Để làm đượccông việc to lớn và khó khăn này giáo viên phải đi sâu nghiên cứu những vấn đề về nội dung - kiến thức khoa học cơ bản, những phương pháp, những hình thức tổ chức dạy học, kĩ
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI
TRƯỜNG THPT CAO BÁ QUÁT GIA LÂM
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
KINH NGHIỆM GIẢI NHANH ÁP DỤNG CHO CÁC BÀI TẬP HÓA HỌC CHƯƠNG SẮT
Môn : Hóa học
Người viết: Chu Thị Minh.
Chức vụ : Tổ trưởng tổ Hóa - Sinh- Công nghệ.
Năm học 2011-2012
Trang 2KINH NGHIỆM GIẢI NHANH ÁP DỤNG CHO
CÁC BÀI TẬP HÓA HỌC CHƯƠNG SẮT
A.ĐẶT VẤN ĐỀ
I LỜI MỞ ĐẦU
Phấn đấu nâng cao chất lượng dạy và học của nghành giáo dục là một côngviệc có tính chất thời sự và thường xuyên Để có kết quả ngày càng cao chấtlượng dạy học và giáo dục là việc làm suốt đời của thầy cô giáo Để làm đượccông việc to lớn và khó khăn này giáo viên phải đi sâu nghiên cứu những vấn đề
về nội dung - kiến thức khoa học cơ bản, những phương pháp, những hình thức
tổ chức dạy học, kĩ năng vận dụng kiến thức một cách linh hoạt sáng tạo cho họcsinh
Ở trường THPT, môn Hoá là một trong những môn học cơ bản trong giảngdạy hoá học, bài tập hoá học là một phương tiện rất cần thiết giúp học sinh nắmvững nhớ lâu các kiến thức cơ bản, mở rộng và đào sâu những nội dung đã đượctrang bị Nhờ đó học sinh được hoàn thiện kiến thức đồng thời phát triển tríthông minh , sáng tạo, rèn luyện được tính kiên nhẫn, những kĩ năng, kĩ xảo,năng lực nhận thức và tư duy phát triển hơn Thông qua bài tập Hoá học giúpgiáo viên đánh giá kết quả học tập của học sinh từ đó phân loại học sinh và có
kế hoạch sát với đối tượng
Từ năm học 2006- 2007 Bộ Giáo dục và đào tạo đã chuyển đổi hình thức thi
tự luận sang thi trắc nghiệm Hình thức này đòi hỏi trong một thời gian ngắn họcsinh phải giải nhiều bài tập với nhiều dạng khác nhau huy động nhiều đơn vịkiến thức cả về chiều rộng và bề sâu cũng như các kĩ năng giải toán Chính vìvậy giáo viên cần phải trang bị cho học sinh về mặt kiến thức cũng như phươngpháp và kĩ thuật giải nhanh các bài toán trắc nghiệm hoá học
- Xuất phát từ tình hình thực tế học sinh lớp 12 của trường sở tại: Kiến thức cơbản chưa chắc chắn, tư duy hạn chế Đặc biệt đối với bài tập về sắt và các hợpchất của sắt học sinh khi làm bài thường hay mắc nhiều lỗi sai về cả kiến thức và
Trang 3phương pháp Để giúp học sinh nắm chắc kiến thức cơ bản và hoàn thành tốtđược các bài tập theo phương pháp trắc nghiệm khách quan.
Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài:
“Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt “
II THỰC TRẠNG
Ở cấp THCS học sinh đã được trang bị phương pháp giải toán hoá học cơ bản,
đó là: Phương pháp tính theo công thức hoá học và phương pháp tính theophương trình hoá học, phương pháp trung bình ở cấp THPT đơn vị kiến thứcrộng hơn nhiều dạng bài tập hơn dẫn tới học sinh thương lúng túng không biếtlựa chọn phương pháp nào để giải
Từ thực trạng trên và qua quá trình học chuyên đề bồi dưỡng thường xuyên,qua học hỏi đồng nghiệp và qua quá trình tự học, tự bồi dưỡng tôi đã sử dụngmột số phương pháp giải nhanh bài tập hóa học trắc nghiệm Mặt khác các bàitập ở chương sắt có nhiều dạng bài , kiến thức phong phú vì vậy trong quá trìnhgiảng dạy tôi thường phân loại các dạng bài tập và trên cơ sở đó lựa chọn cácphương pháp phù hợp để giúp đỡ học sinh giải nhanh các bài tập trắc nghiệm
B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THƯỜNG GẶP Ở CÁC BÀI TẬP VỀ SẮT
* Trước hết tôi yêu cầu học sinh phải nắm vững kiến thức lý thuyết về các phảnứng hoá học, về tính chất của các chất ứng với từng nội dung trong các bài học.Nắm vững phương pháp tính theo công thức hoá học và phương trình hoá học -
là phương pháp cơ bản nhất và quan trọng nhất trong việc hình thành kỹ nănggiải toán hoá học của học sinh Tiếp đó tôi trang bị cho học sinh một hệ thốngnội dung các phương pháp giải nhanh , các thí dụ minh hoạ và các thí dụ ápdụng
1 Phương pháp bảo toàn nguyên tố:
a Nội dung phương pháp:
Trang 4- Nội dung: "Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố trước phản ứng hoá họcbằng tổng số mol nguyên tử nguyên tố đó sau phản ứng hoá học".
- Tổng quát: "Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố trước thí nghiệm bằngtổng số mol nguyên tử nguyên tố đó sau thí nghiệm", nghĩa là nguyên tố hoá họcđược bảo toàn
b Cơ sở phương pháp:
- Vì phản ứng hoá học chỉ làm thay đổi trật tự và cách thức liên kết giữa cácnguyên tử mà không làm mất đi nguyên tố hoá học nên nguyên tố hoá học đượcbảo toàn
c Các điểm lưu ý khi áp dụng:
- Phương pháp bảo toàn nguyên tố có thể áp dụng khi giải toán hoá học vô cơcũng như khi giải toán hoá học hữu cơ
- Điểm mấu chốt của phương pháp là phải xác định đúng thành phần nguyên tốtrước và sau phản ứng hoá học
d Thí dụ minh hoạ phương pháp:
rắn A (gồm a mol Fe2O3 , b mol Fe3O4 , c mol FeO và d mol Fe) và hỗn hợp khí
B (gồm CO và CO2) Xác định mối liên hệ giữa a, b, c, d
Hướng dẫn: áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có:
Tổng số mol Fe sau phản ứng bằng tổng số mol Fe trước phản ứng
hay 2a + 3b + c + d = 0,2 2 = 0,4
e Các thí dụ áp dụng:
Thí dụ 1: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 8(g) Fe2O3 nung nóng, một thời gian
32, O = 16)
Trang 5Hướng dẫn: Muối khan thu được là Fe2(SO4)3 áp dụng định luật bảo toànnguyên tố ta có: Số mol Fe trong Fe2O3 bằng số mol Fe trong Fe2(SO4)3
Số mol Fe2(SO4)3 = số mol Fe2O3 =
nhất NO Giá trị của a là (cho Fe = 56 , Cu = 64 , S = 32) :
Hướng dẫn: Yêu cầu học sinh phải viết được công thức của sản phẩm, hiểu
được bản chất của phản ứng là phản ứng oxi hoá - khử: Các nguyên tố Fe, Cu, S
+ Tổng số mol S trước phản ứng: 0,12 2 + a = (0,24 + a) mol
+ Tổng số mol S sau phản ứng: 0,06 3 + 2a = (0,18 + 2a) mol
áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có:
0,24 + a = 0,18 + 2a a = 0,06 (mol)
Thí dụ 3.
