Sáng kiến kinh nghiệm Một số kinh nghiệm phát hiện - ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi môn Hóa học
I. MỘT SỐ KINH NGHIỆM ÔN LUYỆN HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC 9
Sau khi hình thành đội tuyển một cách hoàn chỉnh, bước tiếp là vô cùng quan trọng đó là việc ôn luyện, bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi. Bản thân tôi đã rút ra được một số kinh nghiệm sau:
1. Trước khi vào năm học, tôi đã lập kế hoạch cá nhân cho việc ôn luyện học sinh giỏi đối với trong khối lớp.
2. Trong quá trình ôn luyện: Trước hết cần tóm tắt lý thuyết cơ bản, có hệ thống logic sau đó đưa ra các dạng bài tập tương ứng cho phần lý thuyết đó với mục đích tạo cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo giải bài một cách khoa học, đúng phương pháp.
Trong quá trình ôn luyện, tôi đã phân ra các dạng bài tập để rèn cho học sinh cách nhận ra các dạng bài tập đó và giải nhanh, chính xác, khoa học.
Xác định mục tiêu, chọn lọc và nhóm các bài toán theo dạng, chọn lọc phương pháp, xây dựng nguyên tắc áp dụng, biên soạn bài tập mẫu ; các bài tập vận dụng và nâng cao. Ngoài ra phải dự đoán những tình huống có thể xảy ra khi bồi dưỡng mỗi chủ đề bài tập.
Sưu tầm tài liệu, trao đổi kinh nghiệm cùng các đồng nghiệp; nghiên cứu các đề thi HS giỏi, đề thi vào trường chuyên của tỉnh ta và một số tỉnh, thành phố khác. Trò chuyện, giải đáp thắc mắc của học sinh.
Chuẩn bị nội dung cho mỗi buổi bồi dưỡng và lập kế hoạch về thời lượng cho mỗi dạng bài ,chuẩn bị các câu hỏi mở để HS có thể phát hiện ra những cách giải hay.
ài tập tương ứng cho phần lý thuyết đó với mục đích tạo cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo giải bài một cách khoa học, đúng phương pháp. Trong quá trình ôn luyện, tôi đã phân ra các dạng bài tập để rèn cho học sinh cách nhận ra các dạng bài tập đó và giải nhanh, chính xác, khoa học. Xác định mục tiêu, chọn lọc và nhóm các bài toán theo dạng, chọn lọc phương pháp, xây dựng nguyên tắc áp dụng, biên soạn bài tập mẫu ; các bài tập vận dụng và nâng cao. Ngoài ra phải dự đoán những tình huống có thể xảy ra khi bồi dưỡng mỗi chủ đề bài tập. Sưu tầm tài liệu, trao đổi kinh nghiệm cùng các đồng nghiệp; nghiên cứu các đề thi HS giỏi, đề thi vào trường chuyên của tỉnh ta và một số tỉnh, thành phố khác. Trò chuyện, giải đáp thắc mắc của học sinh. Chuẩn bị nội dung cho mỗi buổi bồi dưỡng và lập kế hoạch về thời lượng cho mỗi dạng bài ,chuẩn bị các câu hỏi mở để HS có thể phát hiện ra những cách giải hay. Khi thực hiện đề tài vào giảng dạy, tôi giới thiệu cho HS các bước chung để giải một bài toán hoá học ( sau khi đã nghiên cứu kỹ đề bài cho gì ? hỏi gì ? các kiến thức hoá học có liên quan ? các mối quan hệ giữa điều kiện và yêu cầu ? xác định cách thức để thực hiện các thao tác để hoàn thành yêu cầu của đề bài); gồm các bước như sau : -Bước 1: Chuyển dữ kiện không cơ bản thành các dữ kiện cơ bản ( theo số mol ) (dữ kiện không cơ bản thường là : chất không tinh khiết, các đại lượng chưa chuẩn về đơn vị, ) -Bước 2: Đặt ẩn cho số mol, hoá trị, nguyên tử khối ( Nếu cần ) -Bước 3: Viết đúng tất cả