giúp học sinh khắc phục một số lỗi thường gặp trong ôn luyện hsg môn hóa học thcs - phần hóa vô cơ

Là một giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi do Phòng Giáo dục tổ chức tôi đã thấy được nhiều vấn đề mà trong đội tuyển nhiều học sinh còn lúng túng, nhất là khi gi

A ĐẶT VẤN ĐỀ:

Trong những năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi các cấp được Nhà trường đặc biệt quan tâm, các bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ Giáo viên được phân công dạy bồi dưỡng đã có nhiều cố gắng trong việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ được giao Nhờ vậy số lượng và chất lượng đội tuyển học sinh giỏi của nhà trường khá cao và đặc biệt là môn hóa học nhiều năm có học sinh giỏi tỉnh

Là một giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi

do Phòng Giáo dục tổ chức tôi đã thấy được nhiều vấn đề mà trong đội tuyển

nhiều học sinh còn lúng túng, nhất là khi giải quyết các dạng toán như: CO2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp các bazơ, dạng lập công thức phân tử, dạng hỗn hợp muối tác dụng với axit, học sinh chưa nhuần nhuyễn được định luật bảo toàn nguyên tố Trong khi các dạng bài tập này hầu như năm nào cũng có trong

đề thi học sinh giỏi các cấp Từ những khó khăn vướng mắc tôi đã tìm tòi nghiên cứu tìm ra nguyên nhân (nắm kỹ năng chưa chắc; thiếu khả năng tư duy hóa học,

…) và tìm ra được biện pháp để giúp học sinh giải quyết tốt các dạng toán hóa học trên

Trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi và thông qua các bài kiểm tra tôi

nhận thấy các em rất thích các dạng toán trên (CO2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp các bazơ, dạng lập công thức phân tử, dạng hỗn hợp muối tác dụng với axit, học sinh chưa nhuần nhuyễn được định luật bảo toàn nguyên tố ) mặc dù

chưa nắm vững phương pháp và gặp nhiều lỗi trong khi làm bài

Với những lý do trên đây đã tôi nghiên cứu, tìm tòi và thảo luận với các đồng nghiệp về những mặt hạn chế, thiếu sót và và những lỗi thường gặp của các em

học sinh giỏi bộ môn hóa học Từ đó tôi hoàn thành SKKN “ GIÚP HỌC SINH

KHẮC PHỤC MỘT SỐ LỖI THƯỜNG GẶP TRONG ÔN LUYỆN HSG MÔN HÓA HỌC THCS - PHẦN HÓA VÔ CƠ ” nhằm rút ngắn được phần nào

thời gian bồi dưỡng trên lớp, tạo cho các em có cái nhìn và cách tiếp cận đề thi theo hướng lựa chọn phương pháp hiệu quả và rút ngắn thời gian làm bài thi

Hi vọng rằng với việc khắc phục những sai sót thường gặp của các em học sinh ở một số dạng toán mà tôi đề cập đến trong đề tài này sẽ là những bài học quý cho học sinh trong đội tuyển học sinh giỏi các cấp Vì khuôn khổ của bài viết tôi không có tham vọng đưa ra nhiều ví dụ minh họa về việc khai thác các dạng bài tập, rất mong nhận được sự động viên khích lệ từ các đồng nghiệp, các bậc phụ huynh và các cấp lãnh đạo

B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I CƠ SƠ LÝ LUẬN

Hóa học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhưng

có vai trò quan trọng trong nhà tường phổ thông Môn hóa học THCS cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hóa học, rèn cho học sinh óc tư duy sáng tạo và khả năng phản ứng nhanh nhạy

Vì vậy giáo viên bộ môn hóa học cần hình thành ở các em một số kỹ năng cơ bản: khả năng phân tích và tổng hợp kiến thức, lựa chọn phương pháp đúng đắn, cẩn thận, kiên trì, chính xác, thói quen học tập và làm việc khoa học từ đó làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động

II THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ

Thực tế hiện nay HS ở các truờng THCS miền núi cụ thể như trường THCS

Thạch Cẩm chúng tôi, điều kiện học tập còn khó khăn, việc tiếp cận với tài liệu tham khảo cũng như các kênh thông tin khác còn hạn chế Hơn nữa khả năng tư duy, phân tích , tổng hợp của các em chưa tốt, kỹ năng giải bài tập còn thiếu Vì vậy khi gặp các dạng bài tập đòi hỏi tư duy sáng tạo các em thường lúng túng

dẫn đến sai sót, đặc biệt ở các dạng toán ôn luyện HS giỏi: Muối cacbonat tác dụng axit, sắt kim loại hoặc muối sắt(II) tác dụng muối bạc nitrat; CO2 tác dụng dung dịch bazơ; giải nhanh một số bài tập bằng định luật BTKL và BTNT, một số bài toán giải bằng phương pháp đại số.

