Dùng để xác định hệ số phân tử của chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học, ta coi hệ số là các ẩn số và kí hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d… rồi dựa vào mối tương quan giữa các [r]
(1)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 cơng 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 ngun 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
Chất Fe2O3 chất A cơng thức có nguyên tử O, lẻ phức tạp so với cơng thức FeS2 SO2 (có ngun tử Fe S)
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)
(2)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 tồn 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 không tan
c Kiểu tập: "Thực trình biến hóa"
Ví dụ: Viết phương trình phản ứng để thực biến hóa sau: Fe -> FeCl3 -> Fe(OH)3 -> Fe2O3
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 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 xảy 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
(3)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:
HCl + NaOH -> HCl + MgCO3 -> HCl + K2CO3 -> NaOH + Cu(NO3)2 -> K2CO3 + Cu(NO3)2 ->
+ Tiếp tục hoàn thành PTPU
Làm trên, học sinh rèn thói quen phân tích, xử lý cách khoa học nhanh Cách giải có hiệu đầu cho nhiều chất thuộc nhiều loại hợp chất khác nhau, kể lần chất hữu vô cơ, đơn chất hợp chất
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 Ngồi 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 không 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, không tan Cu
Ví dụ 3: Trình bầy PPHH để nhận biết khí CO2, C2H4, CH4
Thơng thường chất hữu hoạt động hơn, tác dụng với số chất đó, cần nhận biết trước hết chất vô nhận biết chất hữu 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
(4)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:
+ Dùng H2SO4 loãng tách Cu + Dùng Zn đẩy Fe khỏi FeSO4
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 1. 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 yêu 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 2. 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:
Fe2O3 -> FeCl3 -> Fe(OH)3
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
(5)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 1. Có thể dùng CuSO4 để phát xăng có lẫn nước khơng? Tại sao? Vấn đề mấu chốt đặt kỹ thuật nhiều khơng thể 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 khơ, cho tiếp tinh thể muối CuSO4 khan vào lắc lên xem có thay đổi mầu sắc muối CuSO4 khơng
Ví dụ 2. Để dập tắt đám cháy xăng dầu người ta không dùng nước mà dùng cát hay chăn ướt trùm lên lửa?
Nếu học sinh xem phim đám cháy xăng, dầu hay cảnh cứu chữa nhà xảy cố bị cháy bếp dầu dập tắt hình dung cần làm tập chung lại làm Trong trường hợp ngước lại thường lúng túng , khó tìm yếu tố quan trọng xăng, dầu nhẹ nước lại lên đám cháy mạnh
iải 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 cơng 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 khơng nắm tính chất hóa học cần thiết để giải toán phản ứng có xẩy khơng? Sản phẩm chất nào?
Dưới phân tích dạng tốn cụ thể THCS
(6)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:
Ví dụ 1 Tính thể tích khí H2 sinh đktc cho: a 13 gam Zn tác dụng với dd H2SO4 lỗng, dư b DD có chứa 0,1 mol HCl tác dụng với Fe dư Cách giải phần a:
+ 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 2. 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
(7)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
và muốn tính số gam dd HCl 3,65% cần thiết để trung hịa cần tính mHCl ngun chất thực tế lại tốn sau:
20 gam NaOH - + HCl -> Tính mHCl cần thiết
I 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 1. 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 toán 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 2. 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 phịng 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 toán.
b Khi phản ứng kết thúc, hai lượng chất ban đầu dư:
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 cịn 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 cịn hai chất ban đầu chưa tham gia phản ứng hết
(8)* Tính tốn 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 1. 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 2.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
* Trong số toán HH THCS, đề cho biết đồng thời hai lượng chất (Một lượng chất tham gia phản ứng lượng chất tạo thành) Thực chất tốn mà thơi
Ví dụ 3. 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
+ Trong tính toán nên định hướng theo đơn vị mol cho gọn
Ví dụ 4. Người ta đốt cháy S bình chứa 10 gam O2 Sau phản ứng người ta thu 12,8 gam khí SO2
a Tính khối lượng S cháy
b Tính khối lượng O2 thừa sau phản ứng Hướng dẫn:
(9)* Trong số toán lớp 8, học định luật bảo toàn khối lượng chất, học sinh gặp dạng toán
Ví dụ Than cháy theo phản ứng: Than + khí oxi -> Khí cácbonic Cho biết khối lượng than kg, khối lượng khí oxi 24 kg Hãy tính khối lượng khí cacbonic tạo thành
Hướng dẫn: Phải hiểu dạng toán đồng thời cho biết hai lượng chất tham gia phản ứng, song thời điểm học sinh chưa giải dạng tốn Khi cần bổ sung thêm cho xác " khối lượng khí oxi 24 kg" nên thay " khối lượng khí oxi phản ứng hết 24 kg", Như tính lượng chất sinh dùng định luật bảo tồn khối lượng
Chính vậy, cần tỉnh táo với cho hai lượng chất tham gia phản ứng xem áp dụng định luật bảo tồn khối lượng hay khơng
I 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 1. 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 2. Khử 48 gam CuO khí H2 a Tính số gam Cu điều chế b Tính thể tích H2 đktc cần thiết
Ví dụ Hòa 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 phịng 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.
