Sáng kiến kinh nghiệm trung học cơ sở xây dựng tư duy qua bài tập CO, h2 khử oxit kim loại

Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại MỤC LỤC NỘI DUNG Trang Phần I: Đặt vấn đề I Lý chọn đề tài II Mục đích nhiệm vụ III Đơi tượng, thời gian, phương pháp PhầnII Giải vấn đề I.Cơ sở lý luận II Cơ sở thực tiễn II Đánh giá thực trạng Bài tập định tính 11 Bài tập định lượng 12- 28 Phần III.Kết luận kiến nghị 33 I.Thực nghiệm sư phạm 33 II.Điều kiện áp dụng 34 III Đề xuất kiến nghị 35 IV Kết luận chung 35 Tài liệu tham khảo 36 PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Hóa học môn khoa học quan trọng nhà trường phổ thơng Mơn Hóa học cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông thiết thực Hóa học, giáo viên mơn Hóa học cần hình thành em kĩ bản, phổ thơng thói quen học tập làm việc khoa học làm tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển lực nhận thức, lực hành động Có đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, xác, u chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với thân, gia đình xã hội, hịa nhập với mơi trường thiên nhiên chuẩn bị cho học sinh học lên vào sống lao động Đối với dạng tập CO, H khử Oxit kim loại loại học sinh áp dụng theo phương pháp thơng thường nhiều thời gian làm bài, lại trình bày dài dịng khó hiểu; để giải nhanh tập tập trắc nghiệm định lượng cần đòi hỏi phải tiết kiệm thời gian mà đề thi trắc nghiệm kiểm tra định kì chiếm khoảng từ 20% đến 50%, thi Đại học 100% Xuất phát từ thực tế giảng dạy, nhiều năm ôn thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh thấy dạng tập CO, H2 khử Oxit kim loại dạng tập Hóa học phổ biến, xuất nhiều tập đại trà, thi học sinh giỏi cấp, thi đại học Hệ thống tập phương pháp giải tập CO, H2 khử Oxit kim loại có nhiều ý nghĩa: Học sinh tìm phương pháp giải nhanh hiệu đặc biệt dạng tập trắc nghiệm khách quan Đòi hỏi học sinh khơng nắm rõ chất, kĩ tính tốn mà cịn tìm hướng giải nhanh, ngắn gọn, tiết kiệm thời gian Trong thời gian ngắn đưa kết xác mục tiêu chung giáo viên, học sinh tận dụng tốt thời gian kiểm tra, thi cử Học sinh có cách kiểm tra nhanh kết quả, rèn luyện tư cho học sinh đích đến, điểm đến Vậy để nâng cao chất lượng giáo dục đại trà, tập trung mũi nhọn đội tuyển thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh Tôi mạnh dạn đưa chọn đề tài “Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại ” II MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI Mục đích : - Nâng cao chất lượng hiệu dạy – học Hóa học - Giúp cho học sinh nắm phương pháp làm nhanh số dạng tập Từ rèn kĩ giải nhanh số dạng tập Hóa học Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại - Phát huy tính tích cực tạo hứng thú cho học sinh học tập đặc biệt giải tập Hóa học - Là tài liệu cần thiết cho việc ôn HSG khối giúp giáo viên hệ thống Hóa kiến thức, phương pháp dạy học Nhiệm vụ: - Nêu sở lí luận phương pháp giải nhanh tốn Hóa học, nêu số phương pháp cụ thể nguyên tắc áp dụng cho phương pháp - Thực trạng trình độ điều kiện học tập học sinh lớp 9, đặc biệt học sinh đối tượng HSG lớp 8, lớp trước sau vận dụng đề tài - Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút học kinh nghiệm để phát triển thành diện rộng, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy đặc biệt việc bồi dưỡng HSG - Một số tập minh họa tập vận dụng III ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đối tượng nghiên cứu Các dạng tập CO, H2 khử Oxit kim loại loại chương trình Hóa học THCS Thời gian nghiên cứu Hệ thống tập tích lũy nhiều năm Đã áp dụng giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi Tôi tiến hành nghiên cứu thêm bổ sung hoàn thiện năm hoc 2017-2018 Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành tốt đề tài này, vận dụng phương pháp nghiên cứu khoa học như: - Phân tích lí thuyết, điều tra bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm sử dụng số phương pháp thống kê toán học việc phân tích kết thực nghiệm sư phạm v.v… - Khảo sát đánh giá thực trạng học sinh giỏi Hóa học, qua đề giải