Bằng việc nghiên cứu những tài liệu có liên quan đến đề tài và từ thực tế

những sai sót mà học sinh mắc phải trong quá trình học tập và bồi dưỡng tôi đã biên soạn thành tài liệu nhằm phục vụ công tác giảng dạy và chia sẻ cùng đồng nghiệp

III GIẢI PHÁP VÀ CÁCH THỰC HIỆN

1 CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN

Trong quá trình dạy học tôi rút ra được một số giải pháp hạn chế lỗi hoặc sai

lầm của học sinh như sau: HS cần chú ý:

a Đọc kỹ đề ra trước khi làm bài vì đây là động tác đơn giản nhưng lại rất

quan trọng

b.Tóm tắt đề bằng cách gạch chân dưới những nội dung quan trọng có trong

đề ra vì như vậy HS sẽ có cách nhìn bao quát được đề từ đó đưa ra phương pháp làm bài thích hợp

c Phải hiểu rõ tính chất hóa học của từng loại chất, từng chất đã học.

d Trong nhiều dạng toán các em phải biết thứ tự phản ứng đúng.

e Với bài tập tính toán, trước hết HS phải được trang bị một số phương pháp

giải toán hoá như: phương pháp bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bài toán chất khí, phương pháp trung bình, kỹ năng biện luận sau đó hướng dẫn

HS trước khi giải toán phải tìm số mol các chất (nếu có thể), viết phương trình

hoá học hay sơ đồ biến hoá để kết nối các mối quan hệ, từ đó lập phương trình hay hệ phương trình toán học, giải toán tìm nghiệm

f Nếu HS mắc lỗi hay sai lầm cho dù là nhỏ nhất thì phải có cách khắc phục

lỗi hay sai lầm đó ngay

2 BIỆN PHÁP KHẮC PHỤC LỖI MÀ HỌC SINH HAY MẮC PHẢI

2.1 BÀI TOÁN TÌM CÔNG THỨC PHÂN TỬ

Ví dụ 1: Cho 31,84g hỗn hợp NaX và NaY (X, Y là 2 halogen ở 2 chu kì liên

tiếp) vào dung dịch AgNO3 dư thì thu được 57,34 g kết tủa Tìm công thức của 2 muối ?

Phân tích lỗi :Hầu hết học sinh sẽ giải bài tập này bằng cách chuyển bài

toán hỗn hợp thành bài toán một chất tương đương bằng việc gọi công thức tổng quát chung 2 muối là: Na X

- Phương trình hoá học được viết:

Na X + AgNO3 → Ag X ↓ + NaNO3

(23 + X ) gam → (108 + X ) gam

31,84 gam → 57,34 gam

→ X = 83,13 → 2 halogen là Br và I → đáp án B.

Với cách giải trên học sinh đã mắc một sai lầm: Vì chư nắm được tính chất

vật lý đó là tính tan của các muối halogen nên cho cả 2 muối NaX và NaY đều tạo kết tủa với dung dịch AgNO3.

Cách khắc phục: Muối của 3 halogen: Cl, Br, I với bạc là không tan còn

NaF không tác dụng với AgNO3 vì không tạo kết tủa( muối AgF tan).

Bài làm :

Vì vậy cần hướng dẫn học sinh xét bài toán qua 2 trường hợp:

+ TH 1: Hỗn hợp 2 muối halogen gồm: NaF và NaCl, lúc đó chỉ có NaCl

phản ứng

NaCl + AgNO3 → AgCl↓ + NaNO3

nAgNO3 = 57,34143,5 ≈ 0,4 (mol) → nNaCl ≈ 0,4 (mol)

→ mNaCl = 0,4 58,5 = 23,4 < 31,84 → trường hợp này cũng thoả mãn

+ TH 2 : Hỗn hợp cả 2 muối halogen đều phản ứng với dung dịch AgNO3, kết quả tìm được 2 halogen là Br và I

Vậy đáp án là: NaF và NaCl hoặc NaBr và NaI

Ví dụ 2: Hòa tan 9,875 gam một muối hiđrocacbonat (muối A) vào nước và

cho tác dụng một lượng H2SO4 vừa đủ, rồi đem cô cạn cẩn thận được 8,25 gam một muối sunfat trung hòa khan Xác định công thức phân tử, gọi tên muối ?