các phương trình hoá học xảy ra. -Bước 4: Thực hiện các kỹ năng tính toán theo CTHH, theo PTHH, biện luận -Bước 5: Kiểm tra. Tiếp theo, tôi tiến hành bồi dưỡng kỹ năng theo dạng. Mức độ rèn luyện từ minh họa đến khó, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ năng từ biết làm đến đạt mềm dẻo, linh hoạt và sáng tạo. Để bồi dưỡng mỗi dạng tôi thường thực hiện theo các bước sau: - Bước 1: Giới thiệu bài tập mẫu và hướng dẫn giải. - Bước 2: Rút ra nguyên tắc và phương pháp áp dụng. - Bước 3: HS tự luyện và nâng cao. - Bước 4: Kiểm tra đánh giá theo chủ đề. Tuỳ theo độ khó mỗi chủ đề tôi có thể hoán đổi thứ tự của bước 1 và 2 Sau đây là các dạng bài tập tôi đã áp dụng trong quá trình ôn luyện đội tuyển học sinh giỏi Hóa học 9. Dạng1:BÀI TOÁN VỀ LƯỢNG CHẤT DƯ Để giải được bài tập này trước tiên cần khắc sâu cho học sinh: Khi biết lượng 2 chất tham gia phản ứng ta lý luận xem chất nào dư, chất nào phản ứng hết rồi tính lượng các chất theo chất phản ứng hết. Hoặc khi biết lượng chất tham gia và sản phẩm ta xem chất nào phản ứng hết. Ví dụ 1: Đun nóng 16,8g bột sắt và 6,4 g bột lưu huỳnh (không có không khí) thu được chất rắn A. Hòa tan A bằng dung dịch HCl dư thoát ra khí B. Cho khí B đi chậm qua dung dịch Pb(NO3)2 tách ra kết tủa D màu đen. Các phản ứng đều xảy ra với hiệu suất 100%. Viết phương trình hóa học và cho biết A, B, D là gì? Tính thể tích khí B (đktc) và khối lượng kết tủa D. Cần bao nhiêu lít Oxi (đktc) để đốt cháy hoàn toàn khí B. Giải: a. Fe + S FeS (1) FeS + 2 HCl → FeCl2 + H2S (2) Fe + 2 HCl → FeCl2 + H2 (3) H2S + Pb(NO3)2→ PbS + 2 HNO3 (4) nFe = 16,8/56 = 0,3 mol nS = 6,4/32 = 0,2 mol Theo PT (1) nS = nFe = 0,2 mol -> nFedư = 0,3 – 0,2 = 0,1 mol A : FeS và Fe B : H2S và H2 D : PbS b.Theo PT (1), (2) ta có: nH2S = nFeS = nS = 0,2 mol Theo PT (3): nH2 = nFe = 0,1 mol VB = (0,2 + 0,1) .22,4 = 6,72 lít Theo PT (2), (4) ta có: nPbS = nH2S = nFeS = 0,2 mol mD = mPbS = 0,2 .239 = 47,8 (g) 2H2S + 3 O2 2 SO2 + 2 H2O (5) 2 H2 + O2 2 H2O (6) Theo PT (5): nO2 = 3/2 .nH2S = 1,5.0,2 = 0,3 mol Theo PT (6): nO2 = ½ .nH2 = ½ .0,1 = 0,05 mol VO2 = (0,3 + 0,5) x 22,4 = 7,84 lít Ví dụ 2: Cho 18,5 g hỗn hợp Mg, Fe, Zn vào 200 ml dung dịch H2SO4 loãng 1,2M. Sau khi phản ứng xảy ra xong, lấy một nửa thể tích H2 thoát ra cho qua ống chứa x (g) CuO nung nóng thấy trong ống còn lại 8,96 g chất rắn. Viết PTHH và tính x. Các phản ứng xảy ra hoàn toàn.( Đề thi HSG Thành phố năm 2007-2008 ) Giải Mg + H2SO4→ MgSO4 + H2 (1) Fe + H2SO4→ FeSO4 + H2 (2) Zn + H2SO4→ ZnSO4 + H2 (3) H2 + CuO Cu + H2O (4) nH2SO4 = 0,2 x 1,2 = 0,24 mol Lập luận dựa vào PT (1), (2), (3): H2SO4 phản ứng hết, kim loại dư Dựa vào PT (4): lập luận H2 phản ứng hết, CuO dư. Theo PT (1) (2) (3) nH2 = nH2SO4 = 0,24 mol PT (4): nH2 = 0,12 mol PT (4): nCu = nCuO phản ứng = nH2 = 0,12 mol mCu = 0,12 .64 = 7,68 g mCuO dư = 8,96 – 7,68 = 1,28 g mCuO phản ứng = 0,12 .80 = 9,6 g x = mCuO ban đầu = 9,6 + 1,28 = 10,88 g Dạng 2: BÀI TOÁN KHI GIẢI QUY VỀ 100 Để giải bài tập này học sinh phải biết khi nào gọi khối lượng các chất quy về 100.Khi tính thành phần phần tram khối lượng một hỗn hợp mà đầu bài không cho số cụ thể chỉ cho phần trăm các chất tạo thành bằng bao nhiêu khối lượng hỗn hợp ban đầu. Ví dụ 1: Hỗn hợp gồm CaCO3 lẫn Al2O3 và Fe2O3 trong đó Al2O3 chiếm 10,2% còn Fe2O3 chiếm 9,8%. Nung hỗn hợp này ở nhiệt độ cao thu được chất rắn có khối lượng bằng 67% khối lượng hỗn hợp ban đầu. Tính phần trăm khối lượng chất rắn tạo ra. Giải: Gọi khối lượng hỗn hợp ban đầu là 100g thì mAl2O3 = 100 .