Sáng kiến kinh nghiệm Tìm công thức muối amoni SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ * Mẫu M2 PHÒNG GD&ĐT (TRƯỜNG THPT )** (*Font Times New Roman, cỡ 15, CapsLock; ** Font Times New Roman, cỡ 16, CapsLock, đậm) SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM (Font Times New Roman, cỡ 15, CapsLock) TÊN ĐỀ TÀI (Font Times New Roman, cỡ 16 18, CapsLock, đậm) Người thực hiện Nguyễn Văn A Chức vụ Giáo viên Đơn vị công tác Trường THCS B SKKN thuộc lĩnh mực (môn) Toán (Font Times New Roman, cỡ 15, đậm, đứng; mục Đơn vị công tác chỉ[.]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC
VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ * Mẫu M2
PHÒNG GD& ĐT (TRƯỜNG THPT )**
(*Font Times New Roman, cỡ 15, CapsLock;
** Font Times New Roman, cỡ 16, CapsLock, đậm)
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM (Font Times New Roman, cỡ 15, CapsLock)
(Font Times New Roman, cỡ 16-18, CapsLock, đậm)
Người thực hiện: Nguyễn Văn A Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THCS B SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Toán
(Font Times New Roman, cỡ 15, đậm, đứng; mục Đơn vị công tác chỉ ghi đối với các SKKN thuộc các bậc MN, cấp TH và THCS, các cấp/bậc khác không ghi)
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Người thực hiện: Nguyễn Thị Lệ Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc môn : Hóa Học
THANH HÓA NĂM 2017
Trang 2Mục lục
1 Mở đầu - Lý do chọn đề tài
- Mục đích nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu
- Phương pháp nghiên cứu
2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở của sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với bản thân, học sinh
3 Kết luận Tài liệu tham khảo
Trang 3
I Mở đầu
1 - Lí do chọn đề tài
Trước kia, trong quá trình dạy học môn hóa học, việc tìm ra công thức của muối AMONI mất rất nhiều thời gian tôi mới hệ thống lại được, công nghệ thông tin học hỏi trên mạng không có, tôi phải mò mẫm, tìm tòi tự nghiên cứu để giải các bài tập về muối AMONI
Ngày nay nền công nghệ thông tin phát triển học sinh có rất nhiều kênh thông tin
để học song không phải học sinh nào cũng tự học được mà cần sự hướng dẫn của thầy cô Đối với loại bài tập tìm công thức muối AMONI khi tôi hệ thống và dùng giảng dạy cho học sinh thì học sinh vận dụng rất tốt, dễ hiểu
+ Đây là dạng bài tập khó Trở ngại lớn nhất chính là tìm ra công thức cấu tạo của muối AMONI
+ Đứng trước dạng bài tập này, học sinh thường giải quyết bằng kinh nghiệm (tích lũy từ những bài đã làm) Vì thế, khi gặp những bài mới, lạ thì hay lúng túng, bị động Có khi mất nhiều thời gian mà vẫn không tìm được điều mình muốn
+ Vậy để tìm nhanh công thức cấu tạo của muối amoni ta cần có kỹ năng phân tích,
biện luận dựa vào giả thiết và công thức phân tử của muối
Với lí do trên tôi chọn đề tài ‘‘TÌM CÔNG THỨC MUỐI AMONI’’ làm sáng
kiến của mình rất mong sự đóng góp ý kiến của các đồng nghiệp
2 - Mục đích nghiên cứu
Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trong quá trình ôn luyện cho học sinh thi đại học trước kia và kì thi THPT Quốc gia ngày nay
