Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối

1. SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị Trường THPT Long Phước Mã số: GIÁO ÁN HỘI GIẢNG KHỐI 12 – BAN NÂNG CAO BÀI 23: SỰ ĂN MÒN KIM LOẠI Giáo viên :Đào Duy Quang NAÊM HOÏC : 2009 - 2010
2. SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN: 1. Họ và tên: Đào Duy Quang 2. Ngày tháng năm sinh: 15/12/1981 3. Nam, nữ: Nam 4. Địa chỉ: Ấp 4 Bàu Cạn, Long Thành, Đồng Nai. 5. Điện thoại: (CQ)/ 0613 559021- NR: 0613 553484 - ĐTDĐ: 0916772119 6. Fax: E-mail: daoduyquanglp@yahoo.com.vn 7. Chức vụ: Giáo viên 8. Đơn vị công tác: Trường THPT Long Phước II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: Học vị cao nhất: Đại học Năm nhận bằng: 2005 Chuyên ngành đào tạo: Hóa Học III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC: Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Phương pháp dạy học Hóa học Số năm có kinh nghiệm: 5 năm (2005 - 2010)
3. MỤC LỤC 1) Lí do chọn đề tài Trang 2 2) Thực trạng trước khi thực hiện các giải pháp Trang 2 3) Nội dung của đề tài Trang 3 4) Kết quả của đề tài Trang 11 5) Bài học kinh nghiệm Trang 11 6) Ý kiến đề xuất Trang 11 7) Tài liệu tham khảo Trang 12
4. CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI    I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI ❖ Trong giai đoạn đổi mới phương pháp dạy học và phương thức kiểm tra đánh giá, khi mà hình thức thi trắc nghiệm được áp dụng thì đòi hỏi học sinh phải giải quyết vấn đề một cách chính xác trong một thời gian nhất định. Trong khi đó dạng câu hỏi về kim loại tác dụng với dung dịch muối là một trong những vấn đề khó, có độ phức tạp cao đòi hỏi học sinh phải có phương pháp và kĩ năng giải quyết vấn đề một cách thành thạo. Qua thực tế các bài kiểm tra, các kì thi và kinh nghiệm giảng dạy, bản tôi nhận thấy rằng: Hầu hết các em học sinh khi gặp phải các câu hỏi về vấn đề này thì các em lúng túng khi giải quyết vấn đề. Các em mất nhiều thời gian nhưng hiệu quả đạt được lại không như mong muốn. ❖ Các em đã khá quen thuộc với kiểu bài tập một kim loại tác dụng với một dung dịch muối, nhưng khi đối diện với các bài mà yêu cầu của đề bài cao hơn, phức tạp hơn như: một kim loại tác dụng với hai dung dịch muối hoặc hai kim loại tác dụng với một dung dịch muối thì hầu hết các em lúng túng, các em sai lầm khi nhìn nhận vấn đề và dự đoán tình huống xảy ra trong bài tập dẫn đến lựa chọn phương pháp giải không phù hợp với yêu cầu của đề bài. Với những trăn trở của bản thân và tâm huyết với nghề, bản thân tôi luôn mong muốn góp chút ít kinh nghiệm giảng dạy của mình để giúp đỡ các em học sinh giải quyết tốt câu hỏi về kim loại tác dụng với dung dịch muối, để các em có thể đạt được kết quả cao hơn trong các kì thi. Đó là lí do mà tôi chọn đề tài này. II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI 1. Thuận lợi: ❖ Được sự quan tâm giúp đỡ, đóng góp ý kiến của Ban Giám Hiệu, của quý thầy cô và các bạn đồng nghiệp. ❖ Đa số học sinh học tập tích cực luôn luôn muốn tiếp thu cái mới, đó cũng là một trong những nguồn động lực để tôi thực hiện đề tài 2. Khó khăn: ❖ Đây là một vấn đề phức tạp và tương đối đa dạng nên đề tài vẫn còn hạn chế về một số dạng câu hỏi lí thuyết, bài tập áp dụng. ❖ Do thời gian giảng dạy chưa nhiều, còn hạn hẹp về kinh nghiệm nên đề tài có phạm vi nghiên cứu chưa rộng và phương pháp mà đề tài đưa ra chưa có thể áp dụng tổng quát cho tất cả các trường hợp có tính phức tạp cao như kim loại tác dụng với muối sắt (III), kim loại sắt tác dụng với muối bạc
5. III. NỘI DUNG ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lý luận. ❖ Các phương pháp giải bài tập hóa học như bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn điện tích là những phương pháp giải bài tập hóa học mà hiện nay đã không còn mới mẽ. Phạm vi áp dụng của các phương pháp này là rất rộng, rất nhiều dạng bài tập hóa học có thể áp dụng các phương pháp giải này trong đó có cả bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối. ❖ Trong bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối ngoài các phương pháp giải như bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn điện tích chúng ta có thể áp dụng cách so sánh mốc trong bài toán một kim loại tác dụng với hai dung dịch muối. ❖ Để hình thành được kĩ năng giải nhanh bài tập dạng này đòi hỏi phải biết cách áp dụng phương pháp giải phù hợp và biết kết hợp tốt các phương pháp giải để mang lại hiệu quả cao nhất. 2. Nội dung, biện pháp thực hiện và các giải pháp của đề tài. ❖ Áp dụng một số phương pháp vào giải bài toán kim loại tác dụng với dung dịch muối. ➢ PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 1,78 gam hỗn hợp muối CuCl 2, Cu(NO3)2 vào H2O được dung dịch X. Nhúng vào dung dịch X một đinh sắt và khuấy đều cho đến khi màu xanh của dung dịch biến mất. Lấy thanh sắt ra sấy khô và cân lại thấy khối lượng tăng thêm 0,08 gam. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được bao nhiêu gam hỗn hợp muối khan? A. 1,60 gam. B. 1,70 gam. C. 1,50 gam. D. 1,80 gam. Giải: Fe + Cu2+ Fe2+ + Cu 1mol Fe phản ứng với Cu 2+ tạo 1 mol Cu có khối lượng thanh kim loại tăng 8 gam. a mol Fe phản ứng với Cu 2+ tạo a mol Cu có khối lượng thanh kim loại tăng 0,08 gam. 0,08 1,78 a = = 0,01 mol M = 178 8 muối ban đầu 0,01 M muối sau phản ứng = 178 – 64 +56 = 170. Vậy mmuối = 170 0,01 = 1,7 gam. Giải nhanh: Tăng 0,08 gam CuCl FeCl 2 2 Fe + + Cu Cu(NO ) Fe(NO ) 3 2 3 2 Giảm 0,08 gam mMuối = 1,78 – 0,08 = 1,70 gam. Đáp án: B
