(Sáng kiến kinh nghiệm) khai thác các bài tập liên quan đến tính khử của cacbon oxit với oxit kim loại

I ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn đề tài: Trong Hố học, việc giải tập có ý nghĩa quan trọng Ngoài việc cố, rèn luyện kỹ vận dụng, đào sâu mở rộng kiến thức học cách sinh động, thông qua giải tập cịn giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thơng minh, tư sáng tạo bồi dưỡng hứng thú học tập Muốn phát huy điều việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải tập vấn đề then chốt Mỗi tập có nhiều phương pháp giải khác nhau, biết lựa chọn phương pháp thích hợp, giúp học sinh tiết kiệm nhiều thời gian tránh sai sót đáng tiếc Đặc biệt dạng tập liên quan đến phản ứng tạo nhiều chất sản phẩm khí cacbon oxit (CO) phản ứng với oxit kim loại nhiều hóa trị Khí cabon oxit có nhiều ứng dụng quan trọng công nghiệp: làm nhiên liệu, nguyên liệu, chất khử, ….Trong phải kể đến tính khử khí CO với oxit sắt trình sản xuất gang, thép Tuy nhiên khí cacbon oxit lại khí độc nguồn gốc tác hại gây hậu nghiêm trọng Chính mà sách giáo khoa, sách nâng cao đề thi khai thác nhiều tập tính khử khí cacbon oxit Dạng tập thường gây cho học sinh gặp nhiều khó khăn mặt nhận thức tính tốn như: học sinh thường lúng túng việc định hướng cách giải, lời giải rườm rà, nhiều thời gian …Từ khó khăn vướng mắc mà học sinh gặp phải, tơi nghiên cứu tìm ngun nhân (chưa hiểu chất phản ứng, kỹ giải tập chưa tốt …) tìm phương pháp để giúp học sinh giải tốt toán liên quan đến tính khử khí cacbon oxit Với lý lựa chọn triển khai đề tài: Khai thác tập liên quan đến tính khử cacbon oxit với oxit kim loại Mục đích thực đề tài: - Qua hệ thống tập hóa học giúp học sinh hiểu sâu sắc chất lý thuyết hóa học - Nghiên cứu tìm tịi cách sử dụng tập theo hướng tích cực, khai thác triệt để công dụng tập nhằm rèn luyện, phát triển tư tăng hứng thú học tập nâng cao hiệu dạy học Nhiệm vụ nghiên cứu: - Tìm hiểu thực trạng giải tập hóa học học sinh tơi trực tiếp bối dưỡng, ôn thi nơi trường công tác - Tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến chất lượng lớp trực tiếp giảng dạy - Đưa phương pháp giải tập phù hợp nhằm nâng cao chất lượng lớp trực tiếp giảng dạy, đặc biệt phục vụ cho công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Đối tượng phạm vi nghiên cứu: a Đối tượng nghiên cứu: - Hoạt động nhận thức học sinh q trình dạy học hố học - Học sinh khối THCS, nội dung chương trình THCS hành - Bồi dưỡng học sinh khá, giỏi - Học sinh ôn thi vào trường chuyên, lớp chọn b Phạm vi nghiên cứu: Các tập hóa học liên quan đến tính khử cacbon oxit Phương pháp nghiên cứu: - Phương pháp điều tra quan sát: Thông qua tập, kiểm tra - Phương pháp thực nghiệm: Sử dụng hệ thống tập để kiểm tra kết học sinh sau học chuyên đề - Trao đổi với giáo viên