phân loại và phương pháp giải bài tập phần kim loại (chương trình lớp 12 thpt)

Giá trị của V là Để giải bài tập này, học sinh phải rà soát, nhớ lại các sản phẩm, lựa chọn khí thích hợp và viết được phương trình phản ứng, cách cân bằng phương trình oxi hoá - khử.. B

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

HO THI THAM

PHẦN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

BÀI TẬP PHẦN KIM LOẠI (CHƯƠNG TRÌNH LỚP 12 - THPT )

KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

VỊNH - 5/2009

HỒ THỊ THẮM I LOP 46A — HOA - DH VINH

MỤC LỤC

J001000 2 EE SEES EEE Ea EEE SEER EES 1

MỞ ĐẦU - 2L Q20 022012011221 11 101151115011 81118 1 181k 3

Pu 0: 04A 3

2 Lịch sử vấn đề nghiên CỨU << <2 S2 E22 E€£3 E23 E€2EEE+sEEeeseeesesss 4 3 Mục đích — Nhiệm vụ nghi1Ên CỨU .- 55 E25 S32 9353535115555 54 4 4 DOi tuong NGHIEN CMU 20 4

5 Phương pháp nghiên CỨU - << < 5 s99 9 99 99.01 n0 mg 5 6 Nhitng dong gdp cla dé tad oo cc 5

CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP HOÁ HỌC 6

IN {i00 ai n0 8n e 6

1.2 Tác dụng của bài tập hoá học - - 55 2211119553511 1E855351 5552552 6 I6 xi i8 i0 áo 6o 10

1.4 Hệ thống kết cấu chương trình sách giáo khoa phần kim loại lớp 12 12

CHƯƠNG 2: PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HOÁ ;/06:7) 8.) ,07327 110 18 2.1 Cơ sở phân loại bài tập kim ÏOạI - << 5 5< + + 3s + sesssss2 18 2.2 Phân loại và phương pháp giải bài tập kim loại - - - -««<s 19 2.2.1 Bài tập kim loại tác dụng VỚI HƯỚC «<< < «5 S5 + +3 33525355 19 2.2.2 Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch kiểm «<< <5 22 2.2.3 Bài tập kim loại mạnh khử oxit của kim loại yếu (phan ting nhiét MhOmM) :cccessccsssseccsssccsessceccsscceeesseecscnaeecseanecessansecsnaes 26 2.2.4 Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch axIt - - «<< <<s<+ 29 2.2.4.1 Một kim loại tác dụng với dung dịch Ì axXI -«- «5s s<- 30 2.2.4.2 Một kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit 33

2.2.4.3 Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch 1 axit - 35

2.2.4.4 Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit 38

2.2.5 Bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối - - 41

HỒ THỊ THẮM 2 LỚP 46A - HOÁ - ĐH VINH

2.2.5.1 Một kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối . 41

2.2.5.2 Một kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp 2 muối 43

2.2.5.3 Hỗn hợp 2 kim loại tác dụng với dung dịch 1 muối - 47

2.2.5.4 Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp muối 50

2.2.6 Bài tập điện phân - Xác định thế điện cực - -s-s<«««<<<+ 55 2.2.6.1 Điện phân nĩng chảy 1 chất hoặc dung dịch của 1 chất 56

2.2.6.2 Điện phân dung dịch chứa 2 chất khác nhau - - - -«- <2 58 2.2.6.3 Điện phân các dung dịch trong các bình điện phân mắc nối tiếp ;Ì ¡00 ốg.<®”®"^” 60

2.2.6.4 Tìm suất điện động của pin điện hố - Xác định thế điện cực của các KUM LOA L.A 61

2.2.7 Bài tập xác định tên kimm ÌOạ1 - - << << =5 «5 + 555 31333 53E535555555555355 63 2.2.7.1 Dựa vào cấu hinh electron suy ra tên kim loạI «- << « «<2 63 00 63