6. Ví dụ 2: Cho một lượng bột Zn vào dung dịch X gồm FeCl 2 và CuCl2. Khối lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn ban đầu là 0,5 gam. Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 13,6 gam muối khan. Tổng khối lượng các muối trong X là A. 13,1 gam B. 17,0 gam C. 19,5 gam. D. 14,1 gam. Giải: Giải nhanh: Giảm 0,5 gam FeCl 2 Dung dịch Zn + + chất rắn CuCl muối 2 Tăng 0,5 gam Trong dung dịch X: mMuối = 13,6 – 0,5 = 13,1 gam. Đáp án A Bài tập tương tự. Ví dụ 3: Hòa tan 3,28g hỗn hợp CuCl2 và Cu(NO3)2 vào nước được dung dịch A. Nhúng vào dung dịch một thanh Mg và khuấy đều cho đến khi màu xanh của dung dịch biến mất. Thấy thanh Mg tăng thêm 0,8 gam. Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Giá trị của m là: A. 1,15gam. B. 1,43gam. C. 2,48gam. D. 4,08gam. ➢ PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON Ví dụ 1: Cho 2,673 gam hỗn hợp Zn và Mg tác dụng hoàn toàn và vừa đủ với 500 ml dung dịch gồm Ag2SO4 0,01M và CuSO4 0,1M. Thành phần % khối lượng của Mg trong hỗn hợp là: A1,98% B.19,8% C.80,2% D.98,02% Giải: Mg CuSO 0,1M MgSO Cu Tóm tắt: 2,673 gam + 500 ml 4 4 + Zn Ag SO 0,01M ZnSO Ag 2 4 4 Quá trình nhường electron. Quá trình nhận electron. Mg Mg2+ + 2e Cu2+ + 2e Cu x mol 2x mol 0,05mol 0,1mol Zn Zn2+ + 2e Ag+ + 1e Ag y mol 2y mol 0,01mol 0,01mol 24x + 65y = 2,673 x = 0,022 2x + 2y = 0,1 + 0,01 y = 0,033 0,022 24 %Mg = 100% 19,8% Đáp án B. 2,673
7. Ví dụ 2: Cho 5,1 gam hỗn hợp X gồm Al và Mg vào 1 lít dung dịch A chứa AgNO3 0,1M và Cu(NO3)2 0,2M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được hỗn hợp rắn B ( không tác dụng với dung dịch HCl) và dung dịch C ( không có màu xanh). Khối lượng rắn B và thành phần % khối lượng của Mg trong hỗn hợp là: A. 23,6g và 32,53% B. 23,6g và 47,06 % C. 24,8g và 32,53% D.24,6g và 47,06% Giải: Phân tích đề: Dung dịch C không có màu xanh Không có Cu2+. Vậy dung dịch muối ban đầu đã phản ứng hết Rắn B không tác dụng với dung dịch HCl Không có Mg và Al. Vậy Mg và Al phản ứng hết Kim loại và dung dịch muối phản ứng hoàn toàn và vừa đủ. 2+ 2+ Mg x mol Cu 0,2mol Cu 0,2 mol Mg Tóm tắt: 5,1 gam + + Al y mol + Ag 0,1 mol 3+ Ag 0,1mol Al m = m + m = 0,2×64 + 0,1 108 = 23,6 gam. B Cu Ag 24x + 27y = 5,1 x = 0,1 2x + 3y = 2 0,2 + 1 0,1 y = 0,1 0,1 24 %Mg = 100% 47,06% 5,1 Đáp án B. Ví dụ 3: Giải: 2+ 2+ 0,1 mol Zn Cu 0,5M Zn Cu Tóm tắt: + V lit 0,2 mol Mg + 2+ Ag Ag 0,2M Mg Tổng số mol electron nhường: 0,1 2 + 0,2 2 = 0,6 mol Tổng số mol electron nhận: 0,5V 2 + 0,2V 1 = 1,2V mol Ta có: 1,2V = 0,6 V = 0,5 Đáp án: C Bài tập tương tự. Ví dụ 4: Cho 5,95 g hỗn hợp X gồm Al, Zn phản ứng vừa đủ với dung dịch + 2+ chứa 0,3 mol Ag , 0,05mol Cu , NO3 . Xác định % khối lượng của Al trong hỗn hợp X. A. 45,38% B. 54,83 % C. 58,34% D. 38,45%. ➢ PHƯƠNG PHÁP SO SÁNH MỐC Dạng toán: Một kim loại tác dụng với 2 muối