Việc xác định công thức muối AMONI là một chuyên đề hay và khá quan trọng
nên các bài tập về amoni thường có mặt trong các kì thi lớn của quốc gia
Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì việc giải nhanh các bài toán Hóa học là yêu cầu hàng đầu của người học; yêu cầu tìm ra được phương pháp giải toán một cách nhanh nhất, đi bằng con đường ngắn nhất không những giúp người học tiết kiệm được thời gian làm bài mà còn rèn luyện được tư duy và năng lực phát hiện vấn đề của người học
Trong thực tế tài liệu viết muối AMONI còn ít và chưa có sự phân loại một cách cụ thể nên nguồn tư liệu để giáo viên nghiên cứu còn hạn chế do đó nội dung kiến thức và kĩ năng giải các bài tập về muối AMONI cung cấp cho học sinh chưa được nhiều Vì vậy, khi gặp các bài toán này các em thường lúng túng trong việc tìm ra phương pháp giải phù hợp
Qua quá trình tìm tòi, nghiên cứu trong nhiều năm tôi đã hệ thống hóa các dạng bài tập amoni và phương pháp giải các dạng bài tập đó cho học sinh một cách dễ hiểu,
Trang 4dễ vận dụng, tránh được những lúng túng, sai lầm và nâng cao kết quả trong các kỳ thi
3 - Đối tượng nghiên cứu
Chuyên đề muối amoni là một phần nhỏ trong tổng thể chương trình hóa học
và luôn là một trong những nội dung trong kì thi THPT Quốc gia
Đây là nội dung không đòi hỏi kiến thức khó đối với học sinh, tuy nhiên do chủ quan nên học sinh thường ít chú ý đến và với tâm lí chỉ là phần nhỏ của chương trình học và thi nên khi gặp các bài tập này các em thường không làm được Đặc biệt đối với học sinh học theo khối
Chủ yếu dùng cho học sinh trường THPT Hoàng Lệ Kha
4 -Phương pháp nghiên cứu
Dùng phương pháp xây dựng cơ sở lí thuyết từ đó hướng dẫn học sinh tư duy
Trang 5II - Nội dung sáng kiến kinh nghiệm
1 Cơ sở lý thuyết
a Khái niệm về muối amoni
Muối amoni là muối của amoniac hoặc amin với axit vô cơ hoặc axit hữu cơ
Ví dụ :
+ Muối amoni của axit vô cơ :
RNH3NO3, (RNH3)2CO3, RNH3HCO3, O3NH3NRNH3HCO3 và muối của các amin bậc 2, bậc 3
+ Muối amoni của axit hữu cơ :
RCOOH3NCH3, RCOOH3NCH3, RCOONH4,
RCOOH3NC2H5,CH2=CHCOOH3NCH3,H4NOOCRCOONH4,
H4NOOCRCOOH3NR1
b Tính chất của muối amoni
Muối amoni tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng NH3 hoặc amin
Muối amoni của axit cacbonic tác dụng với axit HCl giải phóng khí CO2
2 Phương pháp giải
+ Bước 1 : Nhận định muối amoni
Khi thấy hợp chất chứa C, H, O, N tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí thì
đó là dấu hiệu xác định chất cần tìm là muối amoni Vì chỉ có ion amoni phản ứng với dung dịch kiềm mới tạo ra khí
+ Bước 2 : Biện luận tìm công thức của gốc axit trong muối amoni
- Nếu số nguyên tử O trong muối là 2 hoặc 4 thì đó thường là muối amoni của axit hữu cơ (RCOO- hoặc -OOCRCOO-)
- Nếu số nguyên tử O là 3 thì đó thường làm muối amoni của axit vô cơ, gốc axit là CO32-, HCO3-, NO3-
+ Bước 3 : Tìm gốc amoni từ đó suy ra công thức cấu tạo của muối
Ứng với gốc axit cụ thể, ta dùng bảo toàn nguyên tố để tìm số nguyên tử trong gốc amoni, từ đó suy ra cấu tạo của gốc amoni Nếu không phù hợp thì thử với gốc axit khác
