhiều điều cần bổ sung Tôi mong nhận ý kiến đóng góp cấp lãnh đạo bạn bè đồng nghiệp để đề tài hoàn thiện Xin chân thành cảm ơn! Hương Sơn, ngày 20 tháng năm 2020 TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Xuân Trường (Chủ biên), Phạm Văn Hoan, Từ Vọng Nghi, Đỗ Đình Rãng, Nguyễn Phú Tuấn, Hóa học 12 ban – NXB Giáo dục, 2007 Nguyễn Xuân Trường (Chủ biên), Từ Ngọc Ánh, Phạm Văn Hoan, Bài tập Nguyễn Thanh Khuyến, Phương pháp giải tốn Hóa học vô – NXB Giáo dục, 1998 Nguyễn Cương (Chủ biên), Nguyễn Mạnh Dung, Nguyễn Thị Sửu, Phương pháp dạy học Hóa học, NXB Giáo dục, 2001 Trần Thị Đà, Đặng Trần Phách, Cơ sở lí thuyết phản ứng hóa học – NXB Giáo dục, 2008 Phạm Ngọc Bằng (Chủ biên), Vũ Khắc Ngọc, Hoàng Thị Bắc, Tử Sĩ Chương, Lê Thị Mỹ Trang, Hoàng Thị Hương Giang, Võ Thị Thu Cúc, Lê Phạm Thành, Khiếu Thị Hương Chi, 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn Hóa học – NXB Đại học Sư phạm, 2010 MỤC LỤC Nội dung Trang PHẦN THỨ NHẤT: MỞ ĐẦU 1 Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên Nhiệm vụ nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Thời gian nghiên cứu PHẦN THỨ HAI: NỘI DUNG Chương I: CƠ SỞ LÝ LUẬN Các định luật cần vận dụng Tổng quan tập KMnO4 Chương II: THỰC TRẠNG CỦA ĐỀ TÀI Thuận lợi Khó khăn Chương III: GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Phương pháp giải số dạng tập điển hình 2.Bài tập vận dụng 20 Kết học kinh nghiệm 22 PHẦN BA: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 25 ... tượng học sinh giỏi lớp 8 ,9 Với khn khổ thời gian nghiên cứu có hạn nên đề tài nghiên cứu phương pháp vận dụng định luật bảo toàn để giải số bài toán KMnO4 Nhiệm vụ nghiên cứu Đưa định luật bảo toàn. .. dạy học (Chủ yếu phương pháp giải tập Hóa học ); sách giáo khoa, sách tập hóa học; phương pháp giải tập hóa vơ cơ; 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn Hóa học; số đề thi học. .. chuyên gia Vận dụng phương pháp tập để hướng dẫn học sinh giải toán Xin ý kiến nhận xét, đánh giá giáo viên có kinh nghiệm, giáo viên giỏi nội dung sáng kiến b Tìm hiểu chất lượng học sinh lớp điều