IỊ2.1.5. Rèn luyện năng lực độc lập suy nghĩ và linh hoạt

IỊ2. Sử dụng bài tập HH vô cơ trong bồi dưỡng HSG ở trường THPT

IỊ2.1.5. Rèn luyện năng lực độc lập suy nghĩ và linh hoạt

gam đ NaOH, thấy đồng thời tạo ra 5,85 gam NaCl.

2. Mặt khác, cho 9,96 gam hh gồm Al, Fe tác dụng với 1,175 lít đ HCl, thu được đ Ạ Sau khi thêm 800 gam đ NaOH vào đ A, lọc thu được kết tủa X. Nung X ngoài không khí đến khối lượng không đổi, thu được chất rắn có khối lượng 13,65 gam.

ạ Xác định nồng độ mol của đ HCl và nồng độ % của đ NaOH. b. Tính khối lượng của Al, Fe trong hh đầụ

Biết rằng: Các PƯ đều xảy ra hoàn toàn.

Hướng dẫn 1. + Các PTPƯ:2HCl + Na2CO3  2NaCl + H2O + CO2 (1) HCl + NaOH  NaCl + H2O (2) + Xác định được: CM (HCl) = 1M ; C% (NaOH) = 6%. 2. + Các PTPƯ: Al + 3HCl  AlCl3 + H2 (3) Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 (4) + Xác định được: nHCl (đầu) = 1,175 mol ;

nHCl (max) = 3nAl = 1,1, mol < nHCl (đầu) =1,175 mol  HCl dư. + Các PTPƯ: HCl (dư) + NaOH  NaCl + H2O (5) AlCl3 + 3NaOH  3NaCl + Al(OH)3 (6) FeCl3 + 2NaOH  2NaCl + Fe(OH)2 (7) + Số mol Al, Fe là x, y, xác định được: nHCl (dư) = (1,175 -3x-2y) mol

- nNaOH (5,6,7) = 1,175 -3x-2y + 3x + 2y = 1,175 mol.

- nNaOH (6%) = 1,2 mol > nNaOH (5,6,7) = 1,175 mol.

 nNaOH (dư) = 0,025 mol.

+ Vì

3 ) (OH Al

n chưa biết nên biện luận:

 Trường hợp 1: x = nAl(OH)3  0,025 mol  NaOH dư, Al(OH)3 tan hết. - PTPƯ: Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2H2O (8)

 Kết tủa chỉ có Fe(OH)2 . - PTPƯ: 2Fe(OH)2 + 2 1 O2 + H2O 2Fe(OH)3 (9) 2Fe(OH)3 Fe2O3 + 3H2O (10) - Xác định được: mFe = 9,52 g ; mAl = 0,44 g.

phần Kết tủa gồm có Fe(OH)2 và Al(OH)3 chưa tan.

- PTPƯ: 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O (11) - Lập các PT và xác định được: mFe = 8,448 g ; mAl = 1,512 g.

Để giải BT trên, HS phải vận dụng tổng hợp kiến thức về đ chất điện li, tính chất HH của axit, bazơ, hợp chất của nhôm, sắt. Đồng thời, phải phân tích, tìm tòi, suy luận để xác định khối lượng của Al, Fẹ..

IỊ2.1.4. Rèn luyện năng lực tự học, tự đọc và tự tìm tòi

Thực tiễn DH bồi dưỡng HSG ở trường THPT cho thấy, HSG nói chung và HSG HH nói riêng đều có khả năng tự học, tự đọc rất tốt. Thông qua việc tự học, tự đọc, HS sẽ được củng cố, bổ sung, đào sâu, mở rộng và nâng cao kiến thức. Điều quan trọng hơn là thông qua tự học, tự đọc, HS sẽ thu nhận được kiến thức bằng cách tự tìm được kiến thức mới dưới sự hướng dẫn của giáo viên. Sử dụng BT trong bồi dưỡng HSG là một biện pháp hữu hiệu để kích thích việc tự đọc, tự học, tự nghiên cứu, tự khám phá tìm tòi của HS.

