Sáng kiến kinh nghiệm Một số phương pháp giải toán hoá học trong Hoá học trung học phổ thông

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Một số phương pháp giải toán hoá học trong Hoá học trung học phổ thông

1. Trường THPT Tiên Hưng Một số phương pháp giải toán hoá học trong hoá học trung học phổ thông Giáo viên : Bùi Thị Nhuần
2. Lời nói đầu Cùng với việc đổi mới chương trình sách giáo khoa , việc đổi mới phương pháp dạy đối với giáo viên và phương pháp học đối với học sinh là một trong những vấn đề cơ bản , là một trong những mục tiêu cần phấn đấu của nhiều thầy cô giáo và học sinh. Để làm bài tập trắc nghiệm nhanh , tốn ít thời gian đòi hỏi các em phải tư duy tìm ra phương pháp tối ưu nhanh nhất . Dưới đây là một vài kinh nghiệm nhỏ trong việc giải một số bài toán trắc nghiệm của tôi.
3. Phương pháp 1. áp dụng định luật bảo toàn elechtron số mol e cho = số mol e nhận (ne cho = ne nhận) A.Nội dung phương pháp • Nguyên tắc: Tổng elechtron do chất khử nhường bằng tổng elechtron mà chất oxi hoá nhận.từ đó suy ra tổng số mol elechtron do chất khử nhường bằng tổng số mol elechtron do chất oxi hoá nhận vào. • Phạm vi sử dụng: Phản ứng xảy ra trong bài toán là phản ứng oxi hoá khử, nhất là khi các phản ứng xảy ra là phức tạp, nhiều giai đoạn nhiều quá trình. B.Bài tập mẫu Bài 1(Đề thi ĐH-2007): Hoà tan hoàn toàn 12 g hỗn hợp Fe , Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lít hỗn hợp khí X ( gồm NO và NO2 ) và dung dịch Y ( chỉ chứa hai muối và axit dư ). Tỉ khối của X đối với H2 bằng 19. Giá trị của V là: A. 3,36 B.2,24 C.4,48 D.5,60 Phương pháp giải: -Từ phương pháp đường chéo ,tính tỉ lệ số mol NO và NO 2 : NO : 30 8 nNO 1 38 = NO2: 46 8 nNO2 1 -Đặt số mol NO là x số mol NO2 là x +5 +2 N + 3 e N xmol 3xmol +5 +4 N + 1 e N xmol xmol Tổng số mol e nhận bằng 4x mol
4. Mặt khác ta đặt số mol của Fe va Cu trong hỗn hợp là a ta có : 56a + 64a =12 suy ra a=0,1 3+ Fe Fe +3e 0,1mol 0,3mol 2+ Cu Cu +2e 0,1mol 0,2mol Tổng số mol e cho bằng 0,3 + 0,2=0,5mol Vậy 4x = 0,5; x = 0,125. Vậy nhỗn hợp khí = 0,25mol V = 5,60 lít chọn D Bài 2 (ĐH-khối B-2007) .Nung m gam Fe trong oxi , thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hoà tan hết hỗn hợp X trong dd HNO3 dư , thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất ). Giá trị của m là : A. 2,22 B. 2,62 C. 2,52 D. 2,32 Hướng dẫn giải: 3-m mO=3-m nO2= 32 Chất khử là Fe,nhường e. Chất oxihoá là Oxi và HNO3 Fe0 Fe3+ + 3e m 3m 56 56 -2 O2 + 4e 2O 3-m 3-m 32 8 N+5 + 3e N+5 0,075  0,025
5. Tổng số mol e nhường = tổng số mol e nhận suy ra 3m 3-m 56 8 + 0,075 m = 2,52 chọn C Bài áp dụng : Bài 3 Hoà tan 5,6g Fe bằng dung dịch H2SO4 loãng(dư ), thu được dung dịch X. Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO4 0,5M. Giá trị của V là : A.20 ml B.80 ml C.40 ml D. 60 ml Bài 4: Hoà tan 5,4g Al bằng một lợng dung dịch H2SO4 loãng (dư). Sau phản ứng thu đợc dung dịch X và V lít khí H2 (đktc). Tính giá trị của V: A. 4,48 lít B. 3,36 lít C.2,24 lít D.6,72lít Bài 5: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu đợc 3g hỗn hợp X . Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO( là sản phẩm duy nhất ). Giá trị m là : A.2,22 B.2,62 C.2,52 D.2,32 Bài 6: Cho m gam Al tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 thì thấy thoát ra 11,2 lít (đktc) hỗn hợp khí A gồm 3 khí N2, NO, N2O có tỉ lệ số mol tương ứng là 2: 1: 2. Giá trị m là bao nhiêu: A.2,7 g B. 16,8g C.3,51g D.35,1g
