Phần kim loại lớp 12 nâng cao bao gồm các chương: Chương 5. Đại cương kim loại bao gồm các nội dung: - Vị trắ và cấu tạo của kim loại trong bảng tuần hoàn. - Tắnh chất của kim loại. Dãy điện hóa của kim loại. - Hợp kim.
- Ăn mòn kim loại. - Điều chế kim loại.
Chương 6-7. Nghiên cứu các nhóm kim loại, các kim loại thường dùng và hợp chất của chúng cụ thể là:
- Kim loại kiềm và hợp chất quan trọng. - Kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng. - Nhôm và hợp chất của nhôm.
- Sắt và hợp chất của sắt. - Crôm và hợp chất của crôm. - Đồng và hợp chất của đồng. - Sơ lược một số kim loại khác.
Khi nghiên cứu về các nhóm kim loại, học sinh vận dụng các lắ thuyết chủ đạo vì kiến thức về kim loại đã có từ chương trình THCS. Các nhóm kim loại và nguyên tố kim loại đều được xem xét từ vị trắ trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học, đặc điểm cấu tạo nguyên tử, mạng tinh thể đến tắnh chất vật lắ, hóa học, điều chế và ứng dụng thực tế của chúng. Các hợp chất của kim loại được nghiên cứu oxit, hidroxit, muối về tắnh chất, điều chế và ứng dụng. Ta có thể mô tả cấu trúc logic nội dung nghiên cứu về các kim loại và hợp chất của chúng bằng các sơ đồ sau:
Sơ đồ 21. Cấu trúc logic nội dung nghiên cứu về nguyên tố kim loại
Như vậy trong dạy học phần kim loại giáo viên cần dựa trên kiến thức về lắ thuyết chủ đạo ( cấu tạo chất, phản ứng hóa học, sự điện li...) và kiến thức học sinh đã có về kim loại ở THCS để tổ chức các hoạt động học tập cho học sinh nghiên cứu về những kim loại điển hình trong chương trình. Đồng thời cần sử dụng các phương pháp
Điều chế Ứng dụng
Tắnh chất hóa học Vị trắ cấu tạo nguyên tử
Tắnh chất vật lắ
Lắ thuyết chủ đạo Kim loại Kiến tttttttttthuhth thuwjcscu
Tắnh chất hóa học Hợp chất Tắnh chất vât
giải nhanh để rèn luyện kĩ năng giải bài toán hóa học để phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh.
2.2. Hệ thống bài toán có sử dụng các phƣơng pháp giải nhanh của phần kim loại.
Với các bài toán phần kim loại đều có thể vận dụng các phương pháp giải nhanh để tìm ra kết quả. Vì vậy chúng tôi lựa chọn các bài tập có thể giải bằng nhiều phương pháp khác nhau và sắp xếp theo các dạng tắnh toán theo các phản ứng hóa học thể hiện tắnh chất hóa học cụ thể là:
- Kim loại tác dụng với phi kim
- Kim loại tác dụng với axit ( KL khử H+ và khử gốc axit). - Kim loại tác dụng với dung dịch muối.
- Điều chế kim loại.
