bài tập đ-a ra nhiều cách giải. (Sử dụng trong bài luyện tập, ôn tập, rèn kĩ năng giải bài tập).
Biết giải bài tập hoá học là một trong những kĩ năng quan trọng của học sinh. Giáo viên có thể sử dụng thời gian củng cố bài học lí thuyết hoặc giờ luyện tập, ôn tập để h-ớng dẫn học sinh ph-ơng pháp giải bài tập. Có nhiều dạng bài tập, giáo viên phải h-ớng dẫn học sinh phân loại bài tập, ph-ơng pháp giải bài tập của mỗi loại. Một bài tập có thể đ-a ra nhiều cách giải và chọn cách giải phù hợp để trình bày vào bài. Sau đây là một số dạng bài tập và ph-ơng pháp giải.
Ví dụ 1: Dạng bài tập hiđroxit l-ỡng tính tan trong kiềm hoặc tan trong axit. Cũng t-ơng tự nh- oxit axit cho vào dung dịch kiềm tạo ra muối trung hoà, sau đó muối trung hoà có thể tan tiếp trong oxit axit và n-ớc.
Sau đây là 3 dạng đồ thị biểu diễn số mot kết tủa phụ thuộc vào số mol CO2, NaOH, HCl cho t-ơng ứng vào dung dịch Ca(OH)2, AlCl3, HCl.
a) Cho từ từ CO2 tới d- vào dung dịch Ca(OH)2 dung dịch Ca(OH)2
b) Cho từ từ dd NaOH tới d- vào dung dịch AlCl3. d- vào dung dịch AlCl3.
c) ) Cho từ từ dd HCl tới d- vào dung dịch NaAlO2. d- vào dung dịch NaAlO2.
- Ph-ơng trình phản ứng có thể có khi cho CO2 tác dụng dung dịch Ca(OH)2: Ca(OH)2 + CO2 CaCO3 + H2O.(1)
CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2.(2)
- Ph-ơng trình phản ứng có thể có khi cho NaOH tác dụng dung dịch AlCl3: Al(OH)3 + 3 NaOH Al(OH)3 + 3 NaCl.(1)
Al(OH)3 + NaOH NaAlO2 + 2 H2O. (2)
nCaCO3 nCO2 nAl(OH)3 nNaOH nAl(OH)3 nHCl
- Ph-ơng trình phản ứng có thể có khi cho HCl tác dụng dung dịch NaAlO2: NaAlO2 + HCl + H2O Al(OH)3 + NaCl.(1)
Al(OH)3 + 3 HCl AlCl3 + 3 H2O. (2)
Từ các ph-ơng trình phản ứng và nhìn vào đồ thị ta thấy khi số mol kết tủa ch-a cực đại thì với một giá trị kết tủa sẽ có hai giá trị của CO2, NaOH hay HCl ứng với 2 tr-ờng hợp: có một ph-ơng trình phản ứng và có hai ph-ơng trình phản ứng.
Bài toán: Tính thể tích dung dịch NaOH 0,2 M cho tác dụng với 300 ml dung dịch AlCl3 0,2M thu đ-ợc 3,9 gam kết tủa.
Các ph-ơng trình phản ứng có thể xảy ra nh- trên. Số mol kết tủa Al(OH)3 = 3,9/ 78 = 0,05 (mol) Số mol AlCl3 = 0,2. 0,3 = 0,06 (mol)
Số mol kết tủa ch-a cực đại ( 0,05 < 0,06) nên xét 2 tr-ờng hợp:
+ TH 1: Chỉ có phản ứng (1): số mol NaOH = 3. số mol Al(OH)3 =0,15 (mol) Thể tích dung dịch NaOH = 0,15/ 0,2 = 0,75 (lít)
+ TH 2: Có cả 2 ph-ơng trình phản ứng (1) và (2): Số mol NaOH ở (1) = 3. 0,06 = 0,18 (mol)
Số mol NaOH ở (2) = ( 0,06 - 0,05) = 0,01 (mol) Tổng số mol NaOH = 0,18 + 0,01 = 0,19 (mol) Thể tích dung dịch NaOH = 0,19 / 0,2 = 0,95 (lít).