2.2.7.3 Tính khoảng khối lượng mol M, 1 (a<M<b) của kim loại 66

2.2.7.4 Lập hàm số M = f(n) với n là hố trị của kim loại (n = 1 + 4) 69

CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 72

3.1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm 72

3.2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm - 72

3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 72

3.4 Kết quả thực nghiệm sư phạm 73

Tài liệu tham khuẢO .S- SG G33 91135311113 81 18501518810 11885111035 1 nga 79

PHU LUC 1 oie cec coe coe coe coe soe cà cọ se se se se se se se se se seseeeeroeeo.Ọ, PHU LUC 2 cả soe cou cou cou en ten ven ener vevecs esses ave aeeaeeaee cesses cee ene9 PHU LUC 3 se css css css cou coe coe sue cassie cue cus cusses eee ees esace es eerece ver ces san sen san ereeee9O

HO THI THAM 3 LOP 46A — HOA - DH VINH

MỞ ĐẦU

1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Chúng ta đang sống trong thời đại mà trình độ khoa học - công nghệ phát

triển nhanh chưa từng thấy và đã ảnh hưởng sâu sắc đến sự phát triển của mỗi

quốc gia, cũng như đến mọi hoạt động hàng ngày của mỗi cá nhân Trong thời kỳ đổi mới và hội nhập của nước ta hiện nay, việc đào tạo nên những con người thực

sự, năng động và giàu tính sáng tạo để họ thích ứng được với sự phát triển nhanh chóng của xã hội là điều vô cùng cần thiết

Điều 24 luật giáo dục cũng xác định “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học ”

Theo tinh thần cơ bản đó, việc rèn luyện phương pháp tự học cho họ sinh cần được tiến hành trong suốt thời g1an các em ngồi trên ghế nhà trường thông qua quá trình sư phạm đối với tất cả các môn học nói chung và môn học hoá học nói riêng

Bài tập là một trong những phương tiện dạy hoá học rất quan trọng và hiệu quả Điều mà các giáo viên cần quan tâm là làm thế nào để sử dụng bài tập hoá học sao cho đạt hiệu quả cao nhất

Thực tế dạy học ở trường phổ thông hiện nay, nhiều giáo viên còn chưa tìm

ra được câu trả lời nên dạy bài tập hoá học như thế nào để đạt hiệu quả cao nhất Thông thường thì giáo viên ra bài tập và học sinh chỉ giải những bài tập đó sao cho

ra kết quả Như vậy học sinh học một cách thụ động, năng lực làm việc không cao

vì lượng kiến thức phải nắm rất nhiều Do đó đòi hỏi giáo viên phải làm thế nào để thông qua một bài tập học sinh có thể nắm thêm được nhiều bài nữa Làm được

điều đó thì học sinh không những nắm được kiến thức chắc chắn ,sâu sắc và chủ

động mà còn có ý nghĩa rút ngắn thời gian nghiên cứu bài

Phần kim loại là một phần đóng vai trò rất quan trọng trong chương trình hoá học 12 Bài tập ở phần này rất nhiều không thể giải hết tất cả được Thực tế cho thấy thường các em chỉ giải những bài tập quen thuộc và lúng túng khi gặp những bài tập mới mặc dù không khó do các em không nhìn ra được dạng toán, chưa biết

HỒ THỊ THẮM 4 LỚP 46A - HOÁ - ĐH VINH

vận dụng các phương pháp giải toán Để các em có thể giải tốt các bài toán hoá học thì phải rèn luyện cho học sinh có kỹ năng làm bài tốt, nhận dạng nhanh loại bài tập để đưa ra được phương pháp giải thích hợp Vì các lí do trên chúng tôi lựa chọn

đề tài “Phân loại và phương pháp giải bài tập kim loại?? làm khoá luận tốt nghiệp

2 LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Đã có nhiều công trình nghiên cứu về bài tập kim loại, nhiều sách tham khảo

về phân loại và phương pháp giải bài tập kim loại của các tác giả như Cao Cự Giác, Ngô Ngọc An, Nguyễn Phước Hoà Tân đã được xuất bản

Một số luận văn về bài tập kim loại như:

- Xây dựng hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan phần kim loại (chương

trình lớp 12) - Nguyễn Thị Hải Yến - 2007

đã được bảo vệ tại khoa hoá trường Đại học Vĩnh

3 MỤC ĐÍCH - NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

3.1 Mục đích nghiên cứu

- Góp phần nâng cao chất lượng dạy và học hoá học ở trường THPT

- Giúp giáo viên và học sinh có cái nhìn hệ thống về bài tập kim loại,

phương pháp giải cho mỗi loại bài tập

3.2 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập hoá học

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc chương trình hoá học phổ thông lớp 12

phần kim loại

- Phân loại và xây dựng phương pháp giải cho bài tập kim loại lớp 12

- Thực nghiệm sư phạm để xác định tính khả thi, hiệu quả của đề tài

4 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Quá trình dạy và học hoá học ở trường THPT