được V lit khí SO2 (đktc) và 40g muối Xác định CTPT của oxit kim loại
A FeO B Fe3O4 C Fe2O3 D Không xác định được
Trang 6Hướng dẫn: Yêu cầu học sinh phải viết được công thức của sản phẩm, hiểu
được bản chất của phản ứng là phản ứng oxi hoá - khử: Công thức của hai muốisunfat là Fe2(SO4)3
Ta có nmuối = 40 /400= 0,1 nFe trong muối = 0,2 = nFe trong oxit
A 8g B 12 g C 16 g D 24 g
Hướng dẫn: Yêu cầu học sinh phải viết được công thức của chất rắn , hiểu
được bản chất của phản ứng là trao đổi Công thức của chất rắn là Fe2O3
Khi các oxit kim loại tác dụng axit thường luôn có 2H+ + O2- H2O vì vậy nHCl =0,26 thì no =0,13 nFetrong oxit =( 7,68-0,13.16) : 56=0,1 Áp dụng định luậtbảo toàn với Fe có nFe2O3= 0,05 nên khối lượng 8gam Đáp án A
Thí dụ 5 Hòa tan hết a gam hỗn hợp X gồm Fe và một oxit sắt trong b gam
51,76 gam hỗn hợp hai muối khan Mặt khác nếu hòa tan hết a gam X bằng dungdịch H2SO4 đặc nóng thì thu được duy nhất 58 gam muối Fe (III) Xác định b ?
A 370 B 220 C 500 D 420
Hướng dẫn: Học sinh hiểu được khi hỗn hợp tác dụng H2SO4 loãng tạo hỗn hợp
tử sắt trong hỗn hợp Fe và oxit cũng như trong muối không đổi
Gọi nFeSO4 = x và nFe2(SO4)3 = y áp dụng ĐLBT nguyên tố với sắt có
x +2y = 58: 400=0,145
152 x+ 400 y = 51,76 Giải hệ PT có x= 0,13 y = 0,08
Áp dụng ĐLBT với nhóm SO42- có n H2SO4= 0,13+ 0,08;3=0,37
Trang 7Vậy m dd H2SO4 =( 0,37 98 100) : 9,8 = 370 gam Đáp án A
2 Phương pháp bảo toàn khối lượng:
a Nội dung phương pháp:
- Nội dung: "Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng hoá học bằng tổngkhối lượng của các chất sản phẩm"
- Tổng quát: "Tổng khối lượng của các chất trước thí nghiệm bằng tổng khốilượng của các chất sau thí nghiệm"
b Cơ sở của phương pháp:
- Vì có sự bảo toàn nguyên tố hoá học nên dẫn đến sự bảo toàn khối lượng cácchất trong một phản ứng hoá học cũng như trong một thí nghiệm
c Các điểm lưu ý khi áp dụng:
- Định luật bảo toàn khối lượng có thể áp dụng khi giải toán hoá học vô cơ cũngnhư khi giải toán hoá học hữu cơ
- Cần tìm ra mối tương quan giữa các hệ số tỉ lượng trong phương trình hoá học
d Thí dụ minh hoạ phương pháp:
Thí dụ 1:
phân tử của oxit
Hướng dẫn: + Gọi công thức của oxit là: MxOy
khối lượng kim loại trong muối =60-0,45.96=16,8
Trang 8Theo công thức số mol kim loại trong muối là 0,9/n M KL = 16,8: ( 0,9/n)=56n/
3 đúng với n=3 là Fe nFe : nO = 0,3: 0,4 =3:4
Công thức của oxit là: Fe3O4
Thí dụ 2: Cho 2,81 (g) hỗn hợp A gồm 3 oxít Fe2O3 , MgO , ZnO tan vừa đủ
được là (cho Fe = 56 , Mg = 24 , Zn = 65 , O = 16 , H = 1 , S = 32)
Hướng dẫn: Sơ đồ phản ứng: Oxit + Axit Muối + Nước (1)
Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có:
Số mol H trong H2SO4 bằng số mol H trong H2O sinh ra
Nên suy ra: Số mol H2O = số mol H2SO4 = 0,3 0,1 = 0,03 (mol)
áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ (1)