2.2.1. Bài tập về kim loại tác dụng với phi kim.
Bài 1: Để m gam phoi bào sắt (A) ngoài không khắ, sau một thời gian thu được hỗn hợp B gồm sắt và các oxit Fe, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng 12 gam. Cho B tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 thấy giải phóng ra 2,24 lắt khắ duy nhất NO (đktc). Giá trị m là :
A.10,08gam B.12gam C.5,4gam D.11gam
Áp dụng định luật BTKL, và BTe, BTNT, quy đổi, đáp án :A.10,08g
Bài 2. Đê a gam bột sắt ngoài không khắ sau một thời gian chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm sắt và sắt oxắt. Cho hỗn hợp A phản ứng
hết với axit sunfric đặc nóng thu được 6,72 lit khắ SO2 ở đktc.Khối lượng của a là
A .56g B.11,2g C.22,4 D.25,3g
Phương pháp giải là : BTKL và BTe Đáp án: A. 56 gam
Bài 3. Trộn 60gam bột sắt với 80gam bột lưu huỳnh rồi đun nóng không có không khỉ, thu được hỗn hợp A. Hoà tan A bằng dd axit clohiđric dư được dd B và khắ C . Đốt cháy C cần V lắt khắ O2. Giá trị của V là
A. 32,928lắt B.16,454lắt C.22,4lắt D.4,48lắt Phương pháp giải là: BTNT và BTe
Đáp án: A 32,928lit
Bài 4. Đốt cháy 3,6gam một kim loại hoá trị II trong khắ clo thu được 14,2gam muối khan của kim loại đó. Kim loại đó là
A. Zn B.Ni C.Mg D.Cu
Phương pháp giải: BTKL và Bte Đáp án C. Mg
Bài 5: Cho dòng khắ O2 đi qua ống sứ đựng 0,96 gam Mg và 1,28 gam kim loại M có hóa trị không đổi, sau khi phản ứng kết thúc thu được 3,2 gam hỗn hợp oxit. Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp oxit này cần 500 ml dung dịch
H2SO4..Xác định kim loại M.
A. Zn B.Ni C.Mg D.Cu
Phương pháp giải: BTKL và Bte Đáp án. D. Cu
2.2.2. Bài tập về kim loại tác dụng với dd axit.
* Kim loại tác dụng với axit HCl và dd H2SO4 loãng ( kim loại khử H+)
Bài 6. Cho 5,1gam hỗn hợp hai kim loại Al và Mg tác dụng với dd axit dư thu được 5,6 lắt khắ H2 ở đktc. Thành phần phần trăm của Al và Mg là
A. 52,94%, 47,06% B.50%,50% C.32,94%,67,06% D.60%,40%
Phương pháp giải: BTNT, BTKL, BTe Đáp án: A. 52,94% , 47,06%
Bài 7. Cho 2,52gam một kim loại tác dụng với dd axit sunfric loãng tạo ra 6,84 gam muối sunfat. Kim loại là
A.Mg B.Fe C.Al D.Ca
Phương pháp giải: BTNT và BTKL Đáp án: B. Fe
Bài 8. Hoà tan hoàn toàn 3,22gam hỗn hợp X gồm Fe,Mg,Zn bằng một lượng vừa đủ dd H2SO4 loãng thu được 1,344lắt khắ H2 đktc và dd chứa m gam muối. Giá trị m là
A.8,98g B.9,52g C. 10,27g D.7,25g
Phương pháp giải: BTNT và BTKL Đáp án: A. 8,98g
Bài 9. Hoà tan hết 38,60gam hỗn hợp sắt và kim loại M trong dd HCl thấy thoát ra 14,56lắt khắ H2 đktc. Khối lượng muối clorua thu được từ dd A.48,75g B.84,75g C. 74,85g D. 78,45g
Phương pháp giải: BTKL Đáp án: B. 84,75g
Bài 10: Hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch HCl thu được 1 gam khắ H2 bay ra và dung dịch A. Hỏi khi cô cạn A thu được bao nhiêu gam muối khan từ dd.
A. 60g B. 55,5g C. 70g D. 65g
Phương pháp giải : BTNT và BTKL, BTe và BTKL Đáp án B. 55,5g
Bài 11: Hỗn hợp A gồm Al, Al2O3 có tỉ lệ khối lượng tương ứng là 0,18:1,02. Cho A tác dụng với dung dịch NaOH thu được dung dịch B chỉ chứa một chất tan duy nhất và V lắt H2 (đktc). Nhỏ từ từ dung dịch HCl 1M vào dung dịch B tới khi thu được lượng kết tủa lớn nhất. Lọc tách kết tủa, nung trong không khắ đến khối lượng không đổi thu được 4,08 gam chất rắn D.