Phân tích lỗi: Vì các em có cách nhìn chưa tổng quát về muối:thường học

sinh chỉ nghỉ muối gồm hai thành phần là kim loại và gốc axit nên nhiều học sinh sau khi rút ra biểu thức mối liên hệ giữa R với hóa trị n: R = 18n và biện luận thấy không có kim loại nào phù hợp đã kết luận rằng đề không chính xác.

Cách khắc phục: Thực tế thì không có kim loại nào phù hợp với biểu thức

đó nhưng học sinh cần nhớ rằng: muối vô cơ ngoài muối của kim loại còn có muối amoni.

Bài làm:

A là muối hiđrocacbonat ⇒ công thức của A có dạng R(HCO3)n (n là hóa trị

của R: 1≤ n ≤ 3, n nguyên )

2R(HCO3)n + nH2SO4  → R2(SO4)n + 2nH2O + 2nCO2 (1)

Theo (1) ta có: 9,875 2. 8, 25

R n = R n

+ + ⇒ R = 18n

3 54 Loại

Ta nhận thấy không có kim loại nào phù hợp

Vậy R chỉ có thể là nhóm (NH4)có hóa trị I và có khối lượng mol bằng 18

⇒ A là muối NH4HCO3: amoni hiđrocacbonat

Ví dụ 3: Nung hết 3,6 gam M(NO3)n thu được 1,6 gam một chất rắn không tan trong nước Tìm công thức muối nitrat đem nung ?

Phân tích lỗi: Vì các em chưa nắm vững tính chất hóa học sự nhiệt phân

của muối nitrat nên xét thiếu trường hợp, sai lầm hay gặp nhất là nếu chất rắn

là oxit thì các em luôn mặc định oxit là M2On (không thay đổi hóa trị) nên nếu gặp trường hợp kim loại có nhiều hóa trị thì sẽ giải sai bài toán.

Một số học sinh không nắm được tính tan của muối nitrit nên trường hợp tạo muối nitrit một số em học sinh vẫn dựa vào các số liệu của bài toán để tính toán tìm nghiệm dẫn đến mất thời gian

Cách khắc phục:

- Trường hợp tạo muối ntrit loại vì muối này tan.

- Bài toán không cho kim loại có hóa trị duy nhất nên phải lưu ý kim loại có

hóa trị thay đổi.

Bài làm:

Vì tất cả các muối nitrat đều tan nên chất rắn thu được chỉ có thể là muối nitrit hoặc kim loại hoặc oxit kim loại

+ TH1: M là kim loại kiềm, Ca và Ba: loại vì tạo muối nitrit tan

+ TH2: M là kim loại từ Mg ⇒ Cu (nếu kim loại có 1 hóa trị thì m=n)

4M(NO3)n →t o 2M2Om + 4nNO2 + ( 2n – m)O2

a mol 0,5a

Ta có: a.( M + 62n) = 3,6 và 0,5a.( 2M + 16m) = 1,6

⇒ 62 3, 6 2, 25

M n

M m

+ ⇒ M = 49,6n – 14,4m

Cặp giá trị phù hợp là: n = 2; m = 3 với M = 56: Fe ⇒ Chất cần tìm là

Fe(NO3)2

+ TH3: M là kim loại đứng sau Cu trong dãy hoạt động hóa học của KL

2M(NO3)n

o

t

→ 2M + 2nNO2 + nO2

a mol a

Ta có:a.( M + 62n) = 3,6 và a.M = 1,6 ⇒ a.n = 1

n = 49,6⇒M = 49,6.n

Thay n = 1; 2; 3; 4 đều không cho giá trị phù hợp của M: Loại

2.2 MUỐI CACBONAT TÁC DỤNG VỚI AXIT

Ví dụ 1: Cho từ từ 100ml dung dịch hỗn hợp Na2CO3 1M và NaHCO3 aM (a>0) 200ml dung dịch HCl 1M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được 2,688 lít CO2 (ở đktc) Tính a

Phân tích lỗi: Sai lầm hay gặp ở đây là do các em chưa nắm vững thứ tự

phản ứng

Sai lầm 1: Cho rằng HCl phản ứng với NaHCO3 trước, phản ứng với Na2CO3 sau ⇒ kết quả sai.