8. Điều kiện kim loại tính khử của A > M > N. (M, N là hai kim loại trong muối ) • Bước 1: Tính khối lượng các ion kim loại trong muối. • Bước 2: So sánh dựa trên hai mốc khối lượng. ▪ Mốc 1: Khối lượng của N. ▪ Mốc 2: Tổng khối lượng N và M n+ o m rắn mốc 2. N và M hết, A còn dư. • Bước 3: Xác định chất rắn và tính toán. Ví dụ 1: Cho m gam Mg tác dụng với 300 ml dung dịch X chứa CuSO4 0,2M và AgNO3 0,1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,16 gam chất rắn. Giá trị của m là A. 0,64 gam. B. 0,24 gam C. 0,32 gam D. 0,45 gam Giải: Bước 1: m = m 3,24 gam ( Ag+ phản ứng hết) 1 Ag Bước 2: m = m + m 3,24 0,2 0,3 64 7,08 gam (Ag+ và Cu2+ phản 2 Ag Cu ứng hết) Bước 3: mrắn = 2,16gam m1 = 3,24 gam m1 = 7,08 gam + mrắn = 2,16gam < 3,24 gam Ag còn dư ( Mg phản ứng hết) 2,16 Vậy chất rắn là Ag: n = =0,02 mol Ag 108 m 2 0,02 1 m = 0,24 gam Đáp án B. 24 Ví dụ 2: Cho m gam Zn tác dụng với 200 ml dung dịch X chứa Cu(NO3)2 0,2M và AgNO3 0,1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,44 gam chất rắn. Giá trị của m là A. 2,16 gam. B. 1,92 gam C. 1,32 gam D. 1,95 gam Giải: Bước 1: m = m 2,16 gam ( Ag+ phản ứng hết) 1 Ag Bước 2: m = m + m 2,16 0,2 0,2 64 4,72 gam (Ag+ và Cu2+ phản 2 Ag Cu ứng hết) Bước 3: mrắn = 3,44gam m1 = 2,16 gam m1 = 4,72 gam + 2+ 2,16 < mrắn = 3,44gam < 4,72 Ag hết và Cu còn dư ( Zn phản ứng hết) Vậy chất rắn là Ag và Cu: m + m = 3,44. m + 2,16 = 3,44 Cu Ag Cu m 1,28 m = 1,28 gam. 2 0,02 1 2 m = 1,95 gam Cu 65 64 Đáp án D.
9. Ví dụ 3: Cho m gam Al tác dụng với 300 ml hỗn hợp dung dịch X chứa CuSO4 0,2M và AgNO3 0,1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 7,89 gam chất rắn. Giá trị của m là A. 1,35 gam. B. 2,16 gam C. 0,81 gam D. 4,05 gam Giải: Bước 1: m = m 3,24 gam ( Ag+ phản ứng hết) 1 Ag Bước 2: m = m + m 3,24 0,2 0,3 64 7,08 gam (Ag+ và Cu2+ phản 2 Ag Cu ứng hết) Bước 3: mrắn = 7,89gam m1 = 3,24 gam m1 = 7,08 gam + 2+ 7,08 < mrắn = 7,89gam Ag và Cu phản ứng hết ( Al còn dư) Vậy chất rắn là Ag, Cu và Al dư: Khối lượng Al còn dư là: mAl dư = 7,89 – 7,08 = 0,81 gam. Số mol Al dùng để khử hết Ag+ và Cu2+ là: 3n = 0,3 0,2 2 + 0,3 0,1 1 n = 0,05 mol Al Al m = 0,05 27 + 0,81 = 2,16 gam. Đáp án B. Ví dụ 4: Cho 3,6 g kim loại R hoá trị n vào 200ml dung dịch AgNO 3 1M , Cu(NO3)2 1M. Phản ứng xong có 28 gam kim loại kết tủa. Xác định R. A. Mg B. Al C. Zn D. Ni Bước 1: m = m 0,2 108 = 21,6 gam ( Ag+ phản ứng hết) 1 Ag Bước 2: m = m + m 21,6 0,2 64 34,4 gam (Ag+ và Cu2+ phản ứng 2 Ag Cu hết) Bước 3: mrắn = 28gam m1 = 21,6 gam m1 = 34,4 gam + 2+ 21,6 < mrắn = 28 gam <34,4 Ag và R phản ứng hết, Cu còn dư m + m = 28. m + 21,6 = 28 m = 6,4 gam. Cu Ag Cu Cu 3,6 6,4 ×n 0,2 1 2 R = 9 n (n là hóa trị của kim loại) R 64 n 1 2 3 R 9 18 27 Kết luận Loại Loại Al Đáp án: B Bài tập tương tự. Ví dụ 5: Cho m gam Mg phản ứng hoàn toàn với 1 lít dung dịch A chứa FeSO4 0,1M và CuSO4 0,1M sau phản ứng thu được chất rắn B có khối lượng m = 9,2 gam . Giá trị của m là: B A. 2,4 gam. B. 3,6 gam. C. 4,8 gam. D. 6 gam.