- Ví dụ : X có công thức C3H12O3N2 X tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng thấy giải phóng khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Tìm công thức cấu tạo của X
- Hướng dẫn giải : X tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng khí, suy ra X là
muối amoni.X có 3 nguyên tử O nên gốc axit của X là CO32-, HCO3-, NO3-
Trang 6- Nếu gốc axit là NO3- thì gốc amoni là C3H11N+ Không thỏa mãn Vì amin no có
ba nguyên tử C và 1 nguyên tử N thì có tối đa là 9 nguyên tử H Suy ra gốc amoni có tối đa 10 nguyên tử H
- Nếu gốc axit là HCO3- thì gốc amoni là C2H11N2+: Không thỏa mãn Giả sử gốc amoni có dạng H2NC2H4NH3+ thì số H cũng chỉ tối đa là 9
- Nếu gốc axit là CO32- thì tổng số nguyên tử trong hai gốc amoni là C2H12N2 Nếu hai gốc amoni giống nhau thì cấu tạo là CH3NH3+ Nếu hai gốc amoni khác nhau thì cấu tạo là C2H5NH3+, NH4+hoặc NH4+, (CH3)2NH đều thỏa mãn Vậy X có 3 công thức cấu tạo thỏa mãn là :
(CH3NH3)2CO3, C2H5NH3CO3NH4, (CH3)2NH2CO3NH4
3 Ví dụ minh họa
Ví dụ 1: Cho chất hữu cơ X có công thức phân tử C2H8O3N2 tác dụng với dung dịch NaOH thu được chất hữu cơ Y đơn chức và các chất vô cơ Khối lượng phân
tử theo đvc của Y là
A.85 B.68 C.45 D.46
(Đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng khối B 2008)
Hướng dẫn giải:
X tác dụng với NaOH, X chứa 3 nguyên tử O nên X là muối amoni của axit HNO3 hoặc axit H2CO3
X có dạng C2H5NH3NO3
X có dạng CH3NH3HCO3( có 7 nguyên tử H nên loại )
X có dạng CH3NH3CO3NH4(10 nguyên tử H nên loại)
vậy X chỉ có thể là C2H5NH3NO3
PTHH : C2H5NH3NO3 + NaOH C2H5NH2 + NaNO3 + H2O Vậy Y là C2H5NH2 KLPT của Y là 45đvc
Ví dụ 2:
Cho 12,4 gam chất hữu cơ A có CTPT C3H12O3N2 Đun nóng A với 2 lit dung dịch NaOH 0,15M Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được chất khí làm xanh quỳ tím ẩm Cô cạn dung dịch sau phản ứng được m gam chất rắn Giá trị của m là
A 10,6 B 14,6 C.17,6 D.16,2
(Đề thi thử sổ 7 THPTQG 2015)
Hướng dẫn giải:
A tác dụng với NaOH tạo ra chất khí làm xanh quỳ ẩm => A là muối amoni của amoniac hoặc muối của các amin là chất khí như metyl, đimetyl, trimetyl, etyl amin
A chứa 3 nguyên tử O nên A là muối của axit HNO3hoặc H3CO3
- Nếu A là C3H7NH3NO3 thì mới có 10 nguyên tử H < 12(loại)
- Nếu A là C2H5NH3HCO3 thì mới có 9 nguyên tử H < 12(loại)
- Nếu A là (CH3NH3)2CO3 thỏa mãn vì đề chỉ yêu cầu 1 khí
Trang 7- nếu A là C2H5NH3CO3NH4 và (CH3)2NH2CO3NH4 thì sản phẩm sẽ có 2 khí không phù hợp với bài toán này
Vậy A là (CH3NH3)2CO3
PTHH : (CH3NH3)2CO3 + NaOH 2CH3NH3 + Na2CO3 + H2O
0,1 0,3 0,1 (mol)
NaOH dư 0,2 mol + 0,1 mol Na2CO3 tạo ra 10,6 gam chất rắn
Ví dụ 3:
Muối X có CTPT CH6O3N2 Đun nóng X với dung dịch NaOH vừa đủ thu được 2,24 lit khí Y ở đktc biết Y là hợp chất chứa C,H,N có khả năng làm xanh quỳ tím
ẩm và dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z được số gam chất rắn khan là
A 6,8 B 8,3 C 8,5 D 8,2
(Đề thi thử trường thpt Hồng Lĩnh lần 2 năm 2016)
Hướng dẫn giải:
X tác dụng với NaOH, X chứa 3 nguyên tử O nên X là muối amoni của axit HNO3hoặc axit H2CO3 X có dạng CH3NH3NO3 vì X chỉ chứa 1 nguyên tử C
PTHH : CH3NH3NO3 + NaOH CH3NH2 + NaNO3 + H2O
0,1 0,1 (mol)
khối lượng chất rắn thu được là khối lượng muối NaNO3 = 8,5gam
Ví dụ 4:
Muối X có CTPT C3H10N2O3 Lấy 19,52 gam X cho tác dụng với 200ml dung dịch KOH 1M Cô cạn dung dịch sau phản ứng được phần rắn và phần hơi Trong phần hơi chứa chất hữu cơ Y đơn chức bậc 1 và phần rắn là hỗn hợp các chất vô cơ
có khối lượng m gam Giá trị của m là
A 18,4 B 13,28 C 21,8 D 19,8
(Đề thi thử trường Lê Quý Đôn 2016)
Hướng dẫn giải:
X tác dụng với NaOH, X chứa 3 nguyên tử O nên X là muối amoni của axit HNO3 hoặc axit H2CO3
X có dạng C3H7NH3NO3(có 10 nguyên tử H nên chọn)
X có dạng C2H5NH3HCO3( có 9 nguyên tử H<10 nên loại )
X có dạng CH3NH3CO3NH4(10 nguyên tử H nên loại vì phần hơi chứa 2 khí) vậy X chỉ có thể là C3H7NH3NO3
PTHH : C3H7NH3NO3 + KOH C3H7NH2 + KNO3 + H2O
0,16 0,2 0,16 (mol)
dư 0,04 mol
khối lượng chất rắn là 18,4 gam
Ví dụ 5:
Hỗn hợp X gồm 2 chất có công thức phân tử là C3H12N2O3 và C2H8N2O3 Cho 3,4 gam X phản ứng vừa đủ với dung dịch NaOH (đun nóng), thu được dung dịch
Y chỉ gồm các chất vô cơ và 0,04 mol hỗn hợp 2 chất hữu cơ đơn chức (đều làm xanh giấy quỳ tím ẩm) Cô cạn Y, thu được m gam muối khan Giá trị của m là
A 3,12 B 2,76 C.3,36 D.2,97
Trang 8(Đề thi thử Trường Phan Bội Châu 2016)
Hướng dẫn giải :
Hỗn hợp X gồm 2 chất đều chứa 3 nguyên tử O nên X là muối amoni của axit HNO3 hoặc axit H2CO3
X1 có dạng C3H7NH3NO3(có 10 nguyên tử H < 12 nên loại)
X1 có dạng C2H5NH3HCO3( có 9 nguyên tử H<12 nên loại )
X1 có dạng CH3NH3CO3NH4(10 nguyên tử H nên loại) vậy X1 chỉ có thể là (CH3NH3)2CO3
X2 có dạng C2H5NH3NO3hoặc (CH3)2NH2NO3
PTHH : (CH3NH3)2CO3 + 2NaOH 2CH3NH3 + Na2CO3 + H2O
a 2a a(mol)
(CH3)2NH2NO3 + NaOH (CH3)2NH + NaNO3 + H2O
b b b(mol)
124a + 108b = 3,4 => a = 0,01
2a + b = 0,04 b = 0,02 (mol)
Khối lượng muối khan là 0,02 mol NaNO3 và 0,01 mol Na2CO3
m = 0,02.85 + 0,01.106 = 2,76 gam
Ví dụ 6 :
Hỗn hợp X gồm các chất Y (C5H14N2O4) và chất Z (C4H8N2O3) Trong đó, Y là muối của axit hai chức, Z là đipeptit mạch hở Cho 21,5 gam X tác dụng với dung dịch NaOH dư, đun nóng, thu được 0,1 mol hỗn hợp khí đều làm xanh quỳ tím ẩm,
tỉ khối của mỗi khí so với không khí đều lớn hơn 1 Mặt khác 21,5 gam X tác dụng với dung dịch HCl dư đun nóng thu được m gam chất hữu cơ Giá trị của m là
A 32,45 B 37,90 C 34,25 D 28,80
(Đề thi thử của sở GD và ĐT tỉnh Phú Yên 2017)
Hướng dẫn giải :
Chất Y có 4 nguyên tử O, tác dụng với NaOH tạo ra hỗn hợp khí đều làm xanh quỳ ẩm do đó Y là muối amoni của axit 2 chức vậy Y là muối của axit oxalic
CTCT của Y là CH3NH3OOC - COONH3C2H5,
khi đó chất Z là NH2-CH2CONHCH2COOH
PTHH
CH 3 NH 3 OOC - COONH 3 C 2 H 5 + NaOH CH 3 NH 2 + C 2 H 5 NH 2 + NaOOC-COONa
a a a mol a mol
a = 0,05 mol
Z tác dụng với đung dịch HCl
NH 2 -CH 2 CONHCH 2 COOH + HCl NH 3 ClCH 2 COOH + NH 3 ClCH 2 COONa
CH 3 NH 3 OOC - COONH 3 C 2 H 5 + HCl CH 3 NH 3 Cl + C 2 H 5 NH 3 Cl + HOOC-COOH
từ đó tìm ra khối lượng muối
Ví dụ 7:
Trang 9Ứng với công thức phân tử C2H7O2N (X) có bao nhiêu chất vừa phản ứng được với dung dịch NaOH vừa phản ứng được với dung dịch HCl ?
(Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2010)
Hướng dẫn giải :
Hợp chất X chứa N, vừa phản ứng được với dung dịch NaOH vừa phản ứng được với dung dịch HCl nên X có thể là amino axit, este của amino axit, hoặc muối amoni
Amino axit có 2 nguyên tử C là glyxin có công thức là H2NCH2COOH, có 5 nguyên tử H Vậy X không thể là amino axit
X cũng không thể là este của amino axit (vì este của amino axit phải có từ 3 nguyên tử C trở lên)
Vậy X là muối amoni X chứa 1 nguyên tử N nên X có một gốc amoni, gốc axit trong X chứa 2 nguyên tử O nên có dạng RCOO– Suy ra X là HCOOH3NCH3 (metylamoni fomat) hoặc CH3COONH4 (amoni axetat)
Phương trình phản ứng minh họa :
HCOOH3NCH3 + HCl HCOOH + CH3NH3Cl
HCOOH3NCH3 + NaOH HCOONa + CH3NH2 + H2O
CH3COONH4 + HCl CH3COOH + NH4Cl
CH3COONH4 + NaOH CH3COONa + NH3 + H2O
Ví dụ 8 :
Cho 18,5 gam chất hữu cơ X có công thức phân tử C3H11N3O6 tác dụng với 400 ml dung dịch NaOH 1M tạo thành nước, một chất hữu cơ đa chức bậc một và m gam hỗn hợp các muối vô cơ Giá trị của m là
A.23,1 B 24,45 C 19,1 D 21,15
(Đề thi thử trường THPT Thanh Oai A Hà Nội 2017)
Hướng dẫn giải :
X chứa 6 nguyên tử O tác dụng với dung dịch NaOH tạo muối và chất hữu cơ đa chức nên X là muối amoni của axit đa chức
X có CTCT O3NNH3CH2CH2NH3HCO3
PTHH
2O 3 NNH 3 CH 2 CH 2 NH 3 HCO 3 +3 NaOH NaNO 3 + Na 2 CO 3 + 2NH 2 CH 2 CH 2 NH 2
0,1 0,4 0,1 0,1 (mol)
khối lượng muối thu được là : 0,1 mol NaNO3 và 0,1 mol Na2CO3 bằng 19,1 gam
Ví dụ 9 :
Trang 10Hợp chất A cĩ cơng thức phân tử C3H9NO2 Cho 8,19 gam A tác dụng với 100 ml dung dịch KOH 1M Kết thúc phản ứng thu được dung dịch X và khí Y cĩ khả năng làm xanh quỳ tím ẩm Cơ cạn dung dịch X được 9,38 gam chất rắn khan (quá trình cơ cạn chỉ cĩ nước bay hơi) Cơng thức cấu tạo thu gọn của A là
A CH3CH2COOH3NCH3 B CH3COOH3NCH3.
C CH3CH2COONH4 D HCOOH3NCH2CH3
(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Trần Bình Trọng – Phú Yên, năm 2015)
Hướng dẫn giải :
+ A phản ứng với KOH sinh ra khí làm xanh giấy quỳ tím ẩm Suy ra A là muối amoni Mặt khác, A cĩ chứa 2 nguyên tử O nên A là muối amoni của axit hữu cơ Vậy A cĩ dạng là RCOOH3NR’
o
3
t
Y chất rắn RCOOK RCOOH NR'
KOH dư
3 3
Phương trình phản ứng :
RCOOH NR' KOH RCOOK R'NH H O
8,19 m 0,09.(R 83) 0,01.56 9,38
91
R R' 91 61 30
n 0,1 0,09 0,01
R 15 (CH )
A R' 15 (CH )
14 2 43
là CH COOH NCH : metylamoni axetat
Ví dụ 10 :
X cĩ cơng thức phân tử là C3H10N2O2 Cho 10,6 gam X phản ứng với một lượng vừa đủ dung dịch NaOH đun nĩng, thu được 9,7 gam muối khan và khí Y bậc 1 làm xanh quỳ ẩm Cơng thức cấu tạo của X là :
A NH2COONH2(CH3)2 B NH2COONH3CH2CH3
C NH2CH2CH2COONH4 D NH2CH2COONH3CH3
(Đề thi thử Đại học lần 1 – THPT chuyên Nguyễn Huệ – Hà Nội, năm 2014)
Hướng dẫn giải :
2
3 muối (H NRCOONa)
Dựa vào giả thiết và đáp án, suy ra phương án đúng là B hoặc D
R' 15 (CH )
R R' 29
X là H NCH COOH NCH
Ví dụ 11 :
Hơp chất hữu cơ X cĩ cơng thức phân tử C2H10N4O6 Cho 18,6 gam X tác dụng với
dịch NaOH 1M cho đến khi phản ứng xảy ra hồn tồn thì thu được