giảng dạy mơn hóa học tâm huyết, kinh nghiệm - Kinh nghiệm giảng dạy qua năm, lớp khác Dự báo đóng góp đề tài: - Cũng cố kiến thức lí thuyết phản ứng oxi hóa- khử - Có cách giải sáng tạo, chất dạng tốn liên quan đến tính khử CO, H2 với oxit kim loại - Rút ngắn nhiều thời gan giải tập tính tốn - Hình thành kỹ giải tập nhanh, tố chất quan trọng để sau em làm tốt thi trắc nghiệm Thời gian thực hiện: Từ năm 2014 đến 2017 I GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Cơ sở lý thuyết CO oxit trung tính: khơng phản ứng với nước, kiềm axit (ở điều kiện thường) Tính chất hố học quan trọng CO tính khử, CO khử nhiều oxit kim loại nhiệt độ cao K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Ph, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au Oxit kim loại phản ứng với CO Nội dung đề tài: Xét phương trình hóa học: Phương trình hóa học Số nguyên tử O Do oxit nhường 1- = Số phân tử CO phản ứng t Fe2O3 + CO  → FeO + CO2 3- 2= 1 t Fe3O4 + 4CO  → Fe + 4CO2 4- 0= 4 3y- 4x 3y- 4x t CuO + CO  → Cu + CO2 t 3FexOy + (3y- 4x) CO  → xFe3O4 +(3y- 4x) CO2 …………………………… Nhận xét: - Từ CO → CO2 CO nhận O ( oxt) ; Như số nguyên tử O oxit nhường số phân tử CO tham gia phản ứng, đó: nCO(pư) = nO (của oxit nhường) - Có phân tử CO tham gia phản ứng có nhiêu phân tử CO2 tạo thành, đó: hay nhỗn hợp khí đầu= nhỗn hợp khí sau phản ứng nCO(pư) = nCO - Trong phản ứng CO CO2 ln thể khí cịn oxit kim loại trạng thái rắn khối lượng chất rắn ln giảm: mchẩt rắn giảm = mO ( oxit tách) Từ nhận định ta thấy mối liên hệ chất rắn chất khí theo sơ đồ sau: mchẩt rắn giảm = mO( oxit tách) ⇒ nO (Tách ra) = nCO(Phản ứng) = nCO (và ngược lại) Khai thác dạng tập sau: Dạng Lập PTHH cho PƯHH CO với oxit kim loại Số phân tử CO tham gia phản ứng = Số phân tử CO2 tạo thành = Số nguyên tử O ( oxit nhường) ? Làm để xác định số nguyên tử mà oxit nhường ? Ta phải xác định số nguyên tử oxi nằm chất rắn tạo thành, đó: Số nguyên tử oxi (do oxit nhường) = Số nguyên tử oxi (ban đầu oxit) - số nguyên tử oxi nằm chất rắn tạo thành Ví dụ Cho sơ đồ phản ứng: CO + PbO t > CO2 + Pb Lập phương trình hóa học phản ứng HD: Học sinh dễ nhận PbO nhường nguyên tử Oxi nên hệ số CO CO2 Phương trình hóa học là: t CO + PbO  → CO2 + Pb Ví dụ Cho sơ đồ phản ứng: CO + Fe2O3 t > CO2 + FeO Lập phương trình hóa học phản ứng HD: - Học sinh dễ nhầm Fe 2O3 nhường nguyên tử oxi cho CO để tạo thành FeO - Giáo viên hướng dẫn: Để biết Fe 2O3 nhường nguyên tử oxi phải xét xem sau phản ứng nguyên tử oxi trạng thái rắn nên cân sắt trước ( Đặt trước FeO), dễ dàng nhận Fe 2O3 nhường nguyên tử oxi ⇒ Hệ số CO CO2 Phương trình hóa học là: t CO + Fe2O3  → CO2 + 2FeO ⇒ Cách cân số nguyên tử nguyên tố PƯHH có CO tham gia phản ứng khử oxit kim loại: + Cân số nguyên tử kim loại trước + Xác định số nguyên tử Oxi mà phân tử