Sai lầm 2: Cho rằng HCl phản ứng với Na2CO3 trước, phản ứng với NaHCO3 sau và cũng dẫn đến kết quả sai

Cách khắc phục: Thứ tự phản ứng đúng: mặc dù Na2CO3 có tính bazơ lớn

hơn NaHCO3 nhưng khi cho từ từ hỗn hợp hai loại muối cacbonat trên vào axit HCl vì ban đầu axit dư nên phản ứng giữa axit với hai muối (tạo khí CO2) xảy

ra đồng thời.

Bài làm:

Số mol: n NaHCO3= 0,1.a = 0,1a (mol); n Na CO2 3= 0,1.1 = 0,1 (mol);

nHCl = 0,2.1 = 0,2 (mol); n CO2= 2,68822, 4 = 0,12 (mol), 100ml = 0,1(l)

Vì cho từ từ dung dịch hỗn hợp Na2CO3 và NaHCO3 vào dung dịch HCl nên ban đầu HCl dư ⇒ 2 phản ứng giữa các muối và axit tạo khí CO2 xảy ra đồng thời Nếu sau PƯ axit HCl dư và cả hai muối cùng phản ứng hết để tạo khí CO2

thì theo (1) và (2): nHCl PƯ = 2 n Na CO2 3+ n NaHCO3= 2.0,1 + a =0,2 + a > 0,2 (vì a> 0)

vô lý Vậy sau PƯ axit HCl hết, cả hai muối còn dư (vì hai muối PƯ đồng thời nên sẽ cùng dư hoặc cùng PƯ hết) và phầm trăm số mol các muối phản ứng bằng nhau

Cách 1 :

Gọi x và y lần lượt là số mol Na2CO3 và NaHCO3 phản ứng

Na2CO3 + 2HCl  → 2NaCl + CO2 + H2O (1)

x mol 2x mol x mol

NaHCO3 + HCl  → NaCl + CO2 + H2O (2)

y mol y mol y mol

2

HCl

CO

Vì 2 % số mol phản ứng của mỗi muối bằng nhau nên:

0,1x = 0,1y a ⇒ 0,080,1 =0,040,1a ⇒ a = 0,5M

Cách 2:

Gọi h là % số mol mỗi muối phản ứng ⇒ 0,1h và 0,1ah lần lượt là số mol

Na2CO3 và NaHCO3 phản ứng:

Na2CO3 + 2HCl  → 2NaCl + CO2 + H2O (1)

0,1h mol 0,2h mol 0,1h mol

NaHCO3 + HCl  → NaCl + CO2 + H2O (2)

0,1ah mol 0,1ah mol 0,1ah mol

2

HCl

0,5

CO

a M





Lưu ý: Nếu đổ nhanh dung dịch hỗn hợp 2 loại muối cacbonat và dung dịch

HCl vào nhau thì ban đầu không xác định được chất dư, chất thiếu nên phải xét hai trường hợp

TH1: Giải sử Na2CO3 phản ứng (tạo khí CO2) trước, NaHCO3 phản ứng sau.

TH2: Giả sử NaHCO3 phản ứng trước, Na2CO3 phản ứng (tạo khí CO2) sau.

Nếu đề yêu cầu tính thể tích khí CO2 thoát ra (ở đktc) chẳng hạn thì giá trị V nằm trong khoảng 2 giá trị tìm được ở hai trường hợp trên.

2.3 SẮT HOẶC MUỐI SẮT(II) TÁC DỤNG VỚI MUỐI BẠC NITRAT

Ví dụ 1: Cho a mol Fe dạng bột vào dung dịch chứa b mol AgNO3 đến phản ứng hoàn toàn Tính số mol các chất sau phản ứng theo a, b

Phân tích sai lầm:Vì các em chưa nắm rõ tính chất hóa học của Fe và của

AgNO3 nên thường cho rằng phản ứng của Fe với AgNO 3 dư cũng như các muối khác là đều tạo ra muối sắt(II) tương tự với các phản ứng giữa Fe với dung dịch muối đồng(II), dung dịch axit HCl và H2SO4 loãng nên dẫn đến việc viết phản ứng sai khi AgNO3 dư hoặc khi 2 < nAgNO3/nFe < 3.