6. Phương pháp 2. áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng (A + b c + d) ma + mb = mc +md A.Nội dung phương pháp • Nguyên tắc: Trong các phản ứng hoá học, các nguyên tố và khối lợng của chúng đợc bảo toàn. • Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lợng các chất tạo thành. • Tổng khối lợng các chất trớc phản ứng bằng tổng khối lợng các chất sau phản ứng. • Phạm vi sử dụng: Trong bài toán xảy ra nhiều phản ứng, lúc này đôi khi không cần thiết viết các phơng trình phản ứng và chỉ cần lập sơ dồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol giữa các chất cần xác định cũng nh các chất mà đề cho. B.Bài tập mẫu : Bài 1. Cho 24,4 gam hỗn hợp Na2CO3 , K2CO3 tác dụng vừa đủ với dd BaCl2 . Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa . Lọc tách kết tủa ,cô cạn dd thu được m gam muối clorua, m có giá trị là : 2,66 B. 22,6 C. 26,6 D. 6,26 Hướng dẫn giải: nBaCl 2 = nBaCO3= 0,2 ( mol) áp dụng định luật bảo toàn khối lượng : m hh + m BaCl2 = m kết tủa + m m = 24,4 + 0,2 .208-39,4 = 26,6 chọn C Bài 2. Hoà tan 10,14 gam hợp kim Cu , Mg , Al bằng một lượng vừa đủ dd HCl thu được 7,84 lít khí A (đktc) và 1,54 gam chất rắn B và dd C. Cô cạn dd C thu được m gam muối , m có tía trị là : A. 33,45g B. 33,25 g C. 32,99 g D. 35,58 g
7. Hướng dẫn giải: Theo định luật bảo toàn khối lượng : m = m (Al+Mg) + m Cl- = ( 10,14 – 1,54) + 0,7. 35,5 = 6,6 + 24,85 = 33,45 (g) Chọn A Bài áp dụng : Trích đề thi ĐH –khối B -2007 Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 ( vừa đủ), thu được dung dịch X ( chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là bao nhiêu? • A.0,12 B.0,04 C.0,075 D.0,06 Phương pháp 3. Bảo toàn điện tích A.Nội dung phương pháp • Nguyên tắc: Trong dung dịch tổng điện tích dương bằng tổng điện tích âm. • Từ đó suy ra : Tổng số mol điện tích dương bằng tổng số mol điện tích âm. • Phạm vi sử dụng: Xác định lượng ( số mol, nồng độ, khối lượng, ) của một ion khi biết lượng của các ion khác. Xác định khối lượng chất rắn sau khi cô cạn một dung dịch khi biết số mol của các ion trong dung dịch; B.Bài tập mẫu Bài 1: Trong một dung dịch có chứa a mol Ca2+, b mol Mg2+, c mol Cl- - và d mol NO3 . Biểu thức liên hệ giữa a,b,c,d là : A. 2a+2b = c + d B. a + b = 2c + 2d C. a + 2b = c + d D. 2a + b = c + 2d Hướng dẫn giải: Trong dd điện tích được bảo toàn : Tổng điện tích âm bằng tổng điện tích dương tổng số mol điện tích âm bằng tổng số mol điện tích dương : 2a + 2b = c + d Chọn A
8. Bài 2: Biểu thức liên hệ giữa a,b,c,d trong dung dịch chứa a mol Na+; 2+ - - b mol Ca ; c mol HNO3 và d mol Cl là : A. a + 2b = c +d B. a + b = c +d C. a + 2b = 2c +d D. a + b = c + 2d Hướng dẫn giải: Tổng điện tích âm bằng tổng điện tích dương tổng số mol điện tích âm bằng tổng số mol điện tích dương : a + 2b = c + d Chọn A Bài áp dụng : Bài 3: Một dung dịch có chứa n (mol)K+, m (mol) Fe3+, p (mol) Cl- , q 2- (mol) SO4 thì biểu thức liên hệ giữa n, m, p, q là : A. 2n + m = 2p + q B. n + 3m = p + 2q C. 3n + m = 2p + q D. n + 2m = p + 2q chọn B Phương pháp 3. Dựa vào sự tăng giảm khối lượng A.Nội dung phương pháp • Nguyên tắc: So sánh khối lượng của chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lợng của nó, để từ khối lợng tăng ( hay giảm) này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol giữa hai chất này giải quyết yêu cầu đặt ra. • Phạm vi sử dụng: Đối với các bài toán mà phản ứng xảy ra thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng giữa kim loại mạnh , không tan trong