oxit nhường + Số nguyên tử Oxi mà phân tử oxit nhường = hệ số CO = hệ số CO2 Bài tập vận dụng Bài tập Cho sơ đồ phản ứng: CO + FexOy -t -> CO2 + Fe Lập phương trình hóa học phản ứng HD - Phân tử FexOy có x nguyên tử Fe nên hệ số Fe x - Ta thấy phân tử FexOy nhường hết y nguyên tử O ⇒ hệ số CO CO y t - Phương trình hóa học là: yCO + FexOy  → y CO2 + xFe Bài tập Cho sơ đồ phản ứng: CO + FexOy -t -> CO2 + FeO Lập phương trình hóa học phản ứng HD - Phân tử FexOy có x nguyên tử Fe nên hệ số FeO x - Ta thấy phân tử FexOy nhường hết (y- x) nguyên tử O ⇒ Hệ số CO CO2 (y- x) - Phương trình hóa học là: t (y- x) H2 + FexOy  → (y- x) H2O + x FeO Dạng Bài tập tính tốn Bài tập Khử hồn tồn 10,23 gam hỗn hợp hai oxit: CuO PbO khí CO nhiệt độ cao Tồn lượng CO2 sinh dẫn qua bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư, phản ứng xong thu 11 gam kết tủa Tính thể tích khí CO (đktc) tham gia phản ứng Giải: - Học sinh thường giải tập sau: Giọi x, y số mol CuO PbO 10,23 gam hỗn hợp ( x, y > 0) PTHH xãy ra: ( mol) ( mol) t CuO + CO  → Cu + CO2 (1) x x x t PbO + CO  → Pb + CO2 (2) y y y CO2 + Ca(OH)2  → CaCO3 ↓ + H2O (3) 11 Vậy kết tủa CaCO3 , nCaCO = 100 = 0,11 ( mol) = nCO Theo có: 80x + 223y = 10,23 (*) x + y = 0,11(**) Từ (*) (**) ⇒ x = 0,1 y = 0,01 nCO = x + y = 0,1 + 0,01 = 0,11 (mol) ⇒ VCO(đktc) = 2,464 (lít) - Nếu học sinh nhận (1) (2) có: nCO = nCO(phản ứng) Khi em tính VCO(đktc) = 2,464 (lít) mà khơng cần lập giải hệ phương trình Do em vừa tiết kiệm thời gian vừa hạn chế sai sót đáng tiếc việc tính tốn Bài tập Khử hoàn toàn 17,6 gam hỗn hợp X gồm: Fe, FeO, Fe 3O4 Fe2O3 cần dùng vừa hết 2,24 lít khí CO (ĐKTC) Tính khối lượng Fe thu sau phản ứng HD 2,24 nCO = 22,4 = 0,1 (mol) Hỗn hợp X phản ứng với CO: t CO + FeO  → CO2 + Fe (1) t CO + Fe3O4  → CO2 + 3Fe (2) t CO + Fe2O3  → CO2 + 2Fe (3) Hướng đẫn học sinh tính khối lượng Fe sau: Cách Theo (1), (2), (3) nCO = nCO = 0,1 (mol) Khi nhận việc tính tốn khối lượng Fe dễ dàng sau: Theo định luật BTKL thì: mX + mCO (pư) = mFe + mCO = 17,6 + 0,1 28 = mFe + 0,1 44 ⇒ Cách nCO = nCO = nO (các oxit nhường) = 0,1 (mol) Khi đó: mFe = mX – mO (các oxit nhường) = 17,6 – 0,1.16 = 16 (gam) mFe = 16 (gam) Như từ tập khó với học sinh bậc THCS học sinh nhận chất phản ứng toán giải cách dễ dàng Bài tập Cho từ từ dịng khí CO qua ống sứ đựng a gam Fe 2O3 đun nóng sau thời gian thu b gam hỗn hợp chất rắn A a Trong A có chất ? b Tính thể tích khí CO (đktc) tham gia phản ứng ? Biết a – b = 3,2 gam HD a Khí CO phản ứng với Fe2O3 : t CO + Fe2O3  → CO2 + Fe3O4 (1) (mol) x 3x 2x t CO + Fe3O4  → CO2 + 3FeO (2) (mol) y y 3y (3) t CO + FeO  → CO2 + Fe (mol) z z z Vậy A gồm: Fe3O4 , FeO, Fe Fe2O3 dư b Học sinh thường lúng túng tính thể tích khí CO (đktc) tham gia phản ứng số ẩn nhiều lập phương trình em gặp khó khăn