- Hệ thống các cách phân loại và các phương pháp giải bài tập nói chung và bài tập kim loại nói riêng ở trường THPT

HỒ THỊ THẮM 5 LỚP 46A - HOÁ - ĐH VINH

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu lí thuyết về lí luận dạy học nói chung và lí luận về bài tập nói

riêng, nghiên cứu SGK, sách tham khảo về bài tập kim loại

- Điều tra cơ bản, phỏng vấn, dự giờ

- Dua ra hệ thống phân loại bài tập hoá học nói chung va bài tập kim loại nói riêng, xây dựng phương pháp giải cho các dạng bài tập kim loại tương ứng

CHƯƠNG I

CƠ SỞ LÍ LUẬN VỀ BÀI TẬP HOÁ HỌC

1.1 KHÁI NIỆM VỀ BÀI TẬP HOÁ HỌC

Bài tập hoá học là một hoặc nhiều vấn đề (câu hỏi hoặc bài toán) mà người

giải quyết phải trả lời được thông qua các hoạt động của tư duy

Mỗi loại bài tập có tính chất và tác dụng riêng, tuy nhiên trong khuôn khổ có hạn, luận văn chỉ trình bày loại bai tap định lương tức bài toán hoá học

Bài tập định lượng hay còn gọi là bài toán hoá học là loại bài tập vừa có tính hoá học (cần dùng đến kiến thức hoá học, ngôn ngữ hoá học mới giải được) và vừa

có tính toán học (cần dùng các kỹ năng toán học mới giải được) Đối với học sinh, giải bài tập là một phương pháp học tập tích cực Để giải bài toán hoá học học sinh cần phải hiểu rõ các dữ kiện, các yêu cầu cần giải quyết, xác định các bước giải và các thao tác cần thiết Do đó khi giải bài toán hoá học, những kiến thức học sinh đã lĩnh hội trong quá trình học tập được củng cố, đào sâu, vận dụng Việc hoàn thành

và phát triển kỹ năng giải các bài toán hoá học cho phép thực hiện những mối liên

hệ qua lại mới giữa các tri thức thuộc cùng một trình độ của cùng một năm học và thuộc những trình độ khác nhau của những năm học khác nhau cũng như giữa tri

thức và kỹ năng Thông qua bài tập, giáo viên có thể kiểm tra được khả năng tiếp

thu kiến thức của học sinh, đồng thời phát hiện những sai sót, yếu kém của học sinh mà qua đó có kế hoạch rèn luyện kịp thời

1.2 TÁC DỰNG CỦA BÀI TẬP HOÁ HỌC

1.2.1 Bài tập hóa học có tác dụng làm cho học sinh hiểu sâu hơn và làm chính xác hóa các khái niệm đã học

Học sinh có thể học thuộc lòng các khái niệm, các định luật, nhưng nếu không qua việc giải bài tập, học sinh chưa thể nào nắm vững những cái mà học sinh đã thuộc lòng Bài tập hóa học sẽ rèn luyện cho học sinh kỹ năng vận dụng được các kiến thức đã học, biến những kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng của thầy thành kiến thức của chính mình

HỒ THỊ THẮM 7 LỚP 46A - HOÁ - ĐH VINH

Ví dụ: Hoà tan 2,7g AI vào lượng dư dung dịch H,SO, chưa rõ nồng độ thấy thoát ra V lít (đktc) một khí A có tỷ khối hơi so với H; là 17 Giá trị của V là

Để giải bài tập này, học sinh phải rà soát, nhớ lại các sản phẩm, lựa chọn khí

thích hợp và viết được phương trình phản ứng, cách cân bằng phương trình oxi hoá

- khử Từ đó học sinh học được phản ứng của AI với H,SO, đặc có thể tạo ra nhiều

sản phẩm khử

1.2.2 Bài tập hóa học đào sâu mở rộng sự hiểu biết một cách sinh

động phong phú mà không làm nặng nề khối lượng kiến thức của học sinh

Chỉ có vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập học sinh mới nắm vững kiến thức một cách sâu sắc Hơn nữa, một số bài tập với các tình huống có vấn đề sẽ tạo hứng thú cho học sinh tiếp thu kiến thức được mở rộng hơn từ lý thuyết phản ứng