pháp hữu hiệu - Nghiên cứu kĩ SGK Hóa học sách nâng cao phương pháp giải tập, tham khảo tài liệu biên soạn phân tích, hệ thống dạng tốn Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Hóa học theo nội dung đề - Đúc rút kinh nghiệm thân trình dạy học - Tham khảo, học hỏi kinh nghiệm số đồng nghiệp - Áp dụng đề tài vào chương trình giảng dạy học sinh lớp đại trà ôn thi HSG PHẦN II NỘI DUNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I CƠ SỞ LÝ LUẬN Dạng tốn dạng tốn có nội dung đơn giản, vận dụng trực tiếp kiến thức vừa học xong vận dụng kiến thức học, đa số học sinh giải Từ toán thay đổi giả thiết kết luận ta có tốn Từ toán kết hợp với tốn phụ dạng khác ta có tập nâng cao Từ tập nâng cao ta tìm nhũng cách giải hay nhanh Về nguyên tắc, muốn giải nhanh xác tốn Hóa học thiết học sinh phải hiểu sâu sắc nội dung đặc điểm tốn Nắm vững mối quan hệ lượng chất tính chất chất, viết phương trình phản ứng xảy Thực tế có nhiều toán phức tạp: kiện đề cho dạng tổng quát không rõ, thiếu nhiều kiện…tưởng chừng không giải Muốn giải xác nhanh chóng tốn loại phải chọn phương pháp phù hợp (phương pháp giải thơng minh) Vì học sinh phải biết nhận dạng tập, xác định hướng giải có phù hợp Đây khâu quan trọng q trình giải tập Để làm điều học sinh đọc kĩ bài, tóm tắt đầu theo sơ đồ tư duy: điều biết, điều chưa biết, sử dụng phương pháp nhanh hiệu Trong đề tài khai thác định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố, định luật bảo toàn electron va dạng tập chất khí Trong phạm vi đề tài này, tơi xin trình bày số tập định tính bốn dạng tập định lượng II CƠ SỞ THỰC TIỄN Thực tế cho thấy q trình học Hóa học đa số em học sinh nắm khái niệm, tính chất mà chưa biết vận dụng,khai thác, mở rộng, nâng cao tốn, khó khăn kết hợp dạng tập với Thậm chí có em cịn gốc kiến thức Đối với giáo viên cung cấp kiến thức sách giáo khoa tài liệu tham khảo mà chưa có hệ thống tập mở rộng giúp học sinh hiểu tận gốc rễ cách phát triển mở rộng tốn.Trong q trình dạy học người Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại giáo viên phải giúp học sinh xây dựng tư duy: biết cách phát triển tính logic, tổng hợp tốn, phát triển tốn từ toán gốc, kết hợp nhiều dạng toán để có tốn hay Dạng tập CO, H2 khử Oxit kim loại có sơ đồ phản ứng: Chất rắn X + CO,(H2 ) –> Chất rắn Y + CO2 (H2O,CO, H2 ) Bài toán thường tính tốn đại lượng khối lượng chất rắn trước sau phản ứng thể tích khí CO, H2 tham gia phản ứng lượng CO2, H2O tạo thành Hoặc cho đại lượng yêu cầu xác định cơng thức hóa học hợp chất.Nhưng toán mở rộng, để xác định lượng chất rắn Y lượng chất khí , (hơi nước ) sau phản ứng thường kết hợp với nhiều toán phụ như: cho chất rắn Y phản ứng với dung dịch axit loãng (bài mở rộng bản), cho chất rắn Y phản ứng với dung dịch axit đặc (bài nâng cao), cho nước hấp thụ vào axit H 2SO4 đặc, cho CO2 phản ứng với dung dịch kiềm Vì mở rộng toán phải kết hợp với toán phụ như: Dạng tập CO2 phản ứng với dung dịch kiềm Dạng tập kim loại phản ứng với dung dịch axit Dạng tập nồng độ dung dịch Dạng tập chất khí Dạng tập xác định cơng thức hóa học hợp chất Và cần vận dụng phương pháp giải tập như: Phương pháp bảo toàn khối lượng ( BTKL ) Phương pháp bảo toàn nguyên tố Phương pháp bảo toàn electron Phương pháp quy đổi III.ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Trong năm gần đây, vấn đề dạy học mơn hố học đổi mơn có chuyển biến mạnh mẽ đổi phương pháp dạy học Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Được đồng tình xã hội, bậc cha mẹ học sinh tích cực phối hợp với nhà trường công tác giáo dục đạo đức cho học sinh -Khó khăn: Đối với học sinh trung học sở mơn Hố học kiến thức nhiều mà đòi hỏi em phải học nhớ kỹ làm dạng tập Đa số em học sinh phân biệt dạng tập không nhớ phương pháp giải toán Nhiều học sinh cịn tình trạng luời học , khơng xác định mục đích học tập nên gốc từ đầu nên học Hóa cảm thấy vơ phức tạp Tôi tiến hành khảo sát tập dạng 1,2 lớp 9A 9B thu kết sau: Kết khảo sát dạng 1,2 : (Chưa áp dụng đề tài) Lớp Sĩ số 50 Điểm giỏi Điểm Điểm TB Điểm yếu SL % SL % SL % SL % 13 26 23 46 12 24 Qua kết ta thấy số học sinh đạt điểm giỏi thấp,còn em đạt điểm yếu nhiều IV GIẢI PHÁP 1.Mục tiêu giải pháp Đưa dạng tập, đặc điểm dạng phương pháp giải dạng, cách kết hợp với dạng tập khác,cách sử dụng phương pháp giải giúp học sinh xây dựng tư giải tập CO, H2 khử Oxit kim loại cho học sinh đại trà giúp học sinh giỏi thành thạo loại tập Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại 2.Nội dung cách thức thực giải pháp A BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH Đặc điểm tốn Viết phương trình phản ứng cho CO H2 qua hỗn hợp oxit, xác định sản phẩm thu được, cho sản phẩm phản ứng với chất khác Viết phương trình phản ứng Phương pháp giải - Dãy hoạt động hóa học kim loại: K , Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu Ag, Hg, Pt, Au - CO, H2 khử oxit kim loại từ Zn trở cuối dãy điện hóa theo phương trình: nCO + M2On 2M + nCO2 nH2 + M2On 2M + nH2 O - Sản phẩm trình khử cho phản ứng với chất khác Bài tập Bài 1: Cho luồng khí H2 (dư) qua ống mắc nối tiếp đựng oxit nung nóng sau đây: Ống đựng 0,01mol CaO,ống đựng 0,02 mol CuO, Ống đựng 0,02mol Al2O3,ống đựng 0,01mol Fe3O4 ống đựng 0,05mol Na2O Sau phản ứng xảy hoàn toàn, lấy chất rắn lại ống cho tác dụng với dung dịch: NaOH, CuCl2 Hãy viết phương trình phản ứng xảy BÀI GIẢI Vì phản ứng xảy hồn tồn nên oxit khử hết: CuO + H2 0,02 t → Fe3O4 + 4H2 0,01 Cu + H2O 0,02 t → 3Fe + 4H2O 0,04 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Nước di chuyển theo chiều Tổng số mol H2O : 0,02 + 0,04 = 0,06 (mol) → Na2O + H2O 2NaOH 0,05 0,06 Na2O hết, sau phản ứng hồn tồn cịn lại chất rắn: CaO, Al2O3, Cu, Fe Tác dụng với dung dịch NaOH có phản ứng: CaO + H2O → Ca(OH)2 → Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 +H2O → Al2O3 + Ca(OH)2 Ca(AlO2)2 +H2O Tác dụng với dung dịch CuCl2 có phản ứng: CaO + H2O → Ca(OH)2 2NaOH + CuCl2 → Ca(OH)2 + CuCl2 Fe + CuCl2 → 2NaCl + Cu(OH)2 → CaCl2 + Cu(OH)2 FeCl2 + Cu Bài 2: Dẫn luồng khí H2 dư qua ống chứa chất rắn dạng bột: CaO, CuO, Al2O3, Fe2O3 Na2O, ống đốt nóng mắc nối tiếp ống dẫn khí Sau lấy sản phẩm lại ống chia làm phần: - Phần tác dụng với khí CO2 - Phần cho tác dụng với dd AgNO3 Viết PTPƯ BÀI GIẢI Vì oxit kim loại đứng trước Al dãy hoạt động Hóa học khơng bị H2 khử Khi dẫn luồng khí H2 qua CaO, CuO, Al2O3, Fe2O3, Na2O CaO + H2 → không phản ứng t0 CuO + H2 Al2O3 + H2 → → Cu+H2O không phản ứng Fe2O3 + 3H2 t → → 2Fe + 3H2O Na2O + H2 khơng phản ứng Trong q trình phản ứng oxit bazơ tan tác dụng với nước để tạo thành dd bazơ Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Na2O + H2O → → 2NaOH CaO + H2O Ca(OH)2 Sau phản ứng ta thu được: Al2O3, Ca(OH)2, Cu, Fe, NaOH, CaO dư, Na2O dư Đem sản phẩm tạo thành vào: +Phần I : Có khí CO2 Xuất kết tủa có màu trắng: CaO + CO2 → CaCO3 → CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O Na2O + CO2 Na2CO3 (rắn, khan) Xuất dung dịch không màu: CO2 + 2NaOH CO2 + NaOH → → Na2CO3 + H2O NaHCO3 Al2O3 + Ca(OH)2 → → Ca(AlO2)2 + H2O Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Ngồi cịn thu chất rắn màu xám nhẹ Fe, màu đỏ Cu không phản ứng với CO2 Phần II: Cho tác dụng với dd AgNO3 Xuất kết tủa có màu đen: AgNO3 + NaOH → AgOH + NaNO3 → 2AgNO3 + Ca(OH)2 2AgOH + Ca(NO3)2 Xuất chất rắn màu xám bạc, sau thời gian lại xuất chất rắn màu đỏ Fe + 2AgNO3 → Cu + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag → Cu(NO3)22 + 2Ag → Fe(dư) + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu Ngoài thu Al2O3 , CaO Na2O có màu trắng Nhận xét: Để làm loại tập định tính học sinh cần nắm kiến thức tính chất hóa học nước,về tính chất hóa học oxit axit ,oxit bazơ,về tính chất hóa học muối hợp chất khác kết hợp với dạng CO, H2 khử oxit kim loại.Từ viết phương trình phản ứng B: BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG DẠNG BÀI TẬP CO, H2 KHỬ OXIT KIM LOẠI SỬ DỤNG ĐỊNH LUẬT BTKL, BẢO TỒN NGUN TỐ VÀ CÁC CƠNG THỨC CƠ BẢN Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Đặc điểm tốn Bài tốn thường tính tốn đại lượng khối lượng chất rắn