9. nớc, đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối phản ứng; ; đặc biệt khi cho biết rõ phản ứng xảy ra là hoàn toàn hay không không thì việc sử dụng phơng pháp này càng đơn giản hoá bài toán hơn. B.Bài tập mẫu : Bài 1. Hoà tan 14 gam hỗn hợp hai muối MCO3 và N2(CO3 )2 bằng dd HCl dư , thu được dd A và 0,672 lít khí (đktc) .Cô cạn dd A thu được m gam muối khan , m có giá trị là : A. 16,33 B. 14,33 C. 9,625 D. 12,65 Hướng dẫn giải: Vận dụng phương pháp tăng giảm khối lượng Theo phương trình ta có : 2- - Cứ 1 mol muối CO3 2 mol Cl + 1 mol CO2 lượng muối tăng 71-60=11 g Theo đề bài số mol thoát ra là 0,03 thì khối lượng muối tăng 11.0,03 = 0,33g Vậy m muối clorua = 14 + 0,33 = 14,33(g) Chọn B Bài 2 Nhúng một thanh nhôm nặng 45 g vào 400 ml dd CuSO4 0,5 M .Sau một thời gian lấy thanh nhôm ra cân nặng 46,38 g .Khối lượng đồng thoát ra là : A. 0,64 g B. 1,28 g C. 1,92 g D. 2,56 g Hướng dẫn giải: Cứ 2 mol Al 3 mol Cu khối lượng tăng 3.64 – 54 = 138 Theo đề n mol đồng khối lượng tăng 46,38 – 45 = 1,38 g n Cu = 0,03 mol mCu = 0,03. 64 = 1,92 g Chọn đáp án C Bài áp dụng : Bài 1: Đem nung một khối lượng Cu(NO ) sau một thời gian dừng lạ 3 2 làm nguội, rồi cân thấy khối lợng giảm 0,54g. Vậy khối lợng muối Cu(NO ) đã bị nhiệt phân là bao nhiêu? 3 2 A. 0,5g B.0,49g C.9,4g D.0,94g Chọn D
10. Bài 2.Nhiệt phân hoàn toàn 9,4g một muối nitrat kim loại thu đợc 4 g oxit rắn. Xác định công thức muối đã dùng là : A.Fe(NO ) B. Cu(NO ) 3 3 3 2 C.Al(NO ) D. một muối khác 3 3 Chọn B Phương pháp 4. Sử dụng phản ứng dạng ion thu gọn A.Nội dung phương pháp • Nguyên tắc: Phản ứng dạng ion thu gọn cho biết bản chất của phản ứng dạng ion thu gọn, chất điện ly mạnh phải viết phơng trình dới dạng ion, các chất kết tủa, khí hay điện ly yếu đợc viết dới dạng phân tử. • Phạm vi sử dụng: Trong bài toán, có nhiều phản ứng xảy ra nhng có cùng bản chất nh phản ứng trung hoà, phản ứng trao đổi ion, B.Bài tập mẫu : • Bài 1: Trộn 100 ml dung dịch ( gồm Ba(OH)2 0,1M và NaOH 0,1M) với 400 ml dung dịch ( gồm H2 SO4 0,0375M và HCl 0,0125 M), thu đợc dung dịch X. Giá trị pH của dung dịch X là : • A.2 B.1 C.6 D.7 Hướng dẫn giải: n Ba(OH)2 = 0,1. 0,1= 0,01 (mol) OH- = 0,02 mol n NaOH = 0,1.0,1=0,01(mol) OH- = 0,01 mol Tổng số mol OH - trong dd là 0,03 mol + n H2SO4 = 0,4. 0,0375 = 0,015 mol H = 0,03mol + n HCl =0,4. 0,0125= 0,005 mol H = 0,005 mol Tổng số mol H+ = 0,035 mol + - Có phương trình : H + OH H2O 0,03  0,03 Vậy số mol H+ dư = 0,005 mol 0,005 [H+ ] = = 0,01 pH=2 Chọn A 0,5
11. Bài áp dụng : Bài 2. Trộn 100ml dd H2SO4 0,1M và HNO3 0,3 M với 100ml dd chứa Ba(OH)2 0,3M và KOH 0,1M thu được dd X và kết tủa Y.Cho quỳ tím vào Y,hiện tượng gì sẽ xảy ra ? A.Chuyển đỏ B.chuyển xanh C.không chuyển D.mất màu Hướng dẫn giải: nH+ = 0,05 mol nOH- = 0,07 mol + - phương trình: H + OH H2O 0,05mol 0,05mol ==> OH- dư 0,02 mol .Vậy dd thu được có môi trường kiềm ==> quỳ tím chuyển sang màu xanh chọn B Bài 3: Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit HCl 1M và axit H2SO4 0,5M , thu được 5,32 lít H2 (ở đktc) và dung dịch Y ( coi thể tích dung dịch không đổi ). Dung dịch Y có pH là : A.7 B.1 C. 2 D. 6 Chọn B
12. lời kết Trên đây là một số kinh nghiệm nhỏ của tôi , đúc kết trong quá trình giảng dạy , giúp các em học sinh nắm vững kiến thức cơ bản , kĩ thuật làm bài tập trắc nghiệm . Hi vọng là tài liệu tham khảo bổ ích cho công việc giảng dạy của thầy và trò Người trình bày Bùi Thị Nhuần