Ta có: 2,81 + 0,03 98 = a + 0,03 18 (1)
(Với a là khối lượng muối khan)
Từ (1) ta có: a = 5,21 (g)
Thí dụ 3: Hoà tan hết m (g) hỗn hợp A gồm FeO , Fe2O3 và Fe3O4 bằng dung
phản ứng thu được 145,2 (g) muối khan Giá trị của m là:(cho Fe=56, N=14,O=16, H=1)
= 0,6 (mol)
- Số mol NO2 = 224,48,4 = 0,2 (mol)
Sơ đồ phản ứng: A + HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2 + H2O (1)
ápdụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có:
- Tổng số mol N trước phản ứng bằng tổng số mol N sau phản ứng
Trang 9- Số mol H2O sinh ra = 21 số mol HNO3 phản ứng = 1 (mol)
áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ (1)
Ta có: m + 63 2 = 145,2 + 0,2 46 + 18 1
m = 46,4 (g)
Thí dụ 4 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 giá trị là
Hướng dẫn : Học sinh biết chất rắn C chính là Cu , dung dịch C chứa hai muối
MgCl2 và AlCl3 vì vậy có thể tìm khối lượng chất rắn trong C theo hai cáchTheo định luật bảo toàn khối lượng :
3 Phương pháp bảo toàn electron :
a Nội dung phương pháp:
- Nội dung: "Trong phản ứng oxi hoá - khử, tổng số mol electron mà chất khử
nhường phải bằng tổng số mol electron mà chất oxi hoá nhận"
- Tổng quát: "Trong một quá trình hoá học, tổng số mol electron mà hệ các chất
khử nhường phải bằng tổng số mol electron mà hệ các chất oxi hoá nhận"
b Cơ sở của phương pháp:
- Định luật bảo toàn electron là một trường hợp riêng của định luật bảo toàn điệntích
c Các điểm lưu ý khi áp dụng:
Trang 10- Áp dụng khi giải các bài toán hoá học vô cơ về phản ứng oxi hoá - khử.
- Nắm vững tính chất của các chất, kiến thức về phản ứng oxi hoá - khử để từđó:
+ Xác định được chất oxi hoá và chất khử: Dựa vào số oxi hoá của nguyên tố ởtrạng thái đầu và trạng thái cuối cùng mà không cần quan tâm tới các số oxi hoátrung gian theo nguyên tắc:
Chất khử: Số oxi hoá của nguyên tố tăng
Chất oxi hoá: Số oxi hoá của nguyên tố giảm
+ Viết được công thức của các sản phẩm oxi hoá, sản phẩm khử để viết được cácquá trình oxi hoá, quá trình khử Từ đó viết được các biểu thức tổng số molelectron nhường, tổng số mol electron nhận
Ví dụ:
duy nhất) Ta có thể viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử như sau:
* Quá trình oxi hoá : Fe+2 Fe+3 + e
Hoặc viết: FeO + 2H+ Fe3+ + H2O + e
Fe(OH)2 + 2H+ Fe3+ + 2H2O + e
* Quá trình khử: N+5 + 3e N+2
Hoặc viết: NO3- + 3e + 4H+ NO + 2H2O
- Áp dụng định luật bảo toàn electron:
Tổng số mol electron nhường bằng tổng số mol electron nhận
Thí dụ 1: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m(g) Fe2O3 ở nhiệt độ caomột thời gian thu được 13,44(g) hỗn hợp X gồm 4 chất rắn khác nhau Đem hoà tan
duy nhất) Giá trị của m là (cho Fe = 56, C = 12, O = 16, N = 14, H = 1)
Hướng dẫn: Gọi số mol CO phản ứng bằng x (mol)
Số mol NO = 022,896,4 = 0,04 (mol)
Sơ đồ phản ứng:
Trang 11+ Số oxi hoá của C tăng từ +2 lên +4 Vậy C+2 là chất khử.
+ Số oxi hoá của N giảm từ +5 xuống +2 Vậy N+5 là chất oxi hoá
- Ta có các quá trình oxi hoá, quá trình khử:
+ Quá trình oxi hoá: C2
C4 + 2 e (3)x(mol) 2x(mol)
+ Quá trình khử: 5
N + 3 e N2 (4)3.0,04(mol) 0,04(mol)
* Số mol electron nhận = 3.0,04 = 0,12 (mol)
áp dụng định luật bảo toàn electron ta được: 2x = 0,12 x = 0,06 (mol)
áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho quá trình (1) ta được:
m + 0,06 28 = 13,44 + 0,06 44
Thí dụ 2: Cho 11,6(g) hỗn hợp X (gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3) tác dụng hết
thu được 9,52 (g) Fe Tính V:
Hướng dẫn:
+ Số mol Fe thu được khi khử X là:
56
52 , 9
= 0,17 (mol)
08 , 2
Trang 12+ Số mol NO2 = 24V,4(mol)
* Ta xem như hỗn hợp X được tạo thành do phản ứng của 0,17(mol) Fe và
2 O ) mol
Từ (3) và (4) ta có: Tổng số mol electron nhận = 0,13 2 + 22V,4
áp dụng định luật bảo toàn electron ta được:
0,13 2 + 22V,4 = 0,51
V = 5,6 (l)
Thí dụ 3: Hoà tan hoàn toàn 4,55 (g) hỗn hợp X gồm Mg, Al , Fe bằng dung
chứa muối amoni và 2,8 (l) khí NO duy nhất (ở đktc) Thành phần % khối lượngcủa Fe trong hỗn hợp X là: (Cho Fe = 56)
Hướng dẫn: Gọi số mol của Mg, Al, Fe trong 4,55 (g) hỗn hợp X lần lượt bằng
x, y, z (mol)
- Số mol H2 = 223,92,4 = 0,175 (mol)
Trang 13- Số mol NO = 222,,84= 0,125 (mol)
* Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl ta có:
- Quá trình oxi hoá:
Theo (2), tổng số mol electron nhận = 2 0,175 = 0,35 (mol)
áp dụng định luật bảo toàn electron ta được:
2x + 3y + 2z = 0,35 (I)
- Quá trình oxi hoá:
Theo (4), tổng số mol electron nhận = 3.0,125 = 0,375 (mol)
Trang 14áp dụng định luật bảo toàn electron ta được:
2x + 3y + 3z = 0,375 (II)
Từ (I) và (II) z = 0,375 - 0,35 = 0,025 (mol)
55 , 4
56 025 , 0
Thí dụ 4. Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trongđiều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M Cho M tác dụng vớilượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần khôngtan G Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O2 (ở đktc) Giá trịcủa V là
II.MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP
Sau khi học sinh đã nắm vững nội dung và cơ sở các phương pháp giải nhanh,biết vận dụng linh hoạt trong từng trường hợp cụ thể, tôi yêu cầu học sinh rènluyện thêm qua một số bài tập luyện tập
ÁP DỤNG ĐLBT KHỐI LƯỢNG
Trang 15ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ) Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thuđược khi cô cạn dung dịch có khối lượng là (cho H = 1, O = 16, Mg = 24, S =
32, Fe = 56, Zn = 65)
A 6,81 gam B 4,81 gam C 3,81 gam D 5,81 gam
Câu 2: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗnhợp rắn gồm CuO, Fe2O3 (ở nhiệt độ cao) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàntoàn, thu được khí X Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịchCa(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa Giá trị của V là
Câu 3 : Hòa tan hết 3,53 gam hỗn hợp A gồm ba kim loại Mg , Al và Fe trong
dung dịch HCl có 2,352 lit khí thoát ra (đktc) và thu được dung dịch D Cô cạndung dịch D thu được m gam hỗn hợp muối khan Tính m ?
ÁP DỤNG ĐLBT NGUYÊN TỐ
Câu 4 Hòa tan hỗn hợp X gồm 0,2mol Fe và 0,1mol Fe2O3 vào dd HCl dư
được dd D Cho dd D tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa Lọc kết tủa, rửasạch đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chấtrăn Y Gía trị của m là
A 16 gam B 30,4 gam C 32gam D 48 gam Câu 5
0,02mol FeO một thời gian Hỗn hợp Y thu được sau phản ứng được hòa tanhoàn toàn bằng dd HCl dư, thu được dd Z Thêm NH3 vào Z cho đến dư, lọc kếttủa T, đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gamchất rắn Gía trị của m là
A 6,16 g B 6,4 g C 7,78 g D 9,46 g
Câu 6 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm x mol FeS2 và y mol Cu2S vào axit
HNO3 (vừa đủ), thu được dd X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO
Tỉ số x/y là:là