trước sau phản ứng thể tích khí CO, H2 tham gia phản ứng lượng CO2, H2O tạo thành Hoặc cho đại lượng u cầu xác định cơng thức hóa học hợp chất Phương pháp giải Khi cho CO, H2 phản ứng với Oxit kim loại hỗn hợp oxit kim loại ( chất rắn X) thu kim loại hỗn hợp kim loại oxit ( chất rắn Y) CO , H2.Ta có sơ đồ: Chất rắn X + CO,(H2 ) –> Chất rắn Y + CO2 (H2O,CO, H2 ) - CO, H2 khử oxit kim loại từ Zn trở cuối dãy điện hóa * Khử oxit, CO , H2 lấy oxi oxit để tạo kim loại CO2 , H2O theo phản ứng: CO + O (oxit)  CO2 H2 + O (oxit)  H2O => nO (oxit) = nCOpu = npu = nCO2 = nH2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: m Y = m X - mO Khối lượng chất rắn X giảm khối lượng của Oxi oxit Các trường hợp thường gặp Trường hợp 1:Bài toán bản: Bài toán cho hai ba đại lượng khối lượng chất rắn X, khối lượng chất rắn Y, lượng CO,CO2, H2 ,H2O.Tính đại lượng cịn lại Ví dụ 1: Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp CuO FexOy H2 dư nhiệt độ cao thu 17,6 gam hỗn hợp kim loại Khối lượng H2O tạo thành BÀI GIẢI mO (trong oxit) = moxit − mkloại = 24 − 17,6 = 6,4 gam 10 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Hỗn hợp khí sau phản ứng gồm khí CO2 , CO (khơng phản ứng với nhau) tốn thường tính tốn số mol thể tích khí tỷ lệ số mol , tỷ lệ thể tích khí Sau xác định lượng CO phản ứng lượng CO2 tạo thành ta đưa tốn dạng Để tính lượng khí ta dùng phương pháp sau: Phương pháp giải Sử dụng cơng thức đường chéo : Khí A MA Mtb – MB MTB Khí B MB MA – Mtb Với MA, MB khối lượng mol khí A khí B Mtb khối lượng mol trung bình hỗn hợp khí MA > MB Ta có: = Hoặc cơng thức tính khối lượng Mol trung bình: (n tổng số mol khí hỗn hợp ) 3.Bài tập Bài 1: Cho 4,48 lít CO (ở đktc) từ từ qua ống sứ nung nóng đựng gam oxit sắt đến phản ứng xảy hồn tồn Khí thu sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro 20 Xác định công thức oxit sắt phần trăm thể tích khí CO hỗn hợp khí sau phản ứng BÀI GIẢI FexOy + yCO Khí thu có n CO2 44 t → M = 40 xFe + yCO2 → gồm khí CO2 CO dư 12 40 n CO 28 24 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại n CO2 n CO ⇒ = %VCO2 = 75% → n CO ( p.­ ) = n CO2 = Mặt khác: 75 × 0,2 = 0,15 100 mol → nCO dư = 0,05 mol Thực chất phản ứng khử oxit sắt CO + O (trong oxit sắt) t → CO2 ⇒ nCO = nO = 0,15 mol → mO = 0,15×16 = 2,4 gam ⇒ mFe = − 2,4 = 5,6 gam → nFe = 0,1 mol Theo phương trình phản ứng ta có: n Fe x 0,1 = = = n CO2 y 0,15 → Fe2O3 Bài : Dùng V lít khí CO khử hồn tồn gam oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu kim loại hỗn hợp khí X Tỷ khối X so với H2 19 Cho X hấp thụ hồn tồn vào 2,5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,025M người ta thu gam kết tủa a Xác định kim loại cơng thức hố học oxit b Tính giá trị V thể tích SO (đktc) tạo cho lượng kim loại thu tan hết vào dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư BÀI GIẢI Đặt cơng thức oxit kim loại là: A2Ox Các PTHH: A2Ox + xCO CO2 + Ca(OH)2 t →  → A(r) + xCO2 (k) CaCO3 + H2O 25 (1) (2) Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Có thể:  → CaCO3 + CO2 + H2O nCa(OH)2 = 2,5 0,025 = 0,0625 (mol); Ca(HCO3)2 (3) nCaCO3 = 5/100 = 0,05 (mol) Bài toán phải xét trường hợp 1.TH1: Ca(OH)2 dư → phản ứng (3) không xảy Từ (2): nCO2 = n CaCO3 = 0,05 mol → theo (1) n A2Ox = 1/x 0,05 mol Ta có pt: 2(MA + 16x) 0,05/x = Giải ta được: MA/x = 32 với x = 2; MA = 64 thoả mãn Vậy A Cu Đặt n CO dư hh khí X t ta có phương trình tỉ khối 28t + 44.0,05 = 19 (t + 0,05).2 → t = 0,03 mol → giá trị VCO ban đầu = (0,03 + 0,05) 22,4 = 1,792 (lít) PTHH cho Cu vào dd H2SO4 đặc, nóng Cu + 2H2SO4 đn CuSO4 + SO2 + H2O (4) Từ (1): n Cu = n CO2 = 0,05 mol Theo (4): n SO2 = 0,05 mol → VSO = 0,05 22,4 = 1,12 (lít) TH2: CO2 dư → phản ứng (3) có xảy Từ (2): n CO2 = n CaCO3 = n Ca(OH)2 = 0,0625 mol Bài cho: n CaCO3 0,05 mol → n CaCO3 bị hoà tan (3) là: 0,0625 – 0,05 = 0,0125 (mol) Từ (3): n CO2 = n CaCO3 bị hoà tan = 0,0125 mol → Tổng n CO2 = 0,0625 + 0,0125 = 0,075 (mol) Từ (1): n A2Ox = 1/x 0,075 (mol) Ta có pt tốn: (2MA + 16x) 0,075/x = → MA/x = 56/3 26 