Ví dụ 2: Dạng bài tập sử dụng dãy điện hoá của kim loại: Kim loại tác dụng với dung dịch muối. Dạng bài này có thể chia thành: 1 kim loại tác dụng với 1 dung dịch muối. 2 kim loại tác dụng với một dung dịch muối. 1 kim loại tác dụng với 2 muối; hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp muối…
Trong mỗi dạng bài hoặc trong mỗi tr-ờng hợp của từng dạng có nhiều ph-ơng pháp giải khác nhau.
Ta xét một bài toán hỗn hợp 2 kim loại tác dụng với dung dịch một muối.
Bài toán: Cho 1,7 gam hỗn hợp bột Mg và Fe vào 500 ml dung dịch CuSO4. Kết thúc phản ứng thu đ-ợc rắn A nặng 2,3 gam và dung dịch B. Cho dung dịch B tác dụng dung dịch NaOH d-, lọc kết tủa nung nóng trong không
khí đến phản ứng hoàn toàn thu đ-ợc 1,5 gam rắn D. Tính khối l-ợng mỗi kim loại ban đầu.
Tính khử của Mg > Fe, nên khi cho hỗn hợp trên vào dung dịch Cu2+, các ph-ơng trình phản ứng có thể xảy ra theo thứ tự:
Mg + Cu2+ Mg2+ + Cu (1) Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu (2)
Mỗi ph-ơng trình phản ứng xảy ra có thể chia thành 3 tr-ờng hợp. Nh- vậy có hai ph-ơng trình phản ứng thì có thể chia tối đa thành 5 tr-ờng hợp hoặc tối thiểu là 3 tr-ờng hợp (đã ghép 2 tr-ờng hợp phản ứng vừa đủ). Mỗi tr-ờng hợp lại có nhiều ph-ơng pháp giải khác nhau, sau đây ta giải theo ph-ơng pháp tăng giảm khối l-ợng.
- TH 1: ở (1): Mg d- hoặc vừa đủ, Cu2+ hết, ch-a có (2).
Gọi số mol Mg phản ứng (1) là a (mol). Sau (1) khối l-ợng chất rắn tăng là: (64 - 24) . a = 2,3 - 1,7 = 0,6 => a= 0,015.
Dung dịch B chỉ có Mg2+: 0,015 (mol) => rắn D có MgO: 0,015 mol . Khối l-ợng D là: 0,015 . 40 = 0,6 (gam), mà đề cho khối l-ợng D là 1,5 gam. Nh- vậy tr-ờng hợp này vô lí.
- TH 2: ở (1), Mg hết, Cu2+d- nên có (2). ở (2) Cu2+ thiếu, Fe d-.
Gọi x và b lần l-ợt là số mol Mg và Fe phản ứng. Sau (1), (2) khối l-ợng chất rắn tăng: (64 - 24). x + (64 - 56) b = 0,6 (I)
Dung dịch B có: Mg2+: x mol; Fe2+: a mol. Nên chất rắn D có: MgO: x mol; Fe2O3: a/2 mol => 40x + 160. b/2 = 1,5 (II). Giải hệ (I) và (II) đ-ợc x= b = 0,0125.
Vậy khối l-ợng ban đầu: Mg: 24x = 0,3 (gam) Fe: 1,7 - 0,3 = 1,4 (gam).
TH 3: Sau (1) và (2): Cu2+d- hoặc vừa đủ, hỗn hợp kim loại hết. Khi đó khối l-ợng oxit D phải lớn hơn khối l-ợng hỗn hợp kim loại ban đầu. Mà lại có 1,5 < 1,7 => vô lí.