lập phương trình Tơi hướng dẫn học sinh giải tóm tắt sau: Các phản ứng Số mol O (trạng thái Số mol O (trạng thái Số mol O (trạng rắn) trước phản ứng rắn) sau phản ứng thái rắn) giảm (1) 9x 8x x (2) 4y 3y y (3) Z 0z z Vậy mchât rắn giảm = mO (các oxit nhường) = 3,2 gam nO (các oxit nhường) = nCO = x + y + z = 0,2 (mol) ⇒ VCO(đktc) = 4,48 lít Dạng Tìm cơng thức hố học Do CO khử oxit kim loại nên hầu hết tập thuờng u cầu tìm cơng thức hố học dạng FexOy MxOy Dạng 3.1 Tìm cơng thức hố học có dạng: FexOy Thực chất tìm x, y tìm nFe nO (của Fe x O y ) Bài tập Tìm cơng thức oxit sắt biết nung nóng 11,6 gam oxit cho dịng khí CO qua đến phản ứng hồn toàn nhận sắt nguyên chất lượng khí hấp thụ dung dịch Ca(OH) dư tách 20 gam kết tủa HD * - CTHH oxit: FexOy ( x, y ∈ N ) t - PTHH: y CO + FexOy  → y CO2 + x Fe (1) CO2 + Ca(OH)2  → CaCO3 ↓ + H2O (2) 20 Ta có: nCaCO = 100 = 0,2 (mol) = nCO = nO (của FexOy) mFe = mFe x O y - mO (của FexOy) = 11,6 – 0,2 16 = 8,4 (gam) ⇒ nFe = 0,15 (mol) x : y = nFe : nO (của FexOy) = 0,15 : 0,2 = : ⇒ x = y = Vậy công thức oxit: Fe3O4 Bài tập Một oxit sắt chưa rõ công thức, chia lượng oxit thành hai phần a Hoà tan phần phải dùng hết 150 ml dung dịch HCl 3M b Cho dịng khí CO dư qua phần hai nung nóng, phản ứng xong thu 8,4 gam Fe HD: CTHH oxit sắt : FexOy ( x, y ∈ N* ) - Phần phản ứng với dd HCl : nHCl = 0,15 = 0,45 (mol) FexOy + 2y HCl  → x FeCl2y/x + y H2O (mol) 0,45 2y ⇒ nO(FexOy) = 0,45 0,45 y = 0,225 (mol) 2y - Phần phản ứng với khí CO dư y CO + FexOy t  → y CO2 + x Fe Khí CO dư nên tồn FexOy bị khử thành Fe nFe = 0,15 (mol) ⇒ x : y = 0,15 : 0,225 = : Vậy oxit cần tìm Fe2O3 Bài tập Nung nóng 32 gam oxit Fe xOy dẫn khí CO qua, sau thời gian thu m gam chất rắn A V lít hỗn hợp khí B Dẫn V lít hỗn hợp khí B ( V1 < V ) qua dung dịch Ca(OH)2 dư thu 56 gam kết tủa Tìm cơng thức FexOy Biết phản ứng xảy hoàn toàn ( Trích đề thi giáo viên giỏi tĩnh Hà Tĩnh- Năm học 2009- 2010) HD: t PTHH: yCO + FexOy  → y CO2 + xFe (1) CO2 + Ca(OH)2  → CaCO3 ↓ + H2O (2) n ↓ = 0,56 (mol) = nCO2 (trong V lít khí B) < nCO2 (tạo thành khử oxit) = nO (FexOy) ⇒ mFe < 32 – 0,56 16 = 23,9 gam ⇒ nFe < x 23,9 = 0,43 mol 56 0,43 Do đó: y < 0,56 = 0,734 ; Trong oxit sắt, oxit phù hợp : Fe2O3 Khí H2 tác dụng với oxit kim loại có chất giống với khí CO tác dụng với oxit kim loại nên khai thác thêm tập liên quan đến tính khử H2 tập sau: Bài tập Khử hoàn toàn lượng oxit sắt FexOy H2 nóng, dư Hơi nước tạo hấp thụ hết vào 100 gam dung dịch H2SO4 98% thấy nồng độ axit giảm bớt 3,405% Chất rắn thu sau phản ứng khử hòa tan hồn tồn dung dịch HCl 3,36 lít H2 (đktc) Tìm cơng thức oxit sắt HD y H2 + FexOy t  → y H2O + x Fe Fe + 2HCl  → FeCl2 + H2 (1) (2) Theo (2) ta có nFe = 0,15 mol Gọi a khối lượng H2O tạo thành (1), ta có: ⇒ a= 3,6 gam Khi nH2O = nO(oxit) = 