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Với x = 3; MA = 56 thoả mãn Vậy A Fe Tương tự TH ta có phương trình tỷ khối: 28t + 44.0,075 = 19 (t + 0,075).2 Giải ta t = 0,045 → V = (0,075 + 0,045) 22,4 = 2,688 (lít) PTHH cho Fe vào dd H2SO4 đn: 2Fe(r) + 6H2SO4 đn (dd)  Fe2(SO4)3 (dd) + SO2 (k) + H2O(l)(5) nFe = 0,025 = 0,05 (mol) → n SO2 = 0,05 3/2 =0,075 mol →V = 0,075 22,4 = 1,68 (lít) Nhận xét : Để giải tốn học sinh cần nắm rõ kiến thức dạng tập chất khí, dạng tốn CO phản ứng với kiềm, dạng tốn xác định cơng thức hóa học hợp chất kết hợp với toán CO, H2 khử oxit kim loại DẠNG 4: BÀI TẬP CO, H2 KHỬ OXIT KIM LOẠI SỬ DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TỒN ELECTRON Đặc điểm tốn Sau phẩn ứng: Chất rắn X + CO –> Chất rắn Y + CO2 (CO ) Cho chất rắn Y phản ứng với dung dịch HNO3 H2SO4 Để xác định lương chất rắn Y thường sử dụng phương pháp bảo toàn electron sau đưa tồn dạng bản: Phương pháp giải Dựa nguyên tắc tổng số mol electron nhường chất khử phải tổng số mol nhận chất oxi Hóa Có thể áp dụng cho phương trình, nhiều phương trình tồn q trình Xác định xác q trình nhường nhận electron Nếu xét cho trình cần xác định trạng thái đầu trạng thái cuối số oxi hóa nguyên tố Khi sử dụng phương pháp bảo toàn electron thường sử dụng kèm phương pháp bảo toàn khác (bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố ) 27 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Khi cho kim loại phản ứng với dung dịch HNO3 dung dịch sau phản ứng khơng chứa muối amoni thì: - Thường áp dụng phương pháp cho kim loại oxit sắt phản ứng với axit HNO3 , H2SO4 đặc nóng với chất oxi Hóa Bài tập Ví dụ 1: Cho luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam Fe2O3 nung nóng Sau thời gian thu 6,96 gam hỗn hợp rắn X, cho X tác dụng hết với dung dịch HNO3 0,1M vừa đủ thu dung dịch Y 2,24 lít hỗn hợp khí Z gồm NO NO2 có tỉ khối so với hiđro 21,8 Tính m BÀI GIẢI Rắn X chứa Fe, có oxit (FeO, Fe2O3 Fe3O4 ) Coi X gồm có Fe O Gọi x; y số mol Fe O X => 56x+16y = 6,96 (1) Tính được: nNO = 0,015 ; nNO2 = 0,085 Quá trình cho nhận e: Fe x  → O + 2e y 2y Fe+3 + 3e 3x  → O-2  → N+5 + 3e 0,045  → N+5 + 1e 0,085 N+2 0,015 N+4 0,085 Bảo toàn e => 3x = 2y+0,045+0,085 (2) Giải (1) (2) => x = 0,1 ; y = 0,085 Vậy số mol Fe(Fe2O3) = nFe = 0,1 => nFe2O3 = 0,05 28 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại => mFe2O3 = gam Nhận xét : Để giải toán học sinh cần nắm rõ kiến thức dạng tập chất khí, phương pháp bảo tồn electron, kết hợp với tốn CO, H khử oxit kim loại Ví dụ 2: Cho V lít(đktc) khí CO qua ống sứ đựng 5,8 gam sắt oxit nung đỏ, thời gian thu hỗn hợp khí A chất rắn B Cho B tác dụng hết với axit HNO3 loãng dư thu dung dịch C 0,784 lit (đktc) khí NO sản phẩm khử Cô cạn dung dịch C thu 18,15 gam muối sắt III khan Nếu hoà tan hoàn toàn B axit HCl dư thu 0,672 lit khí (đktc)(xem q trình sắt tác dụng với muối sắt III muối sắt II không đáng kể) a.Tìm cơng thức sắt oxit phần trăm khối lượng chất B b.Tìm V phần trăm thể tích khí hỗn hợp A, biết tỉ khối A hyđro 17,2 BÀI GIẢI a Gọi công thức phân tử sắt oxit FexOy Ta có sơ đồ FexOy CO → FexOy; Fe; FexOy dư HNO 3→ Fe(NO3)3; NO Áp dụng bảo toàn với nguyên tố Fe: số mol Fe(FexOy) = số mol Fe Fe(NO3)3 = 18,15:242=0,075mol Số mol O = (5,8-56.0,075):16 = 0,1mol Ta có x:y = 0,075:0,1 = 3:4 Vậy cơng thức cần tìm Fe3O4 Chất rắn B gồm:Fe,FeO, Fe3O4 dư Phương trình phản ứng: Fe + 4HNO3 3FeO + 10HNO3  →  → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (2) 29 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Fe3O4 + 28HNO3 Fe + HCl  →  → FeO + HCl Fe3O4+ 8HCl  → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (3) FeCl2 + H2 (4) FeCl2 + H2O (5) 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (6)  → Gọi a,b,c số mol Fe,FeO, Fe3O4 dư B Từ (4) số mol H2 = a = 0,03 Từ (1),(2),(3) số mol NO = a + b/3+ c/3 = 0,035 Số mol Fe = a + b + 3c = 0,075 Giải hệ phương trình ta có: a=0,03 ; b = ; c= 0,015 Khối lượng B = 56.0,03 + 232.0,015 = 5,16g % khối lượng hỗn hợp : %Fe = 32,56% ; % Fe3O4 = 67,44% b.Phương