Biện pháp khắc phục:Khi cho Fe vào ddAgNO3 có thể xảy ra các phản ứng:

Fe + 2AgNO3  → Fe(NO3)2 + 2Ag (1)

Fe + 3AgNO3  → Fe(NO3)3 + 3Ag (2)

- Nếu Fe dư hoặc AgNO3

Fe

n

n = 2 thì chỉ xảy ra phản ứng (1)

- Nếu AgNO3 dư hoặc AgNO3

Fe

n

n = 3 thì chỉ xảy ra phản ứng (2)

- Nếu 2 < AgNO3

Fe

n

n < 3 thì luôn có hai muối tạo thành sau phản ứng.

Trong trường hợp này nếu học viết như sau: Phản ứng tạo muối sắt(III) trước sau đó một phần muối sắt(III) bị khử bởi lượng sắt còn lại tạo muối sắt(II) hoặc viết đồng thời 2 phản ứng giữa Fe với AgNO3 để tạo ra 2 muối cũng cho kết quả đúng.

Bài làm:

Các phản ứng có thể xảy ra:

Fe + 2AgNO3  → Fe(NO3)2 + 2Ag (1)

Fe + 3AgNO3  → Fe(NO3)3 + 3Ag (2)

- Nếu b

a < 2 thì chỉ xảy ra phản ứng (1) và Fe dư

nAg = b (mol); nFe (dư) = a – b (mol); nFe(NO3)2 = 0,5b (mol)

- Nếu a b = 2 thì chỉ xảy ra phản ứng (1) và cả hai chất tham gia PƯ đều hết

nAg = b = 2a (mol); nFe(NO3)2 = 0,5b = a (mol)

- Nếu b

a > 3 thì chỉ xảy ra phản ứng (2) và AgNO3 dư

nAg = 3a (mol); nAgNO3 (dư) = b – 3a (mol); nFe(NO3)3 = a (mol)

- Nếu b

a = 3 thì chỉ xảy ra phản ứng (2) và cả hai chất tham gia PƯ đều hết

nAg = 3a = b (mol); nFe(NO3)3 = a = b/3 (mol)

- Nếu 2 < b

a < 3 thì xảy ra cả hai phản ứng

Gọi x và y lần lượt là số mol Fe tham gia phản ứng (1) và (2):

Theo đề, ta có:

x y a

x y b

+ =



 + =



3 2

x a b

y b a





nAg = nAgNO3= b (mol)

nFe(NO3)2 = 3a -b (mol), nFe(NO3)3 = b- 2a (mol)

Ví dụ 2 (áp dụng): Cho 4,2 gam Fe vào 850 gam dung dịch AgNO3 3,5%, khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn toàn Kết thúc phản ứng thu được m gam chất rắn Tính m

Bài làm:

Số mol: nFe=4, 2

56 =0,075(mol); m AgNO3=850x3,5%=29,75(g);

3 29,75

170

AgNO

n = =0,175 (mol)

Vì 2 < 3 0,175 7

AgNO Fe

n

n = = < 3 nên có 2 phản ứng sau xảy ra:

Fe + 2AgNO3  → Fe(NO3)2 + 2Ag

0,075 mol 0,15 mol 0,075 mol 0,15 mol

n AgNO3 (dư) = 0,175 – 0,15 = 0,025 (mol)

AgNO3 + Fe(NO3)2  → Fe(NO3)3 + Ag

0,025 mol 0,025 mol 0,025 mol 0,025 mol

n Fe NO( 3 2 ) (dư) = 0,075 – 0,025 = 0,05 (mol)

nAg = 0,15 + 0,025 = 0,175 (mol)

mAg = 108.0,175 = 18,9 (g)

Ví dụ 3: Cho 200ml dung dịch FeCl2 0,6M tác dụng với 400ml dung dịch AgNO3 1M, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là bao nhiêu ?

Phân tích lỗi: Do chưa nắm đuợc tính oxihoa của AgNO 3 nên đa số học sinh chỉ viết được một phản ứng sau: FeCl2 + 2AgNO3  → Fe(NO3)2 + 2AgCl↓(1)

Và mặc định kết tủa chỉ có AgCl nên tính sai giá trị của m

Cách khắc phục: Thực tế, vì AgNO3 dư nên có thêm phản ứng(2) sau xảy ra:

Fe(NO3)2 + AgNO3  → Fe(NO3)3 + Ag↓ (2)

Như vậy, kết tủa gồm AgCl và Ag nên giá trị của m sẽ lớn hơn.