0,2 mol x 0,15 Ta có: y = 0, = Công thức oxit: Fe3O4 Dạng 3.2 Tìm cơng thức hố học có dạng: MxOy 98 = 0,94595 a + 100 Tìm CTHH dạng MxOy hay tìm ba ẩn : M, x, y phù hợp Bài tập Khử hoàn toàn 46,4 gam oxit MxOy cần dùng vừa đủ 17,92 lít khí CO (đktc) thu a gam kim loại M Hoà tan a gam kim loại M dung dịch HCl dư thu 13,44 lít khí H2 (đktc) Xác định CTHH oxit HD: 17,92 13,44 nCO = 22,4 = 0,8 (mol) = nCO = nO (oxit) ; nH = 22,4 = 0,6 (mol) t MxOy + y CO  → x M + y CO2 Áp dụng dịnh luật bảo tồn khối lượng ta tính được: a = 46,4 + 0,8 28 – 0,8 44 = 33,6 (gam) a = 46,4 – mO (MxOy) = 46,4 – 0,8.16 = 33,6 (gam) - Xác định kim loại M 2M + 2b HCl  → MClb + b H2 ( b hoá trị kim loại M) 1,2 b 1,2 ⇒ M = 33,6 : = 28 b b (mol) 0,6 b M 28 56 84 Kết luận Loại Nhận (Fe) loại * Vậy CTHH oxit: FexOy ( x, y ∈ N ) x : y = nFe : nO (FexOy) = 0,6 : 0,8 = : Vậy CTHH oxit cần tìm: Fe3O4 Bài tập A oxit kim loại M có %M = 72,41%, khử vừa hết 5,8 gam A cần V lít hỗn hợp khí : CO, H2 Tính V(đktc) HD: Cách - Tìm A : MxOy x.M 72,41 %M y 2y = y.16 = 100 − 72,41 ⇒ M = 42 = 21 ( 2y/x hố trị M) %O x x 2y/x M 42 Kết luận Loại Vậy A : Fe3O4 - Tính Vhh(đktc) : 63 Loại 126 loại 8/3 56 Nhận Học sinh viết PTHH thấy được: nCO + nH = nFe O = 0,025 = 0,1 (mol) ⇒ Vhh(đktc) = 0,1 22,4 = 2,24 (l) 10 Cách % O(oxit) = 100% - 72,41% = 27,59% ⇒ mO(oxit) = 27,59% 5,8 = 1,60022 gam nCO + nH = nO(oxit) = 0,1 mol ⇒ Vhh(đktc) = 0,1 22,4 = 2,24 (l) Bài tập Thổi dịng khí CO qua ống sứ chứa 6,1 gam hỗn hợp A gồm CuO, Al2O3 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 H2 (ở đktc) cịn lại 1,28 gam chất rắn khơng tan Xác định kim loại R công thức oxit R hỗn hợp A HD Vì cho chất rắn thu sau phản ứng với CO tác dụng với dung dịch HCl tạo khí H2 nên R phải kim loại đứng sau Al đứng trước hidro dãy hoạt động hóa học Đặt cơng thức oxit R RxOy t → Cu + CO2 CuO + CO  mol a a t → x R + y CO2 RxOy + y CO  mol c xc t → AlCl3 + H2O Al2O3 + HCl  mol b 6b → RCln + n/2 H2 R + n HCl  mol xc nxc xc nxc/2 Đặt số mol CuO, Al2O3, RxOy 6,1 gam hỗn hợp A a, b c (a, b, c > 0) Ta Có: 80a + 102b + (xMR + 16y)c = 6,1 (1) (2) 1,28 + 102b + MRxc = 4,82 (3) 64a = 1,28 ⇒ a = 0,02 (4) 6b + nxc = 0,15 ⇒ b = 0,01 (5) nxc/2 = 0,045 ⇒ ncx = 0,09 Thay b = 0,01, cx= 0.09/n vào (2) ta : MR = 28n ⇒ n = 2; MR = 56 Vậy kim loại R Fe Lại có : xc = 0,045 yc = 0,06 ⇒ x 0,045 = = y 0,06 ⇒ x = 3; y = Công thức oxit Fe3O4 Bài tập Dùng V lít khí CO khử hồn toàn gam oxit kim loại, phản ứng kết thúc thu kim loại hỗn hợp khí X Tỉ khối khí X so với H2 19 11 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 CTHH oxit b Tính giá trị V (đktc) HD nkếttủa = nCaCO3 = 0,05 (mol) ; nCa(OH)2 = 2,5 0,025= 0,0625 ( mol) t MaOb + b CO  → a M + b CO2 (1) Khí X là: CO2 CO dư X tác dụng với dung dịch Ca(OH)2: CO2 + Ca(OH)2  → CaCO3 ↓ + H2O (2) CO2 + CaCO3 + H2O  → Ca(HCO3)2 (3) Tôi hướng dẫn học sinh tính số mol CO2 sau: Khi CO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 số mol kết tủa phụ thuộc vào số mol CO2 theo đồ thị: nCaCO3 mol nCaCO3 lớn = nCa(OH)2 Phản ứng (2) Phản ứng (3) nCO2 mol Theo đề nCa(OH) = 0,0625 ( mol) > nkếttủa = nCaCO3 = 0,05 (mol) nên xãy hai trường hợp sau: Trường hợp Ca(OH)2 dư nCO = nkếttủa = nCaCO3 = 0,05 (mol) = nCO(pư) = nO(oxit) ⇒ mO(oxit) = 0,8 gam Khi 0,8 16b 64b ⇔ 0,2(aM +16b) = 16b ⇔ M = = a aM + 16b Oxit cần tìm CuO Ta có: a mol CO dư 28 44-38 38 0,05mol CO2 44 38-28 12 ⇒ a= 0,03 mol ⇒ V= (0,05+ 0,03) 22,4= 1,792 lít Trường hợp Ca(OH)2 hết kết tủa tan phần nCO = 0,0625+ 0,0125= 0,075(mol) = nCO(pư) = nO(oxit) ⇒ mO(oxit) = 1,2 gam Khi 11, 2b 1, 16b ⇔ 0,3(aM +16b) = 16b ⇔ M = = 0,3a aM + 16b Oxit cần tìm Fe2O3 Ta có: a mol CO dư 28 44-38 38 0,075mol CO2 44 38-28 ⇒ a = 0,045 mol ⇒ V= (0,075+ 0,045) 22,4= 2,688 lít Dạng 3.3 Pha trộn nhiều kiến thức liên quan đến tính khử CO Bài tập Nung nóng m gam chất rắn X khí H2, thu 1,82 gam nước 4,314 gam kim loại M Mặt khác, nung nóng m gam chất rắn X khí CO, thu 2,265 lít khí CO2 (đktc) 4,314 gam kim loại M Xác định kim loại M cơng thức phân tử X ( Trích đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Hà Tĩnh- Năm học 2016- 2017) HD Ta có số mol H2O = số mol CO2 = 0,1011mol Nếu X oxit kim loại M2On M2On + nH2 → 2M + nH2O => M = 21,33n Khơng có giá trị n thỏa mãn Như X muối cacbonat cacbonat bazơ Trường hợp X muối cacbonat: t M2(CO3)n + nH2  → 2M + nCO2 + nH2O t M2(CO3)n + nCO  → 2M + 2nCO2 Theo số mol H2O = số mol CO2 ⇒ X muối cacbonat Trường hợp X cacbonat bazơ: Gọi công thức chất X Ma(OH)b(CO3)c t Ta có: Ma(OH)b(CO3)c + (b+c)H2  (1) → aM + (b+c)H2O + cCO2 t Ma(OH)b(CO3)c + (0,5b+c)CO  → aM + 0,5bH2O + (0,5b + 2c)CO2 (2) o o Từ (1) (2) ⇒ b+ c = 0,5b + 2c hay b = 2c ⇒ ⇒ M= 4,314 91a = M 900.(b + c) 64b Nghiệm thích hợp c = 1, a = 2, b = 2, M = 64 (Cu) a 13 Vậy công thức phân tử X Cu2(OH)2CO3 hay (CuOH)2CO3 Tác dụng tập: Thông qua tập học sinh cịn biết thêm, chất nung nóng có phản ứng với cacbon oxit chất khơng oxit kim loại đứng sau Al dãy hoạt động hóa học mà hợp chất mà tác dụng nhiệt độ sinh oxit như: bazơ không tan, muối cacbonnat, cacbonat bazơ… Bài tập Cho luồng nước qua than nóng đỏ, sau loại thu hỗn hợp khí X gồm : CO, H2 CO2 Trộn hỗn hợp khí X với oxi dư bình kín dung tích khơng đổi thu hỗn hợp khí A (O0C, P1 atm) Đốt cháy hoàn toàn A đưa nhiệt độ 0oC áp suất bình ( hỗn hợp B) P2 = 0,5P1 Nếu cho NaOH rắn vào bình để hấp thụ hết CO2 , cịn lại khí 00C có áp suất P3 = 0,3P1 Tính % thể tích khí A ĐS t C + H2O → CO + H2 a t C + 2H2O  → CO2 + 2H2 - Gọi a, b số mol CO CO2 hỗn hợp X ⇒ Hỗn hợp X gồm: a mol CO b mol CO2 ⇒ nX = 2a + 3b mol (a + 2b) mol H2 - Gọi x số mol O2 trộn với