trình phản ứng: Fe3O4+ 4CO t → 3Fe + 4CO2 (7) Theo phản ứng: số mol CO phản ứng = số mol CO2 Gọi d % thể tích CO2 ; % thể tích CO = 1-d Ta có : 44d + 28(1-d) = 17,2.2 ⇒ d = 0,4 ⇒ %VCO2 = 40% ; %VCO = 60% Theo (7) số mol CO phản ứng = (4/3).số mol Fe = (4/3).0,03 = 0,04mol Do số mol CO ban đầu = (0,04.100):40 = 0,1mol V = 0,1.22,4 = 2,24lit Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm MgO, CuO, FeO, Fe3O4 MgO chiếm 14,7% khối lượng cho CO qua ống sứ đựng 27,7g hỗn hợp X nung nóng Sau thời gian thu 30 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại chất rắn Y Dẫn qua khỏi ống sứ vào dung dịch Ba(OH)2 dư tạo thành 37,43 gam kết tủa Cho Y tác dụng với dung dịch HNO3 dư (dung dịch Z) thu dung dịch T 3,584 lít NO (đktc) Nhúng Al vào dung dịch T đến phản ứng hoàn toàn Thấy khối lượng Al tăng thêm 9,59 gam có 0,672 lít NO (đktc) ra.Biết NO sản phẩm khử giả thiết toàn lượng kim loại sinh điều bám vào Al, tính số mol HNO3 Z BÀI GIẢI nMgO = 0,1 Quy đổi hỗn hợp x thành Mg (0,1 mol) Fe (a mol) Ca (b mol) O (C mol) => 56a + 64b + 16c + 0,1.24 = 27,2 (1) no bị lấy = nCO2 = nBaCO3 = 0,19 no(y) = c – 0,19 Bảo toàn e 0,1.2 + 3a + 2b = 0,16.3 + (c – 0,19) (2) nHNO3 dư = 4nNO = 4.0,03 = 0,12 n Al pu ` (3a + 2b + 0,03.3) m = 56a + 64b − Ta có hệ 27(3a + 2b + 0,03.3) = 5,59 56a + 64b + 16c + 2,4 = 27,2 (1) 0,2 + 3a +2b = 0,48 +2 (c – 0,19) (2) 56a + 64b => 27(3a + 2b + 0,09) = 5,59(3) a = 0,2 b = 0,1 c = 0,45 31 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại n HNO3 = 4nNO tổng + 2nO (y) = 1,28 Nhận xét : Để giải toán học sinh cần nắm rõ kiến thức phương pháp bảo toàn electron, phương pháp quy đổi, dạng toán CO phản ứng với kiềm,dạng toán kim loại phản ứng với muối, kết hợp với toán CO, H khử oxit kim loại Bài tập áp dụng Bài 1: Cho khí CO (dư) vào ống sứ nung nóng đựng hỗn hợp X gồm Al2O3, MgO, Fe3O4, CuO thu chất rắn Y Cho Y vào dung dịch NaOH (dư), khuấy kĩ, thấy cịn lại phần khơng tan Z Giả sử phản ứng xảy hồn tồn Phần khơng tan Z gồm chất Đáp án: MgO, Fe, Cu Bài 2: Dẫn luồng khí H2 dư qua ống chứa chất rắn dạng bột: CaO, CuO, Al2O3, Fe2O3 Na2O, ống đốt nóng mắc nối tiếp ống dẫn khí Sau lấy sản phẩm cịn lại ống chia làm phần: - Phần tác dụng với khí CO2 - Phần cho tác dụng với dd AgNO3 Viết PTPƯ Bài 3: Khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO,, Fe2O3 cần 2,24 lít CO (ở đktc) Tính khối lượng sắt thu Bài 4: Thổi dịng khí CO qua ống sứ chứa 6,1 gam hỗn hợp A gồm CuO, Al 2O3 oxit kim loại R đốt nóng, tới phản ứng hồn tồn chất rắn cịn lại ống có khối lượng 4,82 gam Toàn lượng chất rắn phản ứng vừa đủ với 150 ml dung dịch HCl 1M Sau phản ứng thấy 1,008 lít khí H (ở đktc) lại 1,28 gam chất rắn khơng tan a Viết phương trình phản ứng xảy b Xác định kim loại R công thức oxit R hỗn hợp A Bài : Hỗn hợp A gồm CuO oxit kim loại Hóa trị II( khơng đổi ) có tỉ lệ mol 1: Cho khí H2 dư qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nóng thu hỗn hợp rắn B Để hòa tan hết rắn B cần dùng 80 ml dung dịch HNO 1,25M thu 32 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại khí NO nhất.Xác định cơng thức Hóa học oxit kim loại Biết phản ứng xảy hoàn toàn Bài 6: Cho 8,12 gam oxit kim loại M vào ống sứ trịn, dài nung nóng cho dịng khí CO chậm qua ống để khử hoàn toàn lượng oxit thành kim loại Khí tạo thành phản ứng khỏi ống sứ hấp thụ hết vào bình đựng lượng dư dung dịch Ba(OH)2, thấy tạo thành 7,58 gam kết tủa trắng Cho toàn lượng kim loại vừa thu tác dụng với dung dịch HCl, thu 2,352 lít khí H2 (đktc) Xác định kim loại M công thức oxit Bài 7: Có hai kim loại R M, kim loại có Hóa trị, cho dịng khí CO dư qua ống sứ nung nóng chứa hỗn hợp A gồm oxit hai kim loại đến phản ứng hồn tồn cịn lại chất rắn A ống khí A2 khỏi ống Dẫn khí A2 vào cốc đựng lượng dư dd Ba(OH) thu 2,955 gam kết tủa Cho A tác dụng với H2SO4 10% vừa đủ khơng có khí ra, cịn lại 0,96 gam chất rắn không tan tạo dd A3 có nồng độ 11,243% a Xác định kim loại M, R công thức oxit dùng b Xác định thành phần % khối lượng chất hỗn hợp A, biết hòa tan hết A