Bài làm:

Số mol: n AgNO3= 0,1x4 = 0,4 (mol); n FeCl2 = 0,2x0,6 = 0,12 (mol)

FeCl2 + 2AgNO3  → Fe(NO3)2 + 2AgCl↓ (1)

0,12 mol 0,24 mol 0,12 mol 0,24 mol

n AgNO3 (dư) = 0,4 – 0,24 = 0,16 (mol)

Fe(NO3)2 + AgNO3  → Fe(NO3)3 + Ag↓ (2)

0,12 mol 0,12 mol 0,12 mol

Sau (2): AgNO3 dư ( 0,16 – 0,12 = 0,04 mol)

m = mAgCl + mAg = 0,24.143,5 + 108.0,12 = 47,4 (g)

2.4 CO 2 TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH HỖN HỢP BARƠ

Ví dụ 1: Cho V lít CO2 ở đktc hấp thụ hoàn toàn vào 6 lít dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,025M thu được 23,64 gam kết tủa Tính V

Phân tích lỗi: Nhiều học sinh sau khi so sánh n BaCO3 với n Ba OH( ) 2 nhận thấy

3

BaCO

n < n Ba OH( ) 2 và kết luận rằng Ba(OH)2 dư nên chỉ giải một trường hợp dẫn đến thiếu trường hợp Một số học sinh viết đồng thời phản ứng của CO 2 với 2 bazơ (gồm 4 phản ứng) và cảm thấy rắc rối trong việc xác định muối được tạo

ra và cũng dẫn đến sai lầm.

Cách khắc phục: Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch nước vôi trong hoặc

dung dịch hỗn hợp chứa Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) với KOH hoặc NaOH (hoặc

cả hai) thì nếu n BaCO3 < n Ba OH( ) 2 đều xảy ra 2 trường hợp:

+ TH1: Ba(OH)2 dư, không có phản ứng hòa tan kết tủa BaCO3.Với trường hợp này vì Ba(OH)2 dư nên sản phẩm tạo thành không thể chứa muối cacbonat trung hòa hoặc muối cabonat axit của Na, K.

+ TH2: Kết tủa bị hòa tan một phần, xảy ra cả 4 phản ứng trên.

Bài làm:

Số mol: nNaOH = 6.0,1 = 0,6 (mol); n Ba OH( ) 2 = 0,025.6 = 0,15 (mol);

3

BaCO

197 = 0,12 (mol)

Vì n BaCO3 = 0,12 mol < n Ba OH( ) 2 = 0,15 mol ⇒ xảy ra 2 trường hợp

TH1: Ba(OH)2 dư, chỉ có phản ứng tạo kết tủa

Ba(OH)2 + CO2  → BaCO3 + H2O

0,12 mol 0,12 mol

⇒ V CO2 = 0,12.22,4 = 2,688 (l)

TH2: Kết tủa bị hòa tan một phần

Ba(OH)2 + CO2  → BaCO3 + H2O (1)

0,15 mol 0,15 mol 0,15 mol

NaOH + CO2  → NaHCO3 (2)

0,6 mol 0,6 mol

BaCO3 + CO2 + H2O  → Ba(HCO3)2 (3)

(0,15 – 0,12) 0,03 mol

⇒ V CO2 = ( 0,6 + 0,15 + 0,03).22,4 = 17,472 (l)

Ví dụ 3: Sục từ từ V lít khí CO2 (đktc) vào 1 lít dung dịch NaOH 0,4M và Ba(OH)2 0,16M

a Tính V để có kết tủa lớn nhất.

b Tính V để thu được 19,7 gam kết tủa

c Tính khối lượng kết tủa khi V = 14,784 lít

Bài làm:

Số mol: nNaOH = 1.0,4 = 0,4 (mol); n Ba OH( ) 2 = 1.0,16 = 0,16 (mol);

a Ba(OH)2 + CO2  → BaCO3 + H2O (1)

2NaOH + CO2  → Na2CO3 + H2O (2)

CO2 + Na2CO3 + H2O  → 2NaHCO3 (3)