V và thể tắch dung dịch HCl đã dung là.
A.672lm và 80ml B. 386ml và 40ml C. 400ml và 60ml D. 448ml và 50ml
Phương pháp giải là : BTNT, BTe, Đáp án. A.672lm và 80ml
Kim loại tác dụng với axit có tắnh oxi hóa mạnh: H2SO4 đặc nóng, HNO3
Bài 12. Hoà tan hoàn toàn 11,2gam Fe vào dd HNO3 dư thu được dd A và 6,72lắt hỗn hợp khắ B gồm NO và khắ X với tỉ lệ thể tắch 1:1. Khắ X là A.N2 B.N2O C.NO2 D.N2O4
Phương pháp giải: BTe. Sơ đồ đường chéo
Đáp án: C. NO2
Bài 13. Hoà tan hoàn toàn 12gam Fe và Cu tỉ lệ mol 1:1 bằng axit HNO3 ,thu được V lắt hỗn hợp khắ ở đktc gồm NO và NO2 , và dd Y. Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. V là
A. 4,48 lắt B.5,6 lắt C.3,36 lắt D.2,24 lắt
Phương pháp giải: BTe. Đáp án: B.5,6 lắt
Bài 14. Hoà tan 15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Al và Mg vào dd Y gồm axit HNO3 và axit H2SO4 đặc, nóng , thu được 0,1 mol mỗi khắ SO2, NO, NO2, N2O. Phần trăm khối lượng Mg, Al là
A.63%, 37% B.34%, 66% C. 50%, 50% D.46%, 54%
Phương pháp giải: BTe. Đáp án: B. 34%, 66%
Bài 15: Hòa tan hoàn toàn 24,3 gam Al vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được hỗn hợp khắ X gồm NO, N2O có tỉ khối hơi so với H2 là 20,25 và dung dịch B. Tắnh thể tắch mỗi khắ thoát ra ở đktc.
A. 4,48lit và 2,24lit B.3,36lit và 1,12lit C.2,24lit và 6,72lit D. 9,68lit và 6,72lit
Phương pháp giải: BTe, BTKL, PP qui đổi Đáp án: 2,24lit và 6,72lit
2.2.3. Bài tập về kim loại tác dụng với dd muối
Bài 16. Nhúng thanh Mg vào 200ml dd Fe(NO3)3 1M . Sau một thời gian, lấy thanh kim loại ra rửa sạch cân thấy khối lượng thanh kim loại tăng 0,8gam. Khối lượng thanh Mg đã tan vào dung dịch là
Phương pháp giải: tăng giảm khối lượng Đáp án: A. 4,8g
Bài 17. Hoà tan 1,78 gam hỗn hợp hai muối CuCl2, Cu(NO3)2 vào nước được dd X. Nhúng vào dd X một đinh sắt và khuấy đều cho đến khi màu xanh của dd X biến mất. Lấy thanh sắt ra cân thấy khối lượng tăng 0,08gam. Cô cạn dd đến khan thì thu được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 1,60g B.1,7g C. 1,5g D. 1,8g
Phương pháp giải: Tăng giảm khối lượng. BTe. BTKL Đáp án: B. 1,7g
Bài 18. Nhúng một thanh Zn và một thanh Fe vào một dd muối CuSO4. Sau một thời gian lấy hai thanh kim loại ra thấy trong dd còn lại nồng độ mol của ZnSO4 bằng 2,5 lần nồng độ mol của FeSO4. Mặt khác khối lượng dd giảm 2,2 gam . Tắnh khối lượng của đồng bám lên thanh Zn và thanh Fe