đã học

Ví dụ: Hoà tan 28,7g Fe vào Vml dung dịch HNO; 1M thấy tao ra 6,72 lit khí không màu hoá nâu trong không khí và một lượng chất rắn không tan có khối lượng m gam Tìm giá trị của V và m

Phân tích: Với bài tập này, nếu học sinh hấp tấp vội vàng sẽ chỉ viết một phương trình phản ứng khử Fe -> Fe”, tìm ngay ra m và V Nhưng với học sinh

nắm chắc kiến thức thì sẽ nhận ra ngay đây là tình huống có vấn đề khiến cho học

sinh phải đề phòng, suy xét Lúc này phản ứng: Fe” + Fe > Fe?" trong dãy điện hoá sẽ được thực tế hoá Đây cũng là cách mở rộng kiến thức ở bài tập vì không có

thời gian đề cập nhiều ở bài giảng lí thuyết

1.2.3 Bài tập hóa học củng cố kiến thức cũ một cách thường xuyên và

hệ thống hóa các kiến thức đã học

Kiến thức cũ nếu chỉ đơn thuần nhắc lại sẽ làm cho học sinh nhàm chán vì không có gì mới và hấp dẫn Bài tập hóa học sẽ ôn tập, củng cố và hệ thống hóa kiến thức một cách thuận lợi nhất Một số đáng kể bài tập đòi hỏi học sinh phải vận

dụng tổng hợp kiến thức của nhiều nội dung, nhiều chương, nhiều bài khác nhau

Qua việc giải các bài tập hóa học này, học sinh sẽ tìm ra mối liên hệ giữa các nội dung của nhiều bài, chương khác nhau từ đó sẽ hệ thống hóa kiến thức đã học

HỒ THỊ THẮM 8 LỚP 46A - HOÁ - ĐH VINH

Ví dụ: Đối với chương trình 12 sau khi học xong bài Fe có bài tập sau:

Chia m gam hỗn hợp A gồm Ba, AI, Fe thành 3 phần bằng nhau:

- Phần 1 cho tác dụng với nước dư thấy thoát ra 0,896 lít khí H;

- Phần 2 cho vào dung dịch NaOH dư thấy có 6,944 lít khí bay ra

- Phần 3 cho vào dung dịch HCI dư thu được 9,184 lít khí

Tìm m và tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A Các khí đo ở đktc

Phân tích: ĐẺ giải được bài tập này, học sinh phải nắm được tính chất hoá học của Fe và cả chương trước là kim loại kiểm thổ và nhôm Như vậy qua bài tập

này chúng ta đã giúp học sinh ôn lại kiến thức của phần trước cũng như phần vừa

học xong

1.2.4 Bài tập hóa học giúp rèn luyện các kỹ năng về hóa học

Các kỹ năng về hóa học như:

- Kỹ năng sử dụng ngôn ngữ hóa học

- Lập công thức, cân bằng phương trình hóa học

- Tính theo phương trình hoá học

- Các tính toán đại số: qui tắc tam suất, giải phương trình và hệ phương trình;

kỹ năng nhận biết các hóa chất

- Kỹ năng giải từng loại bài tập khác nhau

Qua việc thường xuyên giải các bài tập hỗn hợp, lâu dần học sinh sẽ thuộc các kí hiệu hóa học, nhớ hóa trị, số ox1 hóa của các nguyên tố,

1.2.5 Bài tập hóa học tạo điều kiện để tư duy học sinh phát triển

Bài tập hóa học phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện trí thông minh cho học sinh Khi giải một bài tập, học sinh được rèn luyện các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, diễn dịch, qui nạp Và học sinh buộc phải nhớ lại các

kiến thức đã học mà có liên quan đến đề bài, xác định mối liên hệ giữa những điều

kiện đã cho và yêu cầu của đề để tìm ra cách giải tối ưu nhất Qua đó tư duy của học sinh được phát triển, tính tích cực, độc lập của học sinh được nâng cao

Ví dụ : Cho 6,8g hỗn hợp Fe ,CuO tác dụng với HCI thu đựơc chất rắn B và dung dịch A Cho tiếp dung dịch HCI dư vào thì tan một phần còn lại 1,28g chất rắn không tan Lọc bỏ chất rắn thêm NaOH dư vào và lọc kết tủa nung trong môi