(10,2/100) = 10,2 g mCaCO3 = 100 – 10,2 – 9,8 = 80 g Khối lượng chất rắn thu được: 100 .(67/100) = 67 g CaCO3CaO + CO2 Độ giảm khối lượng: 100 – 67 = 33g là khối lượng CO2 nCO2 = 33/44 = 0,75 mol Theo PT: nCaCO3 = nCO2 = 0,75 mol mCaCO3bị phân hủy = 0,75 .100 = 75 g và dư 80 – 75 = 5 g %Al2O3 = (10,2/67) .100% = 15,22 % %Fe2O3 = (9,8/67) .100% = 14,62 % %CaCO3 = (5/67) .100% = 7,4 % %CaO = 62,6 % Ví dụ 2: Hỗn hợp M gồm oxit của một kim loại hóa trị II và một muối cacbonat của kim loại đó được hòa tan hết bằng dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ tạo ra khí N và dung dịch L. Đem cô cạn dung dịch L thu được một lượng muối khan bằng 168% khối lượng M. Xác định kim loại hóa trị II biết khí N bằng 44% khối lượng của M. ( Đề thi HSG Thành phố năm 2010 -2011 ) Giải: Gọi khối lượng hỗn hợp M là 100 (g) Kí hiệu của kim loại, khối lượng mol của kim loại là R RO + H2SO4→ RSO4 + H2O (1) RCO3 + H2SO4 RSO4 + H2O + CO2 (2) Khối lượng muối: 100 .(168/100) = 168 g N là CO2 mCO2 = 100 .(44/100) = 44 g nCO2 = 44/44 = 1 mol Gọi nRO = a ; nRCO3 = b Theo PT ta có hệ: a( R + 16 ) + b( R + 60 ) = 100 a( R + 96) + b( R + 96 ) = 168 Giải hệ được a = 0,4 ; R = 24 Vậy kim loại là Mg Dạng3: PHƯƠNG PHÁP TỰ DO CHỌN LƯỢNG CHẤT GV cần cho HS nắm được một số nguyên tắc áp dụng của phương pháp này nhằm tránh hiện tượng HS tuỳ tiện chọn lượng chất vì chưa hiểu rõ phạm vi sử dụng của nó: - Khi gặp các bài toán có các lượng chất đề cho dưới dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , hoặc các lượng chất đề cho đều có chứa chung một tham số : m (g), V(l), x(mol)) thì các bài toán này sẽ có kết quả không phụ thuộc vào lượng chất đã cho. - Phương pháp tối ưu nhất là tự chọn một lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến bài toán từ phức tạp trở nên đơn giản. Sau khi đã chọn lượng chất thích hợp thì bài toán trở thành một dạng rất cơ bản, việc giải toán lúc này sẽ thuận lợi hơn rất nhiều. - Lưu ý : Nếu bài toán khảo sát về % m ( hoặc % V ) của hỗn hợp thì nên coi hỗn hợp có khối lượng 100 gam. Trong các phản ứng hoá học thì thường chọn số mol chất bằng hệ số trong PTHH. Ví dụ 1: Hoà tan một lượng oxit của kim loại R vào trong dd H2SO4 4,9% ( vừa đủ ) thì thu được một dung dịch muối có nồng độ 5,87%. Xác định CTPT của oxit kim loại. * Gợi ý HS: - GV: Chỉ cho HS thấy đây là trường hợp lượng chất đề cho ở dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ % ), vì vậy bài này có thể được tự do chọn lượng chất. - HS : Đề xuất cách chọn lượng chất : chọn hoặc giả sử có 1 mol oxit đã tham gia phản ứng. Giải : Đặt công thức tổng quát của oxit là R2Ox ( x là hoá trị của R ) Giả sử hoà tan 1 mol R2Ox R2Ox + xH2SO4 ® R2 (SO4)x + xH2O 1mol