vào dd HCl nồng độ % hai muối dd Bài 8: Chia hỗn hợp G gồm oxit kim loại M R thành phần Cho CO dư phản ứng hết với phần tạo hỗn hợp H gồm kim loại Dẫn toàn lượng CO2 tạo thành vào cốc đựng 600ml dung dịch Ba(OH) 0,75M thấy tạo thành 59,1 gam kết tủa Đun nóng cốc lượng kết tủa tăng lên Hồ tan hết phần lượng vừa đủ dung dịch HCl 2M H2SO4 1M, khơng có khí a Tính thể tích hỗn hợp axit cần dùng b Cho H vào cốc đựng dung dịch HCl dư, sau phản ứng thấy có 6,72 lit khí (đktc) bay khối lượng dung dịch tăng 16,2 gam, phần chất rắn khơng tan kim loại M có khối lượng 16/37 khối lượng H Xác định công thức tính thành phần % theo khối lượng oxit có hỗn hợp G Bài 9: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí CO H có tỉ khối so với H2 7,5 qua ống sứ đựng 16,8 gam hỗn hợp oxit CuO,Fe 3O4, Al2O3 nung nóng Sau phản ứng 33 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại thu hỗn hợp khí có tỉ khối so với H 15,5 Dẫn hỗn hợp khí vào dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có gam kết tủa Tính thể tích V (ở đktc) khối lượng chất rắn lại ống sứ Bài 10: Chia 17 gam hỗn hợp rắn X gồm MxOy, CuO, Al2O3 thành hai phần nhau: -Hòa tan phần I vào dd NaOH dư, lại 7,48 gam hỗn hợp rắn A -Dẫn 4,928 lít khí CO (đktc) vào phần II nung nóng hỗn hợp rắn B hỗn hợp khí C có tỷ khối H2 18 Hòa tan B vào dd HCl dư lại 3,2 gam Cu a Viết PTPƯ xảy b Tính % khối lượng nguyên tố hỗn hợp X Các phản ứng xảy hoàn tồn c Để hịa tan hồn tồn A phải dùng hết 12,5 gam dd H 2SO4 98% nóng Xác định kim loại M công thức MxOy Biết MxOy + H2SO4 (đn)  → M2(SO4)3 + SO2 + H2O Bài 11: Cho ḍịng khí CO qua ống sứ chứa 0,12 mol hỗn hợp gồm FeO Fe 2O3 nung nóng, phản ứng tạo 0,138 mol CO Hỗn hợp chất rắn cc̣on lại ống nặng 14,352 gam gồm bốn chất Ḥòa tan hết hỗn hợp bốn chất vào dung dịch HNO dư V lít khí NO (sản phẩm khử nhất) Tính V Bài 12: Hỗn hợp X gồm Al, Fe3O4 , CuO oxi chiếm 25% khối lượng hỗn hợp Cho 1,344 lít khí CO(dkc) qua m gam X nung nóng, sau thời gian thu chất rắn Y hỗn hợp khí Z có tỉ khối so với H2 18 Hịa tan hồn tồn Y dung dịch HNO3 loãng (dư), thu dung dịch chứa 3,08m gam muối 0,896 lít khí NO (đkc, sp khử nhất) Tính m Nhận xét chung Sự phân loại dạng tập mang tính chủ quan cá nhân tương đối, dạng tập có lồng dạng tập khác.Tuy nhiên tất yếu tốn hay Vì học sinh cần sáng tạo linh hoạt, nắm chất rèn luyện nhiều để thành thạo kỹ năng.Trên hệ thống tương đối đa dạng tập CO, H khử Oxit kim loại loại phân loại xếp theo dạng theo mức độ từ dễ đến khó 34 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Tùy theo mức độ học sinh cấp độ thi, giáo viên học sinh lựa chọn phù hợp PHẦN III : KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ I THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Áp dụng đề tài năm học 2017- 2018 học sinh giỏi lớp Tôi thống kê kiểm tra khảo sát cho bảng sau Đối với học sinh Kết khảo sát số dạng 1, 2: (khi áp dụng đề tài) Lớp Sĩ số 50 Điểm giỏi Điểm Điểm TB Điểm yếu SL % SL % SL % SL % 10 20 25 50 20 40 0 Nhận xét: - Học sinh giải tốn nhanh thơng minh theo chất Hóa học tiết kiệm thời gian thi cử học sịnh - Sau áp dụng đề tài tơi thấy học sinh học tập tích cực hơn, học sinh làm chủ phương pháp mình, kĩ học sinh tiến rõ rệt Rất cẩn thận giải tốn học sinh nhẩm kết cuối thuận tiện cho việc sửa lỗi - Học sinh giỏi sử dụng định luật bảo toàn khối lượng,định luật bảo toàn nguyên tố,định luật bảo toàn e, tập chất khí,bài tập xác định cơng thức đơn giản với cách giải thông qua sơ đồ phản ứng phương trình phản ứng Đối với kết học sinh giỏi Năm 2014 – 2015; Chưa áp dụng đề tài: - Có em HSG cấp huyện - Có học sinh thi HSG tỉnh Năm 2015 – 2016; Áp dụng đề tài - Có em HSG cấp huyện - Có học sinh chọn thi HSG tỉnh có em đạt giải cấp tỉnh 35 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Năm 2017 – 2018; Áp dụng đề tài - Có em đạt giải HSG huyện có giải nhất, giải nhì, giải ba - Có em tham gia bồi dưỡng HSG chọn thi HSG tỉnh Đối với tập thể môn Tôi chia đồng nghiệp áp dụng cho đơn vị Đồng nghiệp có thêm tài liệu để tham khảo giảng