b Khi phản ứng kết thúc, hai lượng chất ban đầu dư:
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 cịn dư sau phản ứng
(10)+ Xác định xem có phải phản ứng xẩy hồn tồn khơng, để sau phân biệt với dạng tốn xẩy khơng hồn tồn, sản phẩm cịn hai chất ban đầu chưa tham gia phản ứng hết
+ Chia toán thành hai phần độc lập giải theo trình tự:
* Tính tốn 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 khơng cần tính cụ thể
Ví dụ 1. 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 2.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 khơng nên dùng (1) mà dùng (2) với lượng chất 208 gam 20,8 gam BaCl2 tính nhẩm lượng H2SO4 cần dùng 9,8 gam
* Trong số toán HH THCS, đề cho biết đồng thời hai lượng chất (Một lượng chất tham gia phản ứng lượng chất tạo thành) Thực chất tốn mà thơi
Ví dụ 3. 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
+ Trong tính tốn nên định hướng theo đơn vị mol cho gọn
Ví dụ 4. Người ta đốt cháy S bình chứa 10 gam O2 Sau phản ứng người ta thu 12,8 gam khí SO2
a Tính khối lượng S cháy
(11)Hướng dẫn:
+ Đây dạng tốn bản: Từ lượng SO2 tính lượng S cháy lượng O2 phản ứng (Từ lượng sản phẩm, tính lượng hai chất tham gia phản ứng) + Định hướng: O2 thừa sau phản ứng
* Trong số toán lớp 8, học định luật bảo toàn khối lượng chất, học sinh gặp dạng toán
Ví dụ Than cháy theo phản ứng: Than + khí oxi -> Khí cácbonic Cho biết khối lượng than kg, khối lượng khí oxi 24 kg Hãy tính khối lượng khí cacbonic tạo thành
Hướng dẫn: Phải hiểu dạng toán đồng thời cho biết hai lượng chất tham gia phản ứng, song thời điểm học sinh chưa giải dạng tốn Khi cần bổ sung thêm cho xác " khối lượng khí oxi 24 kg" nên thay " khối lượng khí oxi phản ứng hết 24 kg", Như tính lượng chất sinh dùng định luật bảo tồn khối lượng
Chính vậy, cần tỉnh táo với cho hai lượng chất tham gia phản ứng xem áp dụng định luật bảo tồn khối lượng hay khơng
3 Loại toán hỗn hợp chất:
a Tìm tỷ lệ thành phần hỗn hợp (Theo khối lượng, thể tích hay số mol):
Ví dụ: Hịa tan gam hợp kim Al - Mg dd HCl có 10,08 lít H2 bay đktc Xác định thành phần % Al Mg hợp kim
Cách giải: Khác với loại toán nghiên cứu, kiện cho yếu tố để từ tính tốn theo phương trình riêng biệt
2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2 (1)
Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 (2)
9 gam hh - 10,08 lít
Cần phải chuyển dạng tốn (Tính tốn theo phương trình) cách đặt ẩn số:
+ Đặt ẩn số: Giả sử đặt khối lượng Al có gam hợp kim x gam với điều kiện < x <
Vậy khối lượng Mg có hợp kim - x gam
Theo phương trình (1) (2) ta tính thể tích H2 theo ẩn số x lập phương trình:
3.22,4x/54 + 22,4(9 - x)/24 = 10,08
Phần kỹ giải tốn bậc có ẩn số kiểm tra kết có thỏa mãn điều kiện hay không, phần thường hay bỏ quên nên sau làm hay mắc lỗi gặp tốn phức tạp
+ Có thể lập phương trình tốn học đơn giản cách lập ẩn số tính lượng chất theo số mol:
nH2 = 10,08/22,4 = 0,45 mol
Đặt khối lượng Al, Mg có hỗn hợp x y gam, < x, y < Theo phản ứng (1) (2) tính số mol H2 theo ẩn x, y lập hệ phương trình:
3x/54 + y/24 = 0,45 x + y =
Giải hệ PT tính x, y Nếu thành thạo đặt x, y số mol Al, Mg có hh, ta có hệ phương trình:
nH2 = 3x/2 + y = 0,45 m = 27x + 24y =
b Bài toán hỗn hợp thực chất toán (Tính tốn theo từng phương trình riêng biệt)
(12)xong thu chất rắn có khối lượng 16 gam a Viết PTPU xẩy
b Tính thành phần % theo khối lượng kim loại hỗn hợp đầu
Cách giải: Đặt số gam Fe có 15 gam hh đầu x gam với < x < 15 Vậy số gam Cu 15 - x gam
PTPU: Fe + CuSO4 -> FeSO4 + Cu Ta lập PT: (15 - x) + 64x/56 = 16
c Cần ý mặt toán học, để tính thành phần % hay tỷ lệ thành phần hh, không thiết phải biết lượng cụ thể chất hh (số gam, số lít hay số mol) mà cần biết lượng chất chữ hay tỷ lệ chúng