Theo các phản ứng trên: để có kết tủa lớn nhất thì:

n Ba OH( ) 2 ≤ n CO2 ≤ n Ba OH( )2 + nNaOH ⇔ 0,16 ≤ n CO2 ≤ 0,56

⇔ 3,584 (l) ≤ V CO2 ≤ 12,544 (l)

b n BaCO3 = 19, 7

197 = 0,1 (mol)

Vì n BaCO3 = 0,1 mol < n Ba OH( ) 2 = 0,16 mol ⇒ xảy ra 2 trường hợp:

TH1: Ba(OH)2 dư, chỉ có phản ứng tạo kết tủa

Ba(OH)2 + CO2  → BaCO3 + H2O

0,1 mol 0,1 mol

⇒ V CO2 = 0,1.22,4 = 2,24 (l)

TH2: Kết tủa bị hòa tan một phần

Ba(OH)2 + CO2  → BaCO3 + H2O (1)

0,16 mol 0,16 mol 0,16 mol

NaOH + CO2  → NaHCO3 (2)

0,4 mol 0,4 mol

BaCO3 + CO2 + H2O  → Ba(HCO3)2 (3)

(0,16 – 0,1) 0,06 mol

⇒ V CO2 = ( 0,16 + 0,4 + 0,06).22,4 = 13,888 (l)

c n CO2 = 14, 78422, 4 = 0,66 (mol)

Vì V = 14,784 (l) > 12,544 (l) nên phải xảy ra các phản ứng sau:

Ba(OH)2 + CO2  → BaCO3 + H2O (1)

0,16 mol 0,16 mol 0,16 mol

NaOH + CO2  → NaHCO3 (2)

0,4 mol 0,4 mol

n CO2(3)= 0,66 – ( 0,16 + 0,4) = 0,1 (mol)

BaCO3 + CO2 + H2O  → Ba(HCO3)2 (3)

0,1 mol 0,1 mol

n BaCO3(dư) = 0,16 – 0,1 = 0,06 (mol)

m BaCO3= 0,06.197 = 11,82 (g)

2.5 GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ

Ví dụ : Để m gam sắt ngoài không khí sau một thời gian biến thành hỗn hợp

B gồm 4 chất rắn có khối lượng 12 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3

a B tác dụng với HNO3 dư tạo ra 2,24 lit khí NO duy nhất ở đktc Tính m.

b B tác dụng với H2SO4 đặc nóng dư thu được 2,24 lít khí SO2 ở đktc Tính m

Phân tich lỗi: Lỗi hay gặp nhiều nhất trong đạng toán này là:

+ Vì kỹ năng giải hệ phương trình chưa tốt nên sau khi đã lập được hệ thì kết luận ngay là không thể giải hệ để tìm m theo yêu cầu bài toán vì số phương trình toán học ít hơn số ẩn số.

+ Vì chưa nắm vững tính chất hóa học của H 2SO4 đặc nóng, HNO3 nên nhiều học sinh nhầm lẫn phản ứng giữa Fe2O3 với axit H2SO4 đặc nóng có tạo khí SO2, với HNO3 tạo NO , hoặc FeO, Fe3O4 phản nứng với H2SO4 đặc nóng, với HNO3 chỉ tạo muối và nước dẫn đến tính sai kết quả.

Bài làm:

Ta có: nNO= 2, 24

22.4=0,1 (mol), nSO2= 2, 2422, 4= 0,1 (mol)

Để m gam sắt ngoài không khí có các PTHH xảy ra :

2Fe + O2 →t o 2FeO 4Fe + 3O2 →t o 2Fe3O4

3Fe + 2O2 →t o Fe2O3

Câu a: Hỗn hợp B(gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) tác dụng với dd HNO3:

Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 3FeO + 10HNO3→ 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (2)

3Fe3O4 + 28HNO3→ 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (3)

Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O Đặt: số nFe=x, nFeO=y, nFe3O4= z, nFe2O3=t

Theo khối lượng hỗn hợp B: 56x + 72y + 232z + 160t = 12 (1)

Theo số mol nguyên tử Fe: x + y + 3z + 2t =

56

m

(2) (bảo toàn nguyên tố) Theo số mol nguyên tử O trong oxit: y + 4z + 3t = 12

16

m

−

(3) Theo (1), (2), (3) số mol NO: x + 2, 24 0,1

y + =z = (4)

Kết hợp (1), (2), (3) và (4) ta có hệ:

56 12

16 0,1 (4')

m

x y z t

m

y z t

y z x





 + + + =



−

 + + =





 + + =