HỒ THỊ THẮM 9 LỚP 46A - HOÁ - ĐH VINH

trường không có không khí thu được Óg chất rắn Tìm khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu

Phản tích: Để giải được bài tập này, học sinh phải nhớ lại tính chất hoá hoc của kim loại, oxit kim loại khi có tác dụng với axit không có tính oxI hoá Học sinh phải phân tích, lập luận được tại sao sau hai lần cho HCI vào thì còn một chất rắn không tan mà đáng ra cả Fe và CuO đều tan hết trong HCI dư Đến đây học sinh phải dự đoán được chất không tan là Cu, nhưng Cu sinh ra từ đâu? Để trả lời câu hỏi này học sinh phải suy luận được các phương trình phản ứng khi cho Fe, CuO tác dụng với HCI thiếu Khi đó Fe, CuO tác dụng với HCI thiếu tạo ra FeCl,, CuCl,;

Fe dư sẽ tiếp tục pu với CuCl, sinh ra Cu, vay trong chất rắn B có Cu, có thể có

CuO dư, Fe dư Cho HCI dư vào chất B thì Fe và CuO dư tan hết, còn lại Cu Từ

suy luận này học sinh sẽ tìm ra đuợc cách giải thích hợp

1.2.6 Tác dụng giáo dục tư tưởng

Khi giải bài tập hóa học, học sinh được rèn luyện về tính kiên nhẫn, tính trung thực trong lao động học tập, tính độc lập, sáng tạo khi xử trí các vấn đề xảy

ra Mặt khác, việc tự mình giải các bài tập hóa học còn giúp cho học sinh rèn luyện tinh thần kỉ luật, biết tự kiểm chế, có cách suy nghĩ và trình bày chính xác, khoa học, nâng cao lòng yêu thích bộ môn hóa học Tác dụng này được thể hiện rõ trong tất cả các bài tập hóa học Bài toán hóa học gồm nhiều bước để đi đến đáp số cuối cùng Nếu các em saI1 ở bất kì một khâu nào sẽ làm cho hệ thống bài toan bi sai

Ví dụ: Cho m, g hỗn hop gém Mg va Al vao m, g dung dich HNO, 24%

Sau khi các kim loại tan hết có 8,96 lit hỗn hợp khí X gồm NO, N,O, N; (đkc)

thoát ra và được dung dịch A Thêm một lượng O, vừa đủ vào X, sau phản ứng được hốn hợp khí Y Dẫn Y từ từ qua dung dịch NaOH dư, có 4,48lít hỗn hợp khí Z,

đi ra (đkc) Tỷ khối của Z đối với H; bằng 20 Nếu cho dung dịch NaOH vào A để được lượng kết tủa lớn nhất thì thu được 62,2 g kết tủa

Tính m;¡, m; Biết lượng HNO, đã lấy dư 20% so với lượng cần thiết

Phản tích: Đề giải được bài tập này học sinh phải thực hiện từng bước một các phản ứng, nhìn nhận bản chất vấn đề để tìm ra cách giải thích hợp, nếu học sinh hấp tấp, vội vàng, tính sai ở bất kì bước nào thì cả hệ thống bai toan sé sai

HỒ THỊ THẮM 10 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

Bài tập hóa học có nội dung thực nghiệm còn có tác dụng rèn luyện tính cẩn thận, tuân thủ triệt để qui định khoa học, chống tác phong luộm thuộm dựa vào kinh nghiệm lặt vặt, chưa khái quát, vi phạm những nguyên tắc của khoa học

1.2.7 Giáo dục kĩ thuật tổng hop

Bộ môn hóa học có nhiệm vụ giáo dục kỹ thuật tổng hợp, còn bài tập hóa học thì tạo điều kiện cho nhiệm vụ này phát triển vì những vấn đề kỹ thuật của sản xuất được chuyển tải thành nội dung trong các bài tập hóa học như: hiệu suất, cách

khảo sát thành phần hỗn hợp chất, quy trình sản xuất H;SO,, HNO¿, bài toán

nhiệt nhôm, sản xuất gang thép,

Ví dụ: Tính khối lượng quặng chứa 92,8% Fe,O, để sản xuất 10 tấn gang chứa 4% cacbon và 1 số tạp chất biết hiệu suất của quá trình là 87,5%