x(mol) 1mol (2MR + 16x) g 98x (g) (2MR + 96x)g Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : Phương trình nồng độ % của dung dịch muối là : suy ra ta có MR = 12x Vì x là hoá trị của kim loại trong oxit bazơ nên : 1 £ x £ 4 Biện luận: x 1 2 3 4 MR 12 24 36 48 Vậy kim loại là Mg ; oxit kim loại là : MgO Ví dụ 2: Cho a gam dung dịch H2SO4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp 2 kim loại K và Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ). Sau phản ứng, khối lượng khí sinh ra là 0,04694 a (g). Tìm giá trị C% * Gợi ý HS : - GV : gợi ý cho HS phát hiện ra vì kim loại lấy dư nên toàn bộ lượng axit và nước trong dung dịch đều phản ứng. Các lượng chất đều cho dưới dạng tổng quát ( chứa chung tham số a ), vì vậy bài toán sẽ không phụ thuộc vào lượng a (gam ). - HS : Nêu cách chọn lượng chất : chọn a = 100 gam. Giải : Giả sử a = 100 g Þ Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy ra các phản ứng sau : 2K + H2SO4 K2SO4 + H2 (1) Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (2) 2K (dư)+ 2H2O 2KOH + H2 (3) Theo các ptpư (1),(2),(3) ta có : Þ 31 C = 760 Þ C = 24,5 Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 đã dùng là C% = 24,5% Dạng 4: PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯỢNG MOL TRUNG BÌNH - Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào việc tính khối lượng mol trung bình của một hỗn hợp. Khối lượng mol trung bình của hỗn hợp được xác định theo công thức: +) Đối với hỗn hợp khí thì có thể thay các số mol n1,n2 bằng thể tích hoặc % thể tích. +) Nếu hỗn hợp chỉ có 2 chất khí , với x% là % thể tích của khí thứ nhất thì : +) Giá trị của nằm trong khoảng : M1 < < M2 ( giả sử M1 < M2 ) - Đây là phương pháp cho phép giải nhanh chóng nhiều bài toán hoá học phức tạp. Phương pháp này có thế mạnh khi giải các bài tập xác định 2 kim loại cùng một phân nhóm chính và thuộc 2 chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học, hoặc xác định công thức phân tử của các hợp chất hữu cơ đồng đẳng liên tiếp. Ngoài ra phương pháp này cũng được sử dụng rất hiệu quả khi giải các bài toán xác định thành phần % của một hỗn hợp. - Phương pháp chung : +) Căn cứ các dữ kiện đề cho để tính của hỗn hợp. +) Từ khối lượng mol trung bình có thể tìm được giới hạn khối lượng mol của các nguyên tố cần tìm ( đối với bài toán tìm CTHH ), hoặc giới hạn của một lượng chất. +) Từ khối lượng mol trung bình cũng có thể tìm được thành phần % của các chất trong hỗn hợp. +) Nếu hỗn hợp gồm 2 chất có cấu tạo và tính chất hoá tương tự nhau ( 2 kim loại cùng phân nhóm chính, hoặc 2 hợp chất vô cơ có cùng công thức tổng quát, các hợp chất hữu cơ đồng đẳng ) thì có thể đặt một công thức đại diện cho hỗn hợp. Các đại lượng tìm được của chất đại diện là các giá trị của hỗn hợp (mhh; nhh ; hh ). Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm A và B thuộc hai chu kỳ liên tiếp nhau trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học. Chia m ( gam ) hỗn hợp X làm 2 phần bằng nhau: - Phần 1 : Hoà tan vào dung dịch HCl dư thu được một dung dịch Y. Cô cạn Y được 23,675 gam muối khan. - Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn thì phải dùng hết 1,96 lít khí O2 ( đktc). a) Xác định hai kim loại A,B b) Xác định % khối lượng của các kim loại trong hỗn hợp X. * Gợi ý HS: Hai kim loại có hoá trị và tính chất tương tự nên để đơn giản có thể đặt một ký hiệu đại diện cho hỗn hợp 2 kim loại. Viết PTHH, Từ số mol O2 và khối lượng muối khan ta tính toán để tìm giá trị hh . Giải: a) Xác định kim loại A,B Đặt là kim loại đại diện cho hỗn hợp hai kim loại kiềm A,B Gọi a là số mol của hỗn hợp ở mỗi phần Phương trình hoá học: 2 + 2HCl 2Cl + H2 (1) a a 4 + O2 22O (2) a Từ (1),(2) ta có hệ phương trình: Hai kim loại kiềm liên tiếp có = 32,14 thoã mãn là Na (23) và K(39) b) Xác định % khối lượng của hỗn hợp X gọi x là số mol của K Þ số mol Na là ( 0,35 – x ) mol Áp dụng công thức tính khối lượng mol trung bình ta có: Vậy nK = 0,2 mol và nNa = 0,35 - 0,2 = 0,15 mol Ví dụ 2 : Một hỗn hợp khí A gồm : N2, H2, NH3 có tỉ khối hơi đối với O2 bằng 0,425. Biết số mol H2 trong hỗn hợp gấp 3 lần số mol N2 trong hỗn hợp. Tính thành phần % theo thể tích và theo khối lượng cuả hỗn hợp khí A. * Gợi ý HS: - Đối với một hỗn hợp khí thì % thể tích bằng % số mol - GV tạo cơ hội cho HS phát hiện ra ý nghĩa của các mối quan hệ trong đề bài : Từ tỉ khối hơi của hỗn hợp ta có thể tính được gì ? Từ quan hệ số mol H2 và số mol N2 có thể giải quyết được điều gì ? Từ đó xác định các bước để giải bằng phương pháp đại số. Giải: Giả sử có 1mol hỗn hợp khí A gồm : x mol N2 , 3x mol H2 và (1- 4x) mol NH3 Theo đề bài ta có : hh = 28x + 2.3x + 17 ( 1 – 4x ) = 32.0,425 = 13,6 (1) Giải phương trình (1) được : x = 0,1 mol Thành phần % theo thể tích của hỗn hợp khí A là: Vì tỉ lệ thể tích của các khí bằng tỉ lệ sô mol của chúng, nên : Þ Thành phần % theo khối lượng của hỗn hợp khí A là: Þ * Lưu ý : Có thể đặt x % là % thể tích của N2 rồi dùng công thức (1) với tổng % là 100 % Dạng5 : PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG -Nguyên tắc của phương pháp này là dựa vào sự tăng hoặc giảm khối lượng trong quá trình làm biến đổi chất này thành chất khác. Về bản chất phương pháp này dựa trên cơ sở của định luật bảo toàn khối lượng, vì vậy trong nhiều tài liệu dạy học hoá học nhiều tác giả ví phương pháp này và phương pháp bảo toàn khối lượng như “anh em sinh đôi”. -Phương pháp chung: +) Tìm độ tăng ( hoặc giảm ) khối lượng theo PTHH () +) Tìm độ tăng ( hoặc giảm ) khối lượng theo đề () +) Suy luận để tìm số mol của các chất phản ứng và chất sản phẩm, hoặc có thể tìm nhanh số mol của một chất A theo công thức sau : Như vậy nếu biết độ tăng ( giảm ) khối lượng theo đề bài thì ta luôn tìm được số mol của các chất trong phản ứng ( và ngược lại ). Còn khối lượng tăng ( giảm ) theo phương trình thì luôn tìm được, kể cả các trường hợp chưa biết CTHH của chất tham gia và chất sản phẩm. Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 28,4 gam một hỗn hợp gồm 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc phân nhóm IIA ở 2 chu kỳ liên tiếp của bảng tuần hoàn trong dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu được một dung dịch X và 6,72 lít khí Y ( đktc). a) Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan. b) Xác định 2 kim loại. * Gợi ý HS : - GV: Đây là bài toán rất quen thuộc mà HS có thể giải bằng phương pháp bảo toàn khối lượng hoặc phương pháp ghép ẩn số. Tuy nhiên muốn giải nhanh chóng thì nên dùng phương pháp tăng giảm. - HS: Viết PTHH dạng tổng quát và tìm độ tăng khối lượng của muối theo PTHH. Giải: a) Đặt công thức tổng quát cho hỗn hợp muối cacbonat là : CO3 ( là khối lượng mol trung bình của 2 kim loại nhóm IIA ) Phương trình phản ứng: CO3 + 2HCl Cl2 + H2O + CO2 1mol 1mol 1mol Û ( + 60)g ( + 71)g Theo ptpư : Cứ 1mol muối cacbonat chuyển thành 1mol muối clorua thì khối lượng muối tăng lên : 71 - 60 = 11 gam Vậy số mol CO2 = số mol CO3 = mol Suy ra : Vậy khối lượng muối khan thu được là 31,7 gam b)Khối lượng mol trung bình của 2 muối cacbonat là : Hai kim loại nhóm IIA thuộc 2 chu kỳ liên tiếp có = 34,67 nên phải là Mg(24) và Ca(40). Ví dụ 2: Thả một thanh kim loại Pb vào trong dung dịch muối nitrat của kim loại hoá trị II, đến khi lượng Pb không đổi nữa thì lấy ra khỏi dung dịch, thấy khối lượng của nó giảm 28,6 gam. Thả tiếp thanh Fe nặng 100g vào phần dung dịch còn lại. Đến khi lượng Fe không đổi nữa thì lấy kim loại khỏi dung dịch, làm khô cân nặng 130,2 gam. Tìm công thức của muối nitrat ban đầu. * Gợi ý HS: -Do lượng kim loại ở 2 phản ứng đã không đổi được nữa nên R(NO3)2 và Pb(NO3)2 đã phản ứng hết.Suy ra số mol Pb(NO3)2 ở 2 phản ứng bằng nhau. -Bài toán này vẫn có thể giải được bằng phương pháp đại số kết hợp với ghép ẩn số. Giải: Đặt công thức muối nitrat ban đầu là R(NO3)2 Các phương trình phản ứng: R(NO3)2 + Pb Pb(NO3)2 + R (1) Pb(NO3)2 + Fe Fe(NO3)2 + Pb (2) Từ đề bài nhận thấy : Lượng muối ở 2 phản ứng đều đã phản ứng hết Theo (1): do khối lượng kim loại giảm 28,6 gam, nên : Theo (2): do khối lượng kim loại tăng 130,2 -100 =30,2 gam, nên : Suy ra ta có : Vậy công thức phân tử của muối nitrat : Cu(NO3)2 Dạng 6 PHƯƠNG PHÁP TÍNH THEO LƯỢNG CỦA NGUYÊNTỬ HOẶC NHÓM NGUYÊN TỬ ( Bảo toàn nguyên tố ) - Trong các phản ứng hoá học, “ tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố hoặc nhóm nguyên tử trước phản ứng và sau phản ứng luôn bằng nhau” - Ý nghĩa của phương pháp : Phương pháp này giúp giải nhanh các bài toán có nhiều biến đổi hoá học phức tạp hoặc các bài tập hỗn hợp phức tạp, chẳng hạn : các bài toán xảy ra phản ứng giữa các hỗn hợp muối, axit, bazơ Ví dụ : Phản ứng trung hoà hỗn hợp axit với hỗn hợp bazơ được biểu diễn tổng quát: yR(OH)x + xHyG RyGx + xyH2O Theo ptpư ta có : nH(của axit) =nOH(của bazo)= nH2O Vì vậy khi biết được số mol của nhóm - OH thì tìm được số mol H trong axit , số mol H2O và ngược lại. Ví dụ 1: Có 190 ml dung dịch chứa đồng thời KOH và Ba(OH)2 có nồng độ tương ứng là 3M và 4M. Tính thể tích dung dịch Axit chứa đồng thời HCl 1,98M và H2SO4 1,1M đủ để trung hoà lượng dung dịch kiềm trên. * Gợi ý HS: - Có thể giải bài toán bằng phương pháp ghép ẩn số, tuy nhiên phương pháp này rất phức tạp.Vì vậy cần sử dụng phương pháp tính theo nhóm -OH và theo -H - Tìm số mol của KOH và Ba(OH)2, Suy ra số mol (OH);suy luận theo PTHH để tìm số mol H ( của