Ví dụ: Khi nung hh CaCO3 MgCO3 khối lượng chất rắn thu sau phản ứng nửa khối lượng hh ban đầu Xác định % khối lượng chất hh ban đầu
Cách giải: Đưa dạng quen thuộc biết lượng cụ thể chất cách giả sử cho khối lượng hh ban đầu 100 gam Khi khối lượng chất rắn thu sau nung 50 gam
4 Loại tốn tính theo PTPU xẩy liên tiếp nhau:
Loại toán thực chất toán thực nối tiếp Nên lập sơ đồ biến đổi để từ sơ đồ tính trực tiếp bỏ qua bước trung gian
Ví dụ: Từ 80 quặng pirit chứa 40% lưu huỳnh sản xuất 92 axit H2SO4 Hãy tính hiệu suất trình
Cách giải: Các PTPU:
4FeS2 + 11O2 -> 2Fe2O3 + 8SO2 (1) 2SO2 + O2 -> 2SO3 (2)
SO3 + H2O -> H2SO4 (3) Nếu làm theo cách giải bản:
+ Từ 80 quặng pirit (40% S) -> Khối lượng FeS2 hay S + Theo (1): Từ khối lượng FeS2 hay S -> Khối lượng SO2 + Theo (2): Từ khối lượng SO2 -> Khối lượng SO3
+ Theo (3): Từ khối lượng SO3 -> Khối lượng H2SO4 (Lý thuyết) - Nếu lập sơ đồ biến đổi:
S -> SO2 -> SO3 -> H2SO4
và tính trực quan hệ: S -> H2SO4
- Có thể lập dựa vào định luật bảo toàn khối lượng cho nguyên tố S để rút quan hệ: S -> H2SO4
- Cần ý: Nếu theo (1) tồn S FeS2 chuyển thành SO2 nên ta có S -> SO2 (Thay cho tính theo FeS2), cịn trường hợp tốn khác, ví dụ:
Cu + 2H2SO4 -> CuSO4 + SO2 + 2H2O
sẽ khơng có quan hệ tỷ lệ S -> SO2 lượng S H2SO4 có phần biến đổi thành SO2 nên phải dùng 2H2SO4 -> SO2
I Một số dạng tập khác:
1 Bài toán xác định nguyên tố hóa học:
a Đặc điểm:
+ Xác định nguyên tố hóa học giựa vào giá trị nguyên tử khối
(13)nguyên tử khối nguyên tố b Cách giải:
+ Giả thiết đặt điều kiện cho tốn để viết PTHH đưa toán dạng
+ Giải tốn rút kết luận
Ví dụ 1. Cho 10,8 gam kim loại hóa trị III tác dụng với Cl2 có dư thu 53,4 gam muối Xác định kim loại đem phản ứng
Cách giải: Gọi kim lọa hóa trị III chưa biết R Đặt nguyên tử khối R x với x >
PTPU: 2R + 3Cl2 -> 2RCl3
Cứ 2x gam R tạo 2(x + 35,5.3) gam RCl3 Vậy 10,8 gam R tạo 53,4 gam RCl3 -> 10,8.2(x + 35,5.3) = 53,4.2x
-> x = 27
Kết luận: Nguyên tố kim loại hóa trị III, có nguyên tử khối 27 Al
Ví dụ 2. Cho 3,45 gam kim loại kiềm tác dụng với H2O thu 1,68 lít khí H2 đktc Hãy:
a Viết PTPU dạng tổng quát b Xác định tên kim loại kiềm
Cách giải: Gọi kim loại kiềm chưa biết R, nguyên tử khối R x voiw x > PTPU: 2R + 2H2O -> 2ROH + H2
Phần giải hoàn toàn tương tự
2 Bài toán lập CTPT chất: 2.1 Khi biết tỷ lệ % khối lượng:
a Đặc điểm:
+ Đây dạng toán làm quen từ đầu lớp
+ Cần có yếu tố cho trước phân tử khối kiện để khẳng định công thức phân tử chất (Nếu không tìm cơng thức tổng qt hay cơng thức đơn giản chất đó)
b Cách giải biết phân tử khối chất đó:
+ Tính khối lượng nguyên tố có phân tử hợp chất + Tính số nguyên tử nguyên tố có phân tử hợp chất + Viết cơng thức phân tử hợp chất
Trong trường hợp phân tử khối, tính theo tỷ lệ khối lượng để suy tỷ lệ số nguyên tử lập công thức tổng quát hay đơn giản chất
c Các ví dụ:
Ví dụ 1. Một hợp chất có phân tử khối 62 Thành phần hợp chất theo khối lượng có 25,8% nguyên tố O, lại nguyên tố Na Cho biết số nguyên tử nguyên tố HH phân tử hợp chất
Cách giải:
+ Khối lượng nguyên tố O phân tử hợp chất = 62.25,8% = 16 đvC + Khối lượng nguyên tố Na phân tử hợp chất = 62 - 16 = 46 đvC Vậy:
+ Số nguyên tử nguyên tố O phân tử hợp chất 16/16 = + Số nguyên tử nguyên tố Na phân tử hợp chất 46/23 =
Ví dụ 2. Hãy tìm CTHH chất có thành phần sau: H = 2,04%, S = 32,65%, O = 65,31% Biết phân tử chất có nguyên tử S
Cách giải:
(14)100% để kết luận hợp chất gồm ba nguyên tố + Tỷ lệ khối lượng nguyên tố hợp chất: mH : mS : mO = 2,04 : 32,65 : 65,31
+ Tỷ lệ số nguyên tử nguyên tố hợp chất: nH : nS : nO = 2,04/1 : 32,65/32 : 65,31/16 = : :