Ví dụ 1. Hãy hoàn thành các PTPƯ điều chế clo trong phòng thí nghiệm theo sơ đồ chuyển hoá sau:

(1) +  KCl + + Cl2 (2) +  PbCl2 + + Cl2 (3) + t0 + + Cl2 (4) +  + + + Cl2 (5) + + t0 + + + Cl2 (6) ... + ... + ... t0 ... + MnSO4 + ... + ... + Cl2 Hướng dẫn (1) KClO3(r) + 6HCl(đặc)  KCl + 3H2O + Cl2 (2) PbO2 + 4HCl(đặc)  PbCl2 + 2H2O + Cl2 (hoặc Pb3O4 + 8HCl(đặc) 3PbCl2 + 4H2O + Cl2) (3) MnO2(r) + 4HCl(đặc) t0 MnCl2 + 2H2O + Cl2 (4) 2KMnO4(r) + 16HCl(đặc) 2KCl + 2MnCl2 + 8H2O + 5Cl2 (5) K2Cr2O7(r ) + 14HCl(đặc) t0 2KCl + 2CrCl3 + 7H2O + 3Cl2 (6) 2NaCl + MnO2 + 3H2SO4 t0 2NaHSO4 + MnSO4 + 2H2O + Cl2. Đây là BT mở , có nhiều phương án lựa chọn khác nhau nên sẽ kích thích sự tìm tòi, sự ham hiểu biết. Do vậy, HS phải đọc sách, tìm hiểu thêm một số PP điều chế Cl2 trong phòng thí nghiệm (SGK chỉ nêu nguyên tắc chung và một số PƯ: (1), (2), (3)).

đ A và 1,586 lít (đktc) hh khí B gồm NO và N2Ọ Hãy xác định % mỗi kim loại trong hh X theo 3 cách khác nhaụ

Hướng dẫn

Cách 1: + PTPƯ: Al + 4HNO3  Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 3Mg + 8HNO3  3Mg (NO3)2 + 2NO + 4H2O (2) 8Al + 30HNO3  8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (3) 4Mg + 10HNO3 4Mg (NO3)2 + N2O + 5H2O (4) + Gọi a, b là số mol của NO, N2Ọ Lập các PT và xác định được: a = b = 0.035

+ Xác định được số mol Al, Mg tham gia PƯ (1), (2), (3), (4): nMg = 0,0161 mol; nAl = 0,021 mol .

+ Xác định được: %mMg = 87,2% và %mAl =12,8%.

Cách 2: + Gọi số mol Al, Mg là x, y có:

(a) Al - 3e  Al3+ NO3 - + 3e + 4H+  NO + 2H2O (c) x  3x 0,105 0,035 (b) Mg - 2e  Mg2+ 2NO3- + 8e + 10H+  N2O + 5H2O (d) y  2y 0,28 0,035 + áp dụng PP bảo toàn e có: 3x + 2y = 0,105 + 0,28 = 0,385 (*) + Bài ra có: 27x + 24y = 4,431 (**)  x = nAl= 0,021 mol; y =nMg 0,161 mol. + Xác định được: %mMg = 87,2% và %mAl =12,8%. Cách 3: + Theo (1), (2), (3), (4) có: 3nAl3 + 2nMg2 = 3nNO+ 8 2 N O n

+ Gọi x, y là số mol của Al, Mg. Lập các PT và xác định được: x = nAl= 0,021 mol; y =nMg = 0,161 mol.

+ Xác định được: %mMg = 87,2% và %mAl =12,8%.

Ví dụ 2. Người ta để 10,08 gam một phoi bào sắt ngoài không khí, sau một thời gian biến đổi thành m gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4. Cho X tác dụng với đ HNO3 dư, thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc). Hãy tính khối lượng (m) của hh X theo 7 cách khác nhaụ

Hướng dẫn Cách 1. + Các PTPƯ:

Fe + 1

2O2  FeO (1) 3FeO + 10HNO3 = 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (4) 2Fe + 3

2 O2 Fe2O3 (2) Fe2O3+6HNO32Fe(NO3)3+3H2O (5) 3Fe +4

3O2 Fe3O4 (3) 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3+ NƠ14H2O (6) Fe(dư)+ 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (7) + Gọi số mol các chất trong X là x, y, z, t:

x + 2y + 3z + t = 0,18 0,1 3 3 x z t