hỗn hợp X Các phản ứng cháy : t 2CO + O2  → 2CO2 o o o a a 2H2 + (a + 2b) a t O2  → o 2H2O a + 2b Sau phản ứng 0oC nước ngưng tụ ⇒ hỗn hợp B: CO2 (a+b) mol O2 dư (x-a- b) Ta có : nB = x nA = nX + x = 2a+ 3b+ x ⇒ nB P2 = = ⇒ nA = nB ⇒ x= 2a + 3b (1) nA P1 → Na2CO3 + H2O 2NaOH + CO2  Khí cịn lại O2 dư: x- (a+ b) mol ⇒ nO2 P = P = 0,3 ⇒ nO2 dư = 0,3nA nA 14 ⇒ x- (a+b) = 0,3.2x= 0,6x ⇒ a + b = 0,4x (2) Từ (1) (2) ⇒ a= b= 0,2x CO: a= 0,2x mol → 10% CO2: b= 0,2x mol → 10% ⇒ Hỗn hợp A (2x mol) H2 : a+ 2b mol= 0,6x mol → 30% O2: x mol mol → 50% Tác dụng tập: Thông qua tập học sinh biết thêm nguồn gốc tạo khí cacbon oxit biết thêm khái niệm khí than khơ (hỗn hợp X), khí than ướt ( hỗn hợp X + H2O) Kết thực nghiệm sư phạm Để kiểm tra kiến thức liên quan đến CO, số đề kiểm tra với độ khó tương đương sử dụng để kiểm tra vòng ba năm ( năm trước áp dụng đề tài để giảng dạy, hai năm giảng dạy theo đề tài ) Học sinh tham giải học sinh khá, giỏi chất lượng gần tương đương 3.1 Đề ra- đáp án Đề số ( Thời gian làm 30 phút- sử dụng năm học 2014- 2015) Bài tập Cho sơ đồ phản ứng: a CO + Fe2O3 -t -> CO2 + Fe b CO + Fe3O4 -t -> CO2 + FeO c CO + FexOy -t -> CO2 + Fe Lập phương trình hóa học cho phản ứng Bài tập Khí CO khử hồn tồn hỗn hợp: FeO, Fe2O3 , Fe3O4 thấy có 4,48 lít CO2 (đktc) Tính thể tích khí CO (đktc) tham gia phản ứng Bài tập Khử hoàn toàn gam oxit sắt khí CO nhiệt độ cao Kết thúc thí nghiệm khối lượng chất rắn giảm 2,4 gam Tìm CTHH oxit sắt Hướng dẫn chấm Câu ( 3đ ) – Hoàn thành PTHH 1đ Câu ( 3,5đ ) - Viết PTHH : 1,5 đ - Tính được: nCO = nCO = 0,2 (mol) (1đ) - Tính được: VCO (đktc) = 0,2 22,4 = 4,48 lít (1đ) Hoặc tính VCO (đktc) sau: Theo PTHH vừa lập nCO = nCO Do VCO (đktc) = VCO (đktc) = 4,48 lít ( cho điểm tối đa ) 15 Câu ( 2,5đ ) - CTHH oxit sắt có dạng: FexOy ( x, y ∈ N* ) ( 0,5đ ) - Lập PTHH ( 0,5đ ) - Giải tìm CTHH ( 1,5đ ) mchẩt rắn ↓ = mO( FexOy tách) = mFe = m(oxit) - mO( FexOy tách) Tính x=2 y=3 Cơng thức oxit sắt: Fe2O3 2,4 = 0,15 (mol) 16 = – 2,4 = 5,6 (gam) ⇒ nFe = 0,1 (mol) 2,4 gam ⇒ nO (oxit) = Đề số ( Thời gian làm 30 phút- sử dụng năm học 2015- 2016) Bài tập Cho sơ đồ phản ứng: a CO + Fe2O3 -t -> CO2 + Fe3O4 b CO + Fe3O4 -t -> CO2 + FeO c CO + FexOy -t -> CO2 + FeO Lập phương trình hóa học cho phản ứng Bài tập Hoà tan 6,4 gam hỗn hợp bột gồm Fe oxit sắt chưa biết hoá trị vào dung dịch HCl thu 2,24 lít khí H (đktc) Nếu đem 3,2 gam hỗn hợp khử khí CO dư thu 4,4 gam khí CO2 a Xác định % khối lượng chất hỗn hợp b Tìm cơng thức oxit sắt Hướng dẫn chấm Câu ( 3đ ) – Hoàn thành PTHH 1đ Câu ( 7đ ): - Viết PTHH : 1,5 đ - Xác định % khối lượng chất hỗn hợp ( 3đ ) - Giải tìm CTHH ( 2,5đ ) Đề số ( Thời gian làm 30 phút- sử dụng năm học 2016- 2017) Bài tập Cho sơ đồ phản ứng: a CO + Fe2O3 -t -> CO2 + Fe b CO + Fe3O4 -t -> CO2 + FeO c