Vậy CT đơn giản hợp chất H2SO4, phân tử có nguyên tử S nên CTPT hợp chất H2SO4
2.2 Dựa vào kết phản ứng cháy:
a Đặc điểm: Tính tốn dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát b Cách giải:
+ Giả thiết cơng thức tổng qt chất + Viết phương trình phản ứng cháy tổng quát + Tính theo PTPU
Cũng lập luận để giải theo phần 2.1 (Dựa vào tỷ lệ khối lượng) c Ví dụ:
Ví dụ 1. Một hidrocacbon băng phiến có phân tử khối 128 đvC Khi đốt cháy hoàn toàn 3,2 gam băng phiến thu 11 gam CO2 1,8 gam H2O Hãy xác định CTPT băng phiến
Cách giải: Công thức tổng quát băng phiến CxHy với x, y nguyên dương CxHy + (x + y/4)O2 -> xCO2 + y/2H2O
Cứ 128 gam -> 44x gam CO2 + 18y/2 gam H2O Vậy 3,2 gam -> 11 gam CO2 + 1,8 gam H2O Từ ra:
x = 128.11/3,2.44 = 10 y = 128.1,8/3,2.9 =
Công thức phân tử băng phiến C10H8
Ví dụ 2.Đốt cháy hồn tồn chất hữu A chứa nguyên tố, người ta thu 11 gam CO2 6,75 gam H2O
a A chất hữu hay vô
b Tính tỷ lệ nguyên tử hai nguyên tố phân tử hợp chất A c Viết CTHH A biết phân tử khối A 30
d Viết CTCT A Cách giải:
Thực chất hai câu hỏi A, B định hướng cho cách giải toán, buộc phải làm theo cách sau:
+ Tính tỷ lệ khối lượng nguyên tố hợp chất
+ Tính tỷ lệ số nguyên tử nguyên tố hợp chất -> CT đơn giản -> CT tổng quát
+ Dựa vào giá trị phân tử khối để xác định công thức phân tử A
(Nếu khơng có câu hỏi a, b kiện phân tử khối A cho biết từ đầu toán giải theo nhiều cách khác nêu trên)
3 Loại toán chưa biết phản ứng có xẩy hồn tồn hay khơng:
a Đặc điểm:
Trong đề khơng có từ để khẳng định phản ứng xẩy hoàn toàn, ví dụ: phản ứng kết thúc, sau phản ứng, hiệu suất 100% thường nêu cách chung chung " sau thời gian "
b Cách giải:
+ Cách 1: Đưa tốn dạng để tính theo lượng chất phản ứng (Cách giải tổng quát)
(15)lượng chất c Ví dụ:
Ví dụ 1. Cho Fe có khối lượng 50 gam vào dd CuSO4 Sau thời gian nhấc sắt khối lượng 51 gam Tính số mol muối sắt tạo thành sau phản ứng biết tất Cu sinh bám bề mặt Fe
+ Giải theo cách thứ 1:
Đặt số gam Fe phản ứng x gam với < x < 50 Vậy số gam Fe lại có 50 - x gam
Từ lượng chất trên, tính để tìm x từ x tính số mol muối sắt tạo thành + Giải theo cách thứ 2:
PTPU: Fe + CuSO4 -> FeSO4 + Cu
Lập luận: Cứ 56 gam Fe phản ứng hết thu mol FeSO4 64 gam Cu, nghĩa khối lượng Fe tăng lên 64 - 56 = gam
Tỷ lệ cần quan tâm:
+ Nếu thu mol FeSO4 khối lượng sắt tăng thêm gam > Thu x mol FeSO4 khối lượng Fe tăng thêm 51 - 50 = gam -> Đáp số
Ví dụ 2. Cho Zn vào cốc chứa 200 gam HCl 10% Khi lấy Zn rửa sạch, làm khô, cân lại thấy khối lượng giảm 6,5 gam so với trước Hãy xác định nồng độ HCl sau phản ứng
Cách giải:
Do đề cho biết khối lượng Zn giảm 6,5 gam (Chính lượng Zn PU) nên tốn dạng
4 Bài tập định lượng liên quan đến thực tiễn:
Là loại tập tương tự tập thực nghiệm định tính có kèm theo tính lượng chất Đây dạng tập gặp THCS
Ví dụ 1. Hàng năm giới tiêu thụ khoảng 45 triệu Cl2
a Nếu lượng clo điều chế từ NaCl cần tân NaCl b Biết m3 clo lỏng nặng 1400 kg, tính thể tích clo lỏng tương ứng với 45 triệu nói
c Thể tích clo lỏng nhỏ lần so với thể tích clo khí đktc với khối lượng
d Người ta thường kết hợp điều chế clo với điều chế xút Viết PTPU dùng
Việc giải tập giúp học sinh có điều kiện liên hệ với thực tiễn sản xuất hóa chất cơng nghiệp, gắn với nội dung học lớp
Ví dụ 2. Cho gam sắt clorua chưa biết hóa trị Fe tác dụng với dd AgNO3 dư thu 2,65 gam AgCl Xác định công thức sắt clorua nói
Đây phương pháp thực nghiệm để xác định công thức hợp chất vơ Hai ví dụ dạng tốn phân tích, bạn tự giải
II Toán tổng hợp:
1 Ở mức độ thấp, phối hợp hai loại toán nêu:
Ví dụ 1. Trong PTN có kim loại sắt kẽm, dung dịch axit loãng HCl H2SO4