A. 12,8g; 32g B. 64g; 25,6g C.32g; 12,8g D. 23,6g; 64g
Phương pháp giải: Tăng giảm khối lượng. BTe. BTKL Đáp án: B. 64g và 25,6g
2.2.4. Bài tập về điều chế kim loại.
Bài 19. Khử m gam hỗn hợp A gồm các oxắt sau: CuO, FeO, Fe3O4, Fe2O3 bằng khắ CO ở nhiệt độ cao, thu được 40gam chất rắn X và 13,2gam khắ CO2. Già trị của m là
A. 4,48g B. 44,8g C. 2,24g D. 23,4g
Phương pháp giải: BTNT, BTKL Đáp án: B. 44,8g
Bài 20. Dùng khắ CO để khử 1,2 gam hỗn hợp CuO, Fe2O3, thu được 0,88gam hỗn hợp hai kim loại. Thể tắch khắ CO2 ở đktc
A. 4,48 lắt B. 12,4 lắt C. 0,448 lắt D. 0,672 lắt
Phương pháp giải: BTNT, BTKL Đáp án: C. 0,448 lắt
Bài 21. Để khử hoàn toàn hỗn hợp FeO, CuO cần 4,48 lắt H2 ở đktc. Nếu cũng khử hoàn toàn hỗn hợp đó bằng CO thì lượng CO2 thu được khi đi qua dd nước vôi trong dư tạo ra số gam kết tủa là
A. 18g B.22g C.20g D. 30g
Phương pháp giải: BTNT, BTKL quy đổi Đáp án: C. 20g
Bài 22. Nung 21,4 gam hỗn hợp A gồm Al và Fe2O3, thu được hỗn hợp B. Cho B tác dụng với dd HCl dư thu được dd C. Cho C tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa D. Nung D trong không khắ đến khối lượng không đổi thu được 16 gam chất rắn. Khối lượng Al và Fe2O3 trong hỗn hợp ban đầu là A. 4,4g và 17g B. 5,4g và 16g C. 6,4g và 15g D. 7,4g và 14g
Phương pháp giải: BTNT, BTKL, BTe Đáp án: B. 5,4g và 16g
Bài 23. Trộn 0,54 gam bột Al với hỗn hợp Fe2O3 và CuO rồi tiến hành phản ứng nhiệt nhôm trong điều kiện không có không khắ một thời gian thu được hỗn hợp rắn X. Hoà tan hoàn toàn X trong HNO3 đặc nóng dư . Thu được V lắt khắ duy nhất NO2 ở đktc . V có giá trị là
A. 0,672lắt B. 0,896 lắt C. 1,12 lắt D. 1,344 lắt
Phương pháp giải: BTNT, BTKL, BTe Đáp án: C. 1,12lit
Bài 24: Cho từ từ khắ H2 đi qua ống sứ đựng 16,2 gam hỗn hợp bột X gồm MgO, Al2O3 và MO, sau khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn B. Hoàn tan chất rắn B bằng dung dịch HCl dư thu được C và 3,2 gam chất rắn không tan. Nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch C đến khi đạt kết tủa lớn nhất. Lọc tách kết tủa, nung đến khối lượng không đổi thì thu được 12,2 gam chất rắn. Xác định kim loại M.
A. Cu. B. Zn C. Fe D. Al
Phương pháp giải: BTNT, BTKL, BTe Đáp án: A. Cu
2.2.5. Bài tập về tắnh chất các hợp chất của kim loại
Bài 25: Hòa tan 3,06 gam hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của hai kim loại hóa trị I và II vào dung dịch HCl thấy thoát ra 0,672 lắt khắ CO2(đktc) và dung dịch Y. Đem cô cạn dung dịch Y thì thu được bao nhiêu gam muối khan? A. 3,39g B. 4,0g C. 10g D. 4,8g
Phương pháp giải: BTNT, BTKL, tăng giảm khối lượng Đáp án: A. 3,39g
Bài 26: Nung nóng 18,56 gam hỗn hợp A gồm FeCO3 và một oxit sắt FexOy trong không khắ tới khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khắ CO2 và 16 gam một oxit sắt duy nhất. Cho khắ CO2 hấp thụ hết vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 15,76 gam kết tủa.