CO + MxOy -t -> CO2 + MO Lập phương trình hóa học cho phản ứng 16 Bài tập Dẫn từ từ 5,6 lít khí CO qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp bột A gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 đun nóng thu 12,32 gam Fe hỗn hợp khí Y Hỗn hợp khí Y có tỉ khối so với H2 18,8 Tính giá trị m Biết phản ứng xảy hồn tồn khí đo điều kiện tiêu chuẩn Hướng dẫn chấm Câu ( 3đ ) – Hoàn thành PTHH 1đ Câu ( 7đ ): - Viết PTHH : 1,5 đ - Xác định thành phần Y: 0,5 đ - Tính số mol chất Y: 2,5đ - Tính giá trị m : 2,5đ 3.2 Kết Năm học Tổng số học sinh Điểm < Điểm - 7,5 Điểm - 10 2014- 2015 ( Trước áp dụng 15 11 đề tài để giảng dạy ) (13,33%) (74,34%) (13,33%) 2015- 2016 (Áp dụng đề tài để 20 15 giảng dạy ) (0%) (25%) (75%) 2016- 2017 (Áp dụng đề tài để 24 19 giảng dạy ) (4,17%) (16,67%) (79,16%) Bảng số liệu minh họa phần cho thành công chuyên đề, tỉ lệ học sinh yếu giảm dần tỉ lệ học sinh giỏi tăng lên hàng năm III KẾT LUẬN Mỗi dạng tập có nhiều cách giải khác nhau; Vấn đề đặt giáo viên phải hướng dẫn định hướng cho học sinh lựa chọn cách giải đơn giản, dễ hiểu chất đem lại hiệu cao Trong thực tế giảng dạy, tùy vào chất lượng cụ thể học sinh khai thác đề tài với mức độ, cách thức khác đạt kết tốt; Đa số học sinh giải tập liên quan đến tính khử cacbon oxit với oxit kim loại, chí nhiều em tìm đáp án mà khơng cần lập phương trình hóa học Đây tố chất quan trọng để giúp em sau giải tốt tập trắc nghiệm IV ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ 17 Số lượng tập đề tài cịn mang tính chất minh họa nên giảng dạy giáo viên cần nghiên cứu, bổ sung thêm Giáo viên khai thác tương tự hướng dẫn học sinh giải tập tính khử H2 với oxit kim loại Dạng lập PTHH cho PƯHH CO khử oxit kim loại, áp dụng để dạy cho học sinh lớp Trên suy nghĩ riêng cá nhân tôi, cố gắng chắn không tránh khỏi thiếu sót Kính mong đồng chí góp ý thêm để đề tài hoàn thiện V TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa hoá học 9- Nhà xuất giáo dục Việt Nam Sách tập hóa học 9- Nhà xuất giáo dục Việt Nam Những viên kim cương hoá học TS.Cao Cự Giác- nhà xuất đại học sư phạm Các đề thi học sinh giỏi huyện Các đề thi vào lớp 10 THPT chuyên Các đề thi giáo viên giỏi tỉnh 18 19 ... dng vi oxit kim loại có chất giống với khí CO tác dụng với oxit kim loại nên khai thác thêm tập liên quan đến tính khử H2 tập sau: Bài tập Khử hoàn tồn lượng oxit sắt FexOy H2 nóng, dư Hơi nước... vào chất lượng cụ thể học sinh khai thác đề tài với mức độ, cách thức khác đạt kết tốt; Đa số học sinh giải tập liên quan đến tính khử cacbon oxit với oxit kim loại, chí nhiều em tìm đáp án mà... giải sáng tạo, chất dạng tốn liên quan đến tính khử CO, H2 với oxit kim loại - Rút ngắn nhiều thời gan giải tập tính tốn - Hình thành kỹ giải tập nhanh, tố chất quan trọng để sau em làm tốt thi