a Hãy điều chế khí H2 từ chất cho Viết PTPU PUHH dùng b Muốn điều chế 2,24 lít khí H2 cần dùng gam Fe, Zn? Cách giải:
(16)R + 2HCl -> RCl2 + H2 R + H2SO4 -> RSO4 + H2
với điểm chung phản ứng từ mol R thu mol H2 Khi phần tính tốn đơn giản
Như ngồi kỹ giải tốn thơng thường, học sinh so sánh số mol chất phản ứng khác nhau, khắc sâu thêm khái niệm mol tỷ lệ số phân tử chất phương trình hóa học
2 Ở mức độ cao hơn, tốn chứa đựng nhiều kiến thức khác cần giải quyết:
Ví dụ: Khử hồn tồn 16 gam bột oxit sắt CO nhiệt độ cao Sau phản ứng kết thúc, khối lượng chất rắn giảm 4,8 gam
a Hãy cho biết CT oxit sắt
b Chất khí sinh dẫn vào bình đựng dd Ca(OH)2 dư Hãy tính khối lượng chất kết tủa sinh
c Tính thể tích khí CO đktc cần dùng cho phản ứng khử oxit sắt nói trên, biết người ta phải dùng khí CO dư 10% so với lý thuyết
Cách giải:
Bài toán củng cố nhiều kiến thức khác nhau: * Về lý thuyết:
+ Các loại phản ứng khử, phản ứng trung hòa + Viết PTPU dạng tổng quát
* Về kỹ giải tốn:
+ Bài tốn lập cơng thức hợp chất
+ Bài tốn dạng bản, tính nhiều lượng chất theo PTPU, tính theo PTPU xẩy liên tiếp
+ Sử dụng nhiều kỹ tính tốn khác như: Hiệu suất, nhiều đơn vị tính tốn khác gam, lít, mol
Về lời giải cụ thể bạn tự làm Phần b c làm sau: Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2 (1)
CO2 + Ca(OH)2 -> CaCO3 + H2O (2) Từ (1) (2) ta có:
Fe2O3 -> 3CO2 -> 3CaCO3 Fe2O3 -> 3CO
Vậy phần b tính theo Fe2O3 -> 3CaCO3 phần c tính theo Fe2O3 -> 3CO Như tính lượng CaCO3 thơng qua lượng Fe2O3 mà khơng cần tính đến lượng CO2 sinh
Các phương pháp cân PUHH dùng chung cho hai cấp THCS THPT tùy theo khả
Để giải nhanh tốn hóa học ta cần biết cân nhanh phản ứng có Có nhiều phương pháp để cân bằng, xin giới thiệu số phương pháp (Từ dễ đến khó):
1 Phương pháp nguyên tử nguyên tố:
Đây phương pháp đơn giản Khi cân ta cố ý viết đơn chất khí (H2, O2, C12, N2 ) dạng nguyên tử riêng biệt lập luận qua số bước Ví dụ: Cân phản ứng P + O2 -> P2O5
(17)Để tạo thành phân tử P2O5 cần nguyên tử P nguyên tử O: 2P + 5O -> P2O5
Nhưng phân tử oxi gồm hai nguyên tử, lấy phân tử oxi tức số nguyên tử oxi tăng lên gấp số nguyên tử P số phân tử P2O5 tăng lên gấp 2, tức nguyên tử P phân tử P2O5
Do đó: 4P + 5O2 -> 2P2O5
2 Phương pháp hóa trị tác dụng:
Hóa trị tác dụng hóa trị nhóm nguyên tử hay nguyên tử nguyên tố chất tham gia tạo thành PUHH
Áp dụng phương pháp cần tiến hành bước sau: + Xác định hóa trị tác dụng:
BaCl2 + Fe2(SO4)3 -> BaSO4 + FeCl3 Hóa trị tác dụng từ trái qua phải là: II - I - III - II - II - II - III - I
Tìm bội số chung nhỏ hóa trị tác dụng: BSCNN(1, 2, 3) =
+ Lấy BSCNN chia cho hóa trị ta hệ số: 6/II = 3, 6/III = 2, 6/I =
Thay vào phản ứng:
3BaCl2 + Fe2(SO4)3 -> 3BaSO4 + 2FeCl3
Dùng phương pháp củng cố khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị nguyên tố thường gặp
3 Phương pháp dùng hệ số phân số:
Đặt hệ số vào công thức chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số cho số nguyên tử nguyên tố hai vế Sau khử mẫu số chung tất hệ số
Ví dụ: P + O2 -> P2O5
+ Đặt hệ số để cân bằng: 2P + 5/2O2 -> P2O5
+ Nhân hệ số với mẫu số chung nhỏ để khử phân số Ỏ nhân 2.2P + 2.5/2O2 -> 2P2O5
hay 4P + 5O2 -> 2P2O5
4 Phương pháp "chẵn - lẻ":
Một phản ứng sau cân số nguyên tử nguyên tố vế trái số nguyên tử nguyên tố vế phải Vì số nguyên tử nguyên tố vế số chẵn số nguyên tử nguyên tố vế phải chẵn Nếu cơng thức số ngun tử ngun tố cịn lẻ phải nhân đơi
Ví dụ: FeS2 + O2 -> Fe2O3 + SO2
Ở vế trái số nguyên tử O2 chẵn với hệ số Ở vế phải, SO2 oxi chẵn Fe2O3 oxi lẻ nên phải nhân đơi Từ cân tiếp hệ số lại
2Fe2O3 -> 4FeS2 -> 8SO2 -> 11O2
Đó thứ tự suy hệ số chất Thay vào PTPU ta được: 4FeS2 + 11O2 -> 2Fe2O3 + 8SO2