Ví dụ 3: Các bài toán khử oxit sắt thành hỗn hợp chất rắn, hoặc oxi hoá sắt đ-ợc hỗn hợp chất rắn. Có nhiều ph-ơng pháp giải bài tập này: ph-ơng pháp đại số, ph-ơng pháp số học, ph-ơng pháp bảo toàn elecron, ph-ơng pháp qui đổi…Sau đây là ph-ơng pháp giải bài tập này theo ph-ơng pháp qui đổi và ph-ơng pháp bảo toàn elecron.
Bàì tập: Cho luồng khí CO qua m gam Fe2O3 nung nóng thu đ-ợc 10 gam hỗn hợp gồm: Fe3O4, FeO, Fe, Fe2O3 . Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp chất rắn thu đ-ợc trong dung dịch HNO3 loãng thu đựơc 6,72 lít khí NO duy nhất ở đktc. tính m?
- Ph-ơng pháp qui đổi:
Vì hỗn hợp rắn sau phản ứng chỉ có hai nguyên tố Fe và O nên ta qui đổi công thức của 4 chất rắn đó về 3 chất hoặc đơn giản hơn là 2 chất
a)Coi hỗn hợp A chỉ gồm Fe và Fe2O3
Gọi x, y lần lợt là số mol Fe, Fe2O3 trong 10 gam hỗn hợp rắn
Phơng trình phản ứng hoá học khi cho hỗn hợp rắn tác dụng dd HNO3
Fe2O3 + 6HNO3 --> 2Fe(NO3)3 + 3 H2O
Fe + 4 HNO3---> Fe(NO3)3 + NO + 2 H2O Theo đề bài, theo ptp- ta có hệ ph-ơng trình: 56x + 160y = 10
x = 0,3 Giải hệ đ-ợc x = 0,3 ; y = - 0,0425 Có sự bảo toàn nguyên tố Fe nên số mol Fe =x + 2y = 0,215
Số mol Fe2O3 =0,215/2 =0,1075
m= 0,1075 x 160 = 17,2(gam).
b) Coi hỗn hợp A chỉ gồm Fe: x mol và FeO: y mol
Ptp: Fe + 4 HNO3---> Fe(NO3)3 + NO + 2 H2O 3FeO + 10 HNO3---> 3Fe(NO3)3 + NO + 5 H2O Theo đề bài, theo ptp- ta có hệ ph-ơng trình:
56x + 72y = 10
x + y/3 = 0,3 Giải hệ đ-ợc x= 0,3425 ; y = -0,1275
số mol Fe = x+y =0,215
c) Có thể coi hỗn hợp A chỉ gồm (Fe và Fe3O4);hoặc ( FeOvà Fe3O4); hoặc (FeO và Fe2O3); hoặc( Fe3O4 và Fe2O3). Giải hệ ph-ơng trình t-ơng tự nh- trên đ-ợc kết quả không thay đổi.
Ph-ơng pháp bảo toàn electron:
Từ đề bài ta thấy chất khử là CO, chất oxi hoá là HNO3. C+2 - 2e -> C+4 N+5 + 3e -> N+2
x 2x x (mol) 0,09 0,03 (mol) Bảo toàn e ta có: 2x = 0,09 => x= 0,045
Theo định luật bảo toàn khối l-ợng:
m + 0,045. 28 = 10 + 0,045. 44 =>m = 10,72 (gam).
Nh- vậy giáo viên nên h-ớng dẫn học sinh phân loại dạng bài tập và h-ớng dẫn học sinh nhiều ph-ơng pháp giải để học sinh có một kĩ năng nhất định để giải bài tập.
Giáo án bài: ôn tập ch-ơng:
Kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm ( 1 tiết)
II. mục tiêu bài học:
2- Về kiến thức:
Củng cố, hệ thống hoá kiến thức về:
- Đặc điểm cấu tạo, tính chất cơ bản, ứng dụng, điều chế kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm.
- Tính chất các hợp chất cơ bản của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm. Mối liên hệ giữa chúng.
-Vận dụng kiến thức lí thuyết để giải thích một số hiện t-ợng hoá học và làm bài tập.
2- Về kĩ năng:
- Vận dụng lí thuyết để giải thích các tính chất của đơn chất và các hợp chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ, nhôm.