Phân tích: Với bài tập này học sinh phải hiểu được gang có thành phần chủ yếu là gì, biết được nguyên liệu sản xất gang và hiểu được các quá trình sản xuất trên thực tế không đạt hiệu suất 100%

Bài tập hóa học còn cung cấp cho học sinh những số liệu lý thú của kĩ thuật,

những số liệu mới về phát minh, về năng suất lao động, về sản lượng ngành sản

xuất giúp học sinh hòa nhịp với sự phát triển của khoa học, kĩ thuật thời đại mình đang sống

Chính vì các tác dụng của bài tập hóa học kể trên, chúng ta với tư cách là người giáo viên, phải rèn luyện cho học sinh khả năng giải bài tập hóa học thường xuyên để học sinh phát triển tư duy, nâng cao kiến thức và đặc biệt là càng thêm tự tin và hứng thú học tập môn hóa học

1.3 PHAN LOAI BÀI TẬP HÓA HỌC

Hiện nay có nhiều cách phân loại bài tập khác nhau trong các tài liệu giáo

khoa Vì vậy cần có cách nhìn tổng quát về các dạng bài tập dựa vào việc nắm chắc

các cơ sở phân loại

1.3.1 Phân loại dựa vào nội dung toán học của bài tập

e Bài tập định tính (không có tính toán)

e Bai tap định lượng (có tính toán)

HỒ THỊ THẮM 11 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

1.3.2 Phân loại dựa vào hoạt động của học sinh khi giải bài tập

e Bài tập lý thuyết (không có tiến hành thí nghiệm)

e Bai tap thực nghiệm (có tiến hành thí nghiệm)

1.3.3 Phân loại dựa vào nội dung hóa học của bài tập

e Bài tập hóa đại cương

e Bài tập hóa vô cơ

e Bài tập hóa hữu cơ

1.3.4 Dựa vào nhiệm vụ và yêu cầu của bài tập

e Bài tập cân bằng phương trình phản ứng

e Bài tập viết chuỗi phản ứng

e Bài tập điều chế

e Bai tap nhận biết

e Bài tập xác định thành phần hỗn hợp

e Bai tap lap CTPT

e Bai tap tim nguyén t6 chua biết

1.3.5 Dựa vào khối lượng kiến thức, mức độ đơn giản hay phức tạp của bài tập

e Bài tập dạng cơ bản

e Bài tập tổng hợp

1.3.6 Dựa vào cách thức tiến hành kiểm tra

e Bài tập trắc nghiệm

e Bai tap tu luận

1.3.7 Dựa vào phương pháp giải bài tap

e Bài tập tính theo công thức và phương trình

e Bài tập biện luận

e Bài tập dùng các giá trị trung bình

e Bai tap dùng củng cố kiến thức

e Bài tập dùng ôn tập, ôn luyện, tổng kết

e Bài tập dùng bồi dưỡng học sinh giỏi

e Bài tập dùng phụ đạo học sinh yếu

Mỗi cách phân loại có những ưu và nhược điểm riêng của nó, tùy mỗi

trường hợp cụ thể mà giáo viên sử dụng hệ thống phân loại này hay hệ thống phân loại khác hay kết hợp các cách phân loại nhằm phát huy hết ưu điểm của nó

1.4 HỆ THỐNG KẾT CẤU CHƯƠNG TRÌNH SÁCH GIÁO KHOA PHẦN KIM LOẠI LỚP 12

1.4.1 Sách giáo khoa hoá học 12 - Nâng cao: gồm 3 chương

Chương 5: Đại cương về kim loại

Sự điện phân

Sự ăn mòn kim loại

Điều chế kim loại Luyện tập: Sự điện phân - Sự ăn mòn kim loại - Điều chế kim

Bài thực hành 3: Dãy điện hoá của kim loại - Điều chế kim loại Bài thực hành 4: Ăn mòn kim loại - Chống ăn mòn kim loại Mục tiêu chương

s* Kiến thức:

> Giúp học sinh biết được vị trí các nguyên tố kim loại trong bảng tuần hoàn, tính chất và ứng dụng của hợp kim, một số khái niệm mới trong chương về

pn điện hoá học, sự điện phân

> Giải thích được tính chất vật lý và hoá học chung của kim loại, ý nghĩa của dãy điện hoá chuẩn, các phản ứng hoá học xảy ra trên pin điện hoá và