5 Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất:
(18)hệ số phân tử
Ví dụ: Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O
Nguyên tố có mặt nhiều nguyên tố oxi, vế phải có nguyên tử, vế trái có Bội số chung nhỏ 24, hệ số HNO3 24/3 =
Ta có 8HNO3 -> 4H2O -> 2NO (Vì số nguyên tử N vế trái chẵn) -> 3Cu(NO3)2 -> 3Cu
Vậy phản ứng cân là:
3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
6 Phương pháp cân theo "nguyên tố tiêu biểu":
Nguyên tố tiêu biểu nguyên tố có đặc điểm sau: + Có mặt chất phản ứng
+ Liên quan gián tiếp đến nhiều chất phản ứng + Chưa thăng nguyên tử hai vế
Phương pháp cân tiến hành qua ba bước: a Chọn nguyên tố tiêu biểu
b Cân nguyên tố tiêu biểu
c Cân nguyên tố khác theo nguyên tố Ví dụ: KMnO4 + HCl -> KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O a Chọn nguyên tố tiêu biểu: O
b Cân nguyên tố tiêu biểu: KMnO4 -> 4H2O c Cân nguyên tố khác:
+ Cân H: 4H2O -> 8HCl
+ Cân Cl: 8HCl -> KCl + MnCl2 + 5/2Cl2 Ta được:
KMnO4 + 8HCl -> KCl + MnCl2 + 5/2Cl2 + 4H2O Sau nhân tất số với mẫu số chung ta có: 2KMnO4 + 16HCl -> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
7 Phương pháp cân theo trình tự kim loại - phi kim:
Theo phương pháp cân số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim cuối H, sau đưa hệ số biết để cân nguyên tử O
Ví dụ NH3 + O2 -> NO + H2O
Phản ứng khơng có kim loại, ngun tử phi kim N cân Vậy ta cân H:
2NH3 -> 3H2O (Tính BSCNN, sau lấy BSCNN chia cho số để hệ số)
+ Cân N: 2NH3 -> 2NO + Cân O thay vào ta có: 2NH3 + 5/2O2 -> 2NO + 3H2O
Cuối nhân hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất: 4NH3 + 5O2 -> 4NO + 6H2O
Ví dụ CuFeS2 + O2 -> CuO + Fe2O3 + SO2
Hoàn toàn tương tự Do nguyên tử Cu cân bằng, ta cân Fe, cân theo thứ tự Cu -> S -> O nhân đôi hệ số:
4CuFeS2 + 13O2 -> 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2
8 Phương pháp cân phản ứng cháy chất hữu cơ: a Phản ứng cháy hidrocacbon:
Nên cân theo trình tự sau:
(19)quả lẻ nhân đơi phân tử hidrocacbon, chẵn để nguyên - Cân số nguyên tử C
- Cân số nguyên tử O Tự lấy ví dụ
b Phản ứng cháy hợp chất chứa O.
Cân theo trình tự sau: - Cân số nguyên tử C - Cân số nguyên tử H
- Cân số nguyên tử O cách tính số nguyên tử O vế phải trừ số nguyên tử O có hợp chất Kết thu đem chia đôi hệ số phân tử O2 Nếu hệ số lẻ nhân đơi vế PT để khử mẫu số
9 Phương pháp xuất phát từ chất hóa học phản ứng:
Phương pháp lập luận dựa vào chất phản ứng để cân Ví dụ: Fe2O3 + CO -> Fe + CO2
Theo phản ứng trên, CO bị oxi hóa thành CO2 kết hợp thêm oxi Trong phân tử Fe2O3 có nguyên tử oxi, đủ để biến phân tử CO thành phân tử CO2 Do ta cần đặt hệ số trước cơng thức CO CO2 sau đặt hệ số trước Fe:
Fe2O3 + 3CO -> 2Fe + 3CO2
10 Phương pháp cân electron:
Đây phương pháp cân áp dụng cho phản ứng oxi hóa khử Bản chất phương trình dựa trênm nguyên tắc Trong phản ứng oxi hóa - khử, số electron chất khử nhường phải số electron chất oxi hóa thu
Việc cân qua ba bước:
a Xác định thay đổi số oxi hóa b Lập thăng electron
c Đặt hệ số tìm vào phản ứng tính hệ số cịn lại
Ví dụ Cân phản ứng:
FeS + HNO3 -> Fe(NO3)3 + N2O + H2SO4 + H2O a Xác định thay đổi số oxi hóa:
Fe+2 -> Fe+3 S-2 -> S+6 N+5 -> N+1
(Viết số oxi hóa phía ngun tố tương ứng) b Lập thăng electron:
Fe+2 -> Fe+3 + 1e S-2 -> S+6 + 8e
-> FeS -> Fe+3 + S+6 + 9e 2N+5 + 8e -> 2N+1
-> Có 8FeS 9N2O
c Đặt hệ số tìm vào phản ứng tính hệ số cịn lại: 8FeS + 42HNO3 -> 8Fe(NO3)3 + 9N2O + 8H2SO4 + 13H2O
1 Phương pháp cân ion - electron:
Phương pháp cân ion - electron giống phương pháp cân bằng electron khác chỗ viết chất oxi hóa chất khử dưới dạng ion, thể tồn lại chúng dung dịch.