dạy Học sinh đại trà học Hóa tốt hơn,u thích mơn học học sinh giỏi mơn Hóa học trường nhiều năm liền đạt kết cao Huyện Tỉnh II ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG - Để áp dụng đề tài vào công việc giảng dạy giáo viên phải thường xuyên trau kiến thức nâng cao kỹ giải toán nhanh - Hệ thống hoá kiến thức; Hệ thống tập phải từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp thành sổ tích lũy - Đối với học sinh phải nắm kiến thức có khả phân tích từ tập đơn giản mở rộng tập khó - Khơng ngừng học hỏi, học thầy, học bạn, học sách - Trong trình giảng dạy lớp bên cạnh giảng dạy kiến thức SGK người giáo viên cần tìm tịi đưa thêm kiến thức, rèn kỹ cho học sinh để từ nâng cao kiến thức cho học sinh giỏi - Hướng dẫn học sinh biết cách tự học, rèn kĩ giải toán - Hố học mơn khoa học thực nghiệm để khắc sâu kiến thức cho học sinh, giáo viên thường xuyên làm thí nghiệm chứng minh, cho học sinh thực hành thí nghiệm - Kiến thức học sinh bền vững kĩ thiết lập mà để hình thành kĩ cho học sinh khơng có khác ngồi q trình rèn luyện, bồi dưỡng thường xuyên cho em III KIẾN NGHỊ - Đối với Sở giáo dục Phòng giáo dục: Để nâng cao chất lượng dạy học môn Hóa học tơi xin đề xuất số vấn đề sau: 36 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại + SKKN cấp tỉnh PGD nên đạo để giáo viên chia sẻ kinh nghiệm với đồng nghiệp , hay chuyên đề Sở Phòng trang mạng … để giáo viên môn học tập, áp dụng - Đối với nhà trường: Do mơn Hố học mơn khoa học làm việc với Hóa chất đồ dùng thí nghiệm Vì tơi mong BGH nhà trường tiếp tục quan tâm tạo điều kiện giúp đỡ thời gian dụng cụ thiết bị chống độc hại bảo quản Hóa chất phịng thí nghiệm để chúng tơi n tâm làm việc với Hóa chất Nên có chế độ phụ cấp độc hại cho giáo viên dạy mơn Hóa học - Đối với giáo viên: Phải tự học tự bồi dưỡng tham khảo nhiều tài liệu, học tập bạn đồng nghiệp để không ngừng nâng cao chuyên môn nghiệp vụ cho thân IV KẾT LUẬN CHUNG Vậy “ Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại loại ” vấn đề nêu tài liệu làm tài liệu tham khảo cho giáo viên, học sinh bậc học THCS Đề tài áp dụng với đối tượng trường mà giảng dạy đảm bảo yêu cầu đề Với phạm vi nghiên cứu đề tài mảng kiến thức tương đối hẹp so với tồn chương trình hố học tơi hi vọng giúp ích cho em học sinh thầy cô giáo việc giảng dạy phần kiến thức này, giúp em thầy có cách nhìn tổng qt dạng tốn tài liệu hữu ích cho việc ơn luyện học sinh giỏi khối cho học sinh cấp tham khảo Các tập giúp em rèn luyện kỹ không giải dạng tập phần mà rèn số kỹ khác như: kỹ tính số mol, kỹ phân tích, viết phương trình phản ứng, giải nhanh Từ nội dung chuyên đề này, cố gắng song tránh thiếu sót mong đóng góp ý kiến cấp lãnh đạo, bạn đồng nghiệp để đề tài tơi hồn thiện mà cịn có tính thiết thực Trần Thị Nghĩa – Trường thcs Nguyễn Khắc Viện Hương Sơn Hà Tĩnh Đt :0969934545 Tôi xin chân thành cảm ơn! 37 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa Hóa học - Nhà xuất Giáo Dục Đào Tạo Sách giáo khoa Hóa học - Nhà xuất Giáo Dục Đào Tạo Sách 400 tập hóa học – Ngô Ngọc An- Nhà xuất đại học sư phạm Sách 16 phương pháp kỷ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn Hóa Học Chủ biên : Phạm Ngọc Bằng- Nhà xuất đại học sư phạm Kỷ thuật giải nhanh tập trắc nhiệm Hóa học đại cương - vô Tác giả Đô Xuân Hưng – Nhà xuất Đại học quốc gia Hà Nội Tuyển tập đề thi Olympic 30 tháng – Nhà xuất đại học sư phạm Đề thi học sinh giỏi cấp 38 ... phương pháp giải giúp học sinh xây dựng tư giải tập CO, H2 khử Oxit kim loại cho học sinh đại trà giúp học sinh giỏi thành thạo loại tập Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại 2.Nội dung cách... ứng B: BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG DẠNG BÀI TẬP CO, H2 KHỬ OXIT KIM LOẠI SỬ DỤNG ĐỊNH LUẬT BTKL, BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại Đặc điểm tốn Bài. .. dịch HNO 1,25M thu 32 Xây dựng tư qua tập CO, H2 khử Oxit kim loại khí NO nhất.Xác định cơng thức Hóa học oxit kim loại Biết phản ứng xảy hoàn toàn Bài 6: Cho 8,12 gam oxit kim loại M vào ống sứ