HỒ THỊ THẮM 13 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

quá trình điện phân chất điện ly, điều kiện, bản chất sự ăn mòn điện hoá, biện pháp chống ăn mòn kim loại, hiểu được các phương pháp điều chế kim loại cụ thể

% Kỹ năng : Biết vận dụng dãy điện hoá chuẩn của kim loại, tính toán khối lượng, lượng chất liên quan đến quá trình điện phân, thực hiện các thí nghiệm trong chương

s* Tình cảm thái độ: Có ý thức vận dụng các biện pháp bảo vệ kim loại trong đời sống và lao động của các cá nhân và cộng đồng xã hội

Chương 6: Kim loại kiềm - Kim loại kiềm thổ - Nhôm

e Bai 28: Kim loại kiểm

e Bai 29: Một số hợp chất quan trọng của kim loại kiểm

e© Bài 30: Kim loại kiểm thổ

e Bài 31: Một số chất quan trọng của kim loại kiểm thổ

e Bài 32: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiểm thổ

e Bài 33: Nhôm

e Bai 34: Mot s6 hop chất quan trọng của nhôm

e Bài 35: Luyện tập: Tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm

e Bài 36: Bài thực hành 5: Tính chất của kim loại kiểm, kim loại kiểm thổ và hợp chất của chúng

e Bai 37: Bài thực hành 6: Tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm

Mục tiêu chương

s%* Kiến thức:

> Hoc sinh biết vị trí, cấu hình electron nguyên tử, ứng dụng của kim

loại kiểm, kim loại kiểm thổ, nhôm và một số hợp chất quan trọng của chúng, tác hại và biện pháp làm mềm nước cứng

> Học sinh hiểu: Tính chất hoá học của kim loại kiểm, kiểm thổ, nhôm

và một số hợp chất của Na, Ca và AI Phương pháp điều chế kim loại kiềm, kiểm

> Tim hiểu tính chất chung của nhóm nguyên tố theo quy trình dự đoán tính chất - Rút ra kết luận

> Viết các phương trình hoá học biểu diễn tính chất hoá học của chất

> Thiết lập mối liên hệ giữa tính chất và ứng dụng

> Giải được các bài tập có liên quan trong chương

% Tình cảm thái độ: Vận dụng các kiến thức về kim loại kiểm, kiêm thổ, nhôm để giải thích hiện tượng và giải quyết một số vấn đề thực tiễn sản xuất

Chương 7: Crôm - Sat - Dong

e Bài 44: Sơ lược về một số kim loại khác

e Bài 45: Luyện tập: Tính chất của crôm, sắt và những hợp chất của chúng

e Bài 46: Luyện tập tính chất của đồng và hợp chất của đồng - Sơ lược

về các kim loai Ag, Au, Ni, Zn, Sn, Pb

e Bài 47: Bài thực hành 7: Tính chất hoá học của crôm, sắt, đồng và

> Cau tao don chat của một số kim loại chuyển tiếp

> HS hiểu sự xuất hiện các trạng thái oxi hoá, tính chất lý hoá học của một số đơn chất và hợp chất, sản xuất và ứng dụng của một số chất

HỒ THỊ THẮM 15 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

% Kỹ năng: Vận dụng kiến thức để giải thích tính chất của các chất, phương

pháp đoán và so sánh để tìm hiểu tính chất của các chất

s* Tình cảm, thái độ: Yêu quý thiên nhiên và bảo vệ tài nguyên khoáng sản, vận dụng kiến thức đã học để khai thác, giữ gìn và bảo vệ môi trường

1.4.2 Sách giáo khoa hoá học 12 - Cơ bản: Gồm 3 chương

Chương V: Đại cương về kim loại

e Bai 17: Vi trí của kim loại trong bảng tuần hoàn và cấu tạo của kim loại

e Bài 18: Tính chất của kim loại Dãy điện hoá của kim loại

e Bài 19: Hợp kim

e Bai 20: Su 4n mon kim loại

e Bai 21: Diéu ché kim loai

e Bai 22: Luyén tap: Tinh chat cua kim loai

e Bai 23: Luyén tập: Điều chế kim loại và sự ăn mòn