(20)a Phản ứng dung dịch axit, q trình oxi hóa khử: + Thiếu oxi: Mỗi O-2 bù 1H2O thêm 2H+ vế sau. + Thừa oxi: Mỗi O-2 ghi 1H2O thêm 2H+ vế trước. b Phản ứng dung dịch bazo, q trình oxi hóa khử: + Thiếu oxi: Mỗi O-2 bù 2OH- thêm 1H2O vế sau. + Thừa oxi: Mỗi O-2 ghi 2OH- thêm 1H2O vế trước c Phản ứng dung dịch có H2O tham gia, q trình oxi hóa hoặc khử:
+ Thiếu oxi: Mỗi O-2 bù 1H2O thêm 2H+ vế sau. + Thừa oxi: Mỗi O-2 ghi 2OH- thêm 1H2O vế trước. Ví dụ Phản ứng dung dịch axit:
KMnO4 + KNO2 + H2SO4 -> MnSO4 + K2SO4 + KNO3 + H2O MnO4- + 5e + 8H+ -> Mn2+ + 4H2O 2
NO2- + H2O -> NO3- + 2H+ + 2e 5 Cộng vế hai phương trình ta được:
2MnO4- + 16H+ + 5NO2- + 5H2O -> 2Mn2+ + 8H2O + 5NO3- + 10H+
Giản ước ion loại hai vế ta có:
2MnO4- + 6H+ + 5NO2- -> 2Mn2+ + 3H2O +
5NO3-Thêm 7K+ 3SO42- vào hai vế PTPU dạng phân tử: 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 -> 2MnSO4 + K2SO4 + 5KNO3 + 3H2O
Ví dụ Phản ứng dung dịch bazo: NaCrO2 + Br2 + NaOH -> Na2CrO4 + NaBr CrO2- + 4OH- -> CrO42- + 2H2O + 3e 2 Br2 + 2e -> 2Br- 3
Phương trình ion:
2CrO2- + 8OH- + 3Br2 -> 2CrO42- + 6Br- + 4H2O Phương trình phản ứng phân tử:
2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH -> 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O Ví dụ Phản ứng dung dịch có H2O tham gia:
KMnO4 + K2SO3 + H2O -> MnO2 + K2SO4 MnO4- + 3e + 2H2O -> MnO2 + 4OH- 2 SO32- + H2O -> SO42- + 2H+ + 2e 3 Phương trình ion:
(21)3SO42-Phương trình phản ứng phân tử:
2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O -> 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH
12 Phương pháp cân đại số:
Dùng để xác định hệ số phân tử chất tham gia thu sau phản ứng hoá học, ta coi hệ số ẩn số kí hiệu chữ cái a, b, c, d… dựa vào mối tương quan nguyên tử nguyên tố theo định luật bảo toàn khối lượng để lập hệ phương trình bậc nhiều ẩn số Giải hệ phương trình chọn
nghiệm số nguyên dương nhỏ ta xác định hệ số phân tử chất phương trình phản ứng hố học.
Ví dụ: Cân phản ứng:
Cu + HNO3 -> Cu(NO3)2 + NO + H2O
Kí hiều hệ số phải tìm chữ a, b, c, d, e ghi vào phương trình ta thu được: aCu + bHNO3 -> cCu(NO3)2 + dNO + eH2O
+ Xét số nguyên tử Cu: a = c (1) + Xét số nguyên tử H: b = 2e (2) + Xét số nguyên tử N: b = 2c + d (3) + Xét số nguyên tử O: 3b = 6c + d + e (4) Ta hệ phương trình ẩn giải sau:
Rút e = b/2 từ phương trình (2) d = b – 2c từ phương trình (3) thay vào phương trình (4):
3b = 6c + b – 2c + b/2 -> b = 8c/3
Ta thấy để b nguyên c phải chia hết cho Trong trường hợp để hệ số phương trình hố học nhỏ ta cần lấy c = Khi đó: a = 3, b = 8, d = 2, e =
Vậy phương trình phản ứng có dạng: 3Cu + 8HNO3 -> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Ở ví dụ phương trình hố học có chất (Cu, HNO3, Cu(NO3)2, NO, H2O) nguyên tố (Cu, H, N, O) lập hệ phương trình đại số để cân ta hệ phương trình với ẩn số Hay nói cách tổng quát, ta có n ẩn số n – phương trình
Như lập hệ phương trình đại số để cân phương trình hố học, có chất phương trình hố học có nhiêu ẩn số có ngun tố tạo nên hợp chất có nhiêu phương trình
Từ nhận xét trên, thử dùng phương pháp để cân hầu hết phương trình phản ứng có chương trình phổ thong, số chương trình đại học gặp trường hợp sau đây:
1 Các phương trình phản ứng hố học số chất tham gia thu được sau phản ứng số nguyên tố tạo nên chất ấy.
Ví dụ:
P2O5 + H2O - H3PO4
Hoặc số chất tham gia thu sau phản ứng lớn số nguyên tố tạo nên chúng đơn vị (đại phận phương trình hoá học rơi vào trường hợp này)
Khi lập hệ phương trình đại số để cân phương trình này, ta hệ phương trình có n ẩn số n phương trình hay n – phương trình
(22)2 Các phương trình hóa học số chất tham gia phản ứng hóa học lớn số nguyên tố cấu tạo nên chất từ hai đơn vị trở lên
ví dụ:
KI + H2O + O3 -> KOH + I2 + O2 (6 chất, nguyên tố)
H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 -> S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O (7 chất, nguyên tố)
H2O2 + AgNO3 + NH4OH -> O2 + Ag + NH4NO3 + H2O (7 chất, nguyên tố) Khi lập hệ phương trình đại số để cân phương trình phản ứng này, ta hệ phương trình có n ẩn có n - hay n - phương trình Giải hệ phương trình dài, phức tạp, nhiều thời gian cho ta kết khơng Khi phải vào chất hóa học tốn để nghiệm số thích hợp cho phương trình hóa học Đây việc làm khó khăn với bạn lớp -
Chúng ta phân tích chi tiết ví dụ
Cân phương trình phản ứng:
aH2S + bK2Cr2O7 + cH2SO4 (l) -> dS + eK2SO4 + fCr2(SO4)3 + gH2O Xét số nguyên tử nguyên tố:
+ H: 2a + 2c = 2g (1) + S: a + c = d + e + 3f (2) + K: 2b = 2e (3)
+ Cr: 2b = 2f (4)
+ O: 7b + 4c = 4e + 12f + g (5) Từ phương trình (1) ta có: a + c = g
Từ phương trình (2) ta có: d = a + c - e - 3f Từ phương trình (3) (4) ta có: b = e = f
Thay giá trị e f b g a + c vào hệ phương trình ta được:
7b + 4c = 4b + 12b + a + c -> a = 3c - 9b
Do a > nên c > 3b
Cho b c số giá trị thích hợp tìm giá trị ẩn lại ta bảng sau: - Với a = 3:
+ b = 1, c = > d = 3, e = 1, f = 1, g = + b = 2, c = > d = 2, e = 2, f = 2, g = 10 + b = 3, c = 10 > d = 1, e = 3, f = 3, g = 13 - Với a = 6:
+ b = 1, c = > d = 7, e = 1, f = 1, g = 11 + b = 2, c = > d = 6, e = 2, f = 2, g = 14 + b = 3, c = 11 > d = 5, e = 3, f = 3, g = 17 - Với a = 9:
+ b = 1, c = > d = 11, e = 1, f = 1, g = 15 + b = 2, c = > d = 10, e = 2, f = 2, g = 18 + b = 3, c = 12 > d = 9, e = 3, f = 3, g = 11
Ghi vào phương trình phản ứng hóa học hệ số xác định ta nhiều phương trình với cặp hệ số chất khác nhau:
(23)Ở ta thấy hệ số (2) (3) bội số hệ số (1) Về mặt tốn học tất phương trình hóa học với quan điểm hóa học ta dùng hệ số (1)
Thế phản ứng xẩy môi trường axit đặc (2) H2SO4 đặc chất oxi hóa mạnh, oxi hóa H2S theo phương trình:
H2SO4 + 3H2S -> 4S + 4H2O
Cịn (3) chất hóa học khơng khác (2) có số lượng phân tử axit H2SO4
và H2S tham gia khác mà
Qua nhạn xét đánh giá chúng tơi có đề nghị sau đây phần cân phản ứng hóa học:
1 Tuy có hạn chế mặt nội dung hóa học học sinh lớp - 9 nên học phương pháp cân đại số vì:
+ Trong chưa học phương pháp cân electron phương pháp phương pháp thuận lợi nói chung THCS giải thành thạo hệ phương trình bậc nhất.
+ Tùy điều kiện cụ thể, phản ứng cụ thể mà chọn phương pháp cân bằng cho thích hợp.
+ Hầu hết PTPU PT đơn giản Khi gặp hệ PT đại số để cân bằng ta thường gặp hệ PT có n ẩn số n - phương trình, giải những hệ phương trình dễ dàng, cho nghiệm nhất, khơng phải biện luận Tuy nhiên thấy số chất lớn số nguyên tố từ đơn vị trở lên khơng nên dùng đại số để cân bằng, trường hợp sẽ cho nhiều kết việc lựa chọn khó khăn.
+ Nếu phương trình hóa học có nhóm nguyên tố, gốc axit chuyển nguyên vẹn từ vế trái sang vế phải, chúng khơng bị phá vỡ trong phản ứng hóa học lập hệ phương trình đại số để cân bằng ta nên tính theo nhóm, gốc Lúc hệ phương trình đại số sẽ đơn giản nhiều Ví dụ:
aFeCl3 + bKSCN -> cKCl + dFe(SCN)3