Xác định công thức của FexOy
A.FeO. B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. Không xác định
Phương pháp giải: BTe. BTKL
Đáp số: Fe3O4
Bài 27: Cho 10 gam hỗn hợp bột gồm Fe và Fe2O3 tan hết trong dung dịch HCl, thu được dung dịch A và khắ H2. Thêm dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa. Lọc, tách kết tủa và nung nóng trong không khắ đến khối lượng không đổi thu được 11,2 gam chất rắn.
Tắnh % khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp ban đầu là: A. 50%, 50% B. 40%, 60% C. 45% , 55% D. 28%, 72%
Phương pháp giải: BTKL. BTNT Đáp án: D. 28%, 72%
Bài 28: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch X và 3,248 lắt khắ SO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch X, thu được m gam muối sunfat khan. Giá trị của m là
A. 52,2 gam. B. 48,4 gam. C. 54,0 gam. D. 58,0 gam.
Phương pháp giải: BTNT, BTe, pp quy đổi Đáp án: D. 58g
2.3. Sử dụng bài toán vận dụng cách giải nhanh hoá kim loại trong dạy học hoá học THPT.
Trong dạy học hoá học, GV có thể sử dụng các bài toán có nhiều cách giải trong bài dạy hình thành kiến thức mới và bài luyện tập, ôn tập để rèn kĩ năng giải bài toán bằng nhiều cách khác nhau, qua đó để phát triển năng lực nhận thức và tư duy sáng tạo cho học sinh.
2.3.1. Rèn kĩ năng sử dụng các cách giải nhanh qua bài dạng hình thành kiến thức mới với bài toán hoá học có nhiều phương pháp giải nhanh vì vậy GV cần hình thành cho HS phương pháp giải thông qua các bài dạy cụ thể. - GV có thể thực hiện ở khâu hướng dẫn làm bài tập ở nhà để GV hướng dẫn về một PP giải cụ thể và giao bài toán cho HS vận dụng ở nhà. GV chỉnh sửa và đưa ra những lưu ý khi sử dụng PP giải thông qua việc chữa bài tập khi kiểm tra đầu giờ của giờ học sau.
- GV cũng có thể sử dụng thời gian kiểm tra đầu giờ có yêu cầu HS giải bài toán trong sách giáo khoa. HS thường giải theo PP đại số. GV có thể giới thiệu luôn một PP giải nhanh hình thành thông qua việc chữa bài toán mà HS đã giải. Từ đó đưa ra 1-2 bài tập vận dụng PP giải nhanh đã giới thiệu. Vắ dụ sau khi học xong bài 19 kim loại và hợp kim GV yêu cầu HS giải bài tập 11, 12 trang 113 SGK. Sau khi HS đã trình bày PP giải bài toán này theo pthh, GV chỉnh sửa và hướng dẫn HS sử dụng PP tăng giảm khối lượng để giải nhanh, qua đó nêu ra cơ sở của PP, những chú ý khi sử dụng PP và ra một số bài tập cho HS vận dụng( trắch bài tập vàoẦẦ.)
2.3.2. Rèn kĩ năng sử dụng các PP giải nhanh qua bài luyện tập.
Trong bài luyện tập có phần rèn kĩ năng giải các dạng bài tập hóa học có liên quan đến nội dung của chương. Vì vậy GV có điều kiện rèn luyện các kĩ năng sử dụng các PP giải nhanh trong giải các dạng bài toán hoá học bằng các hoạt động sau:
- Trong giờ luyện tập GV có thể hướng dẫn về các PP giải nhanh và cho HS vận dụng ngay trong giờ học. GV có thể giới thiệu về các nhóm PP lớn như PP bảo toàn, PP các giá trị trung bình.