axit ). Giải : Ta có : Suy ra : Các phương trình phản ứng: KOH + HCl KCl + H2O 2KOH + H2SO4 K2SO4 + H2O Ba(OH)2 + 2HCl BaCl2 + 2H2O Ba(OH)2 + H2SO4 BaSO4 + 2H2O Theo các ptpư : Þ nH(của axit) =nOH(của bazo)=2,09 mol (1) Đặt V (l) là thể tích dung dịch Axit Þ (2) Từ (1),(2) ta có : 4,18 V = 2,09 Þ V = 0,5 lít Ví dụ 2 : Có 1 lít dung dịch hỗn hợp Na2CO3 0,1M và (NH4)2CO3 0,25M. Cho vào dung dịch đó 43 gam hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 , sau khi kết thúc phản ứng thì thu được 39,7 gam kết tủa A và dung dịch B. a) Chứng minh hỗn hợp muối clorua đã phản ứng hết. b) Tính % khối lượng của các chất có trong kết tủa A. * Gợi ý HS: Để chứng minh muối clorua phản ứng hết ta phải chứng minh hỗn hợp muối cacbonat còn dư. Tức là số mol gốc CO3 phản ứng < số mol gốc CO3 ban đầu. Trong hỗn hợp Na2CO3 và (NH4)2CO3 thì số mol CO3 = tổng số mol 2 muối ( vì 1 mol mỗi muối đều có 1 mol CO3 ) Giải: a) Từ công thức Na2CO3 và (NH4)2CO3 Þ Số mol gốc CO3=Tổng số mol muối=0,1+0,25 =0,35 mol Đặt RCl2 là công thức đại diện cho hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 . Ta có các PTPƯ : Na2CO3 + RCl2 2NaCl + RCO3 ¯ (1) (NH4)2CO3 + RCl2 2NH4Cl + RCO3 ¯ ( 2) Từ (1), (2) nhận thấy : Cứ 1 mol muối clorua biến thành kết tủa RCO3 thì khối lượng giảm 71 – 60 =11 g Do đó : nCO2 phản ứng = nNa2CO3 +n(NH4)2SO4 = (43-39,7)/11=0,3 mol < 0,35 Vậy lượng (CO3 ) còn dư nên hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 đã phản ứng hết. b) Gọi x, y là số mol của BaCO3 và CaCO3 trong kết tủa A, ta có: Vậy : Ví dụ 3 : Để m gam một phoi bào sắt (rắn A ) ngoài không khí sau một thời gian thu được hỗn hợp B có khối lượng 12 gam gồm sắt và các oxit của sắt. Cho B tác dụng hoàn toàn với HNO3 loãng thấy giải phóng 2,24 lít khí NO ( đktc). a) Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra b) Xác định m. * Gợi ý HS: Ta có thể xác định sơ đồ phản ứng: Fe ® Fe(NO3)3 + NO + H2O số mol Fe trong muối = số mol Fe ( ban đầu ) số mol HNO3 ( pư) = số mol NO + số mol N trong Fe(NO3)3 Giải : 2Fe + O2 ® 2FeO (1) 4Fe + 3O2 ® 2Fe2O3 (2) 3Fe + 2O2 ® Fe3O4 (3) Rắn B : FeO ; Fe2O3 ; Fe3O4 ; Fe Fe + 4HNO3 ® Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (4) 3FeO + 10HNO3 ® 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (5) 3Fe3O4 + 28HNO3 ® 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (6) Fe2O3 + 6HNO3 ® 2Fe(NO3)3 + 3H2O (7) Như vậy : toàn bộ lượng sắt đã chuyển thành lượng muối Fe(NO3)3 Số mol của Fe ( bđ ) = số mol muối Fe3+ = a (mol) Từ các ptpư : Þ naxit = 3.n muối + nNO = 3a + 0,1 = Theo định luật BTKL ta có : 12 + (3a + 0,1).63 = 242a + 0,1´ 30 + (1,5a + 0,05 )´ 18 Giải ra được : a = 0,18 mol Þ m = 10,08 gam Dạng 7: PHƯƠNG PHÁP HỢP THỨC - Đây là phương pháp được vận dụng chủ yếu cho việc giải các bài toán chứa nhiều PTPƯ nối tiếp nhau ( quan hệ bởi các chất trung gian ). - Ngoài ra phương pháp này vẫn được sử dụng rất hiệu quả trong các trường hợp bài toán có nhiều PTPƯ diễn ra song song ( không có chất trung gian ) nếu biết tỉ lệ về lượng của các chất ở 2 phản ứng khác nhau. - Phương
File đính kèm:
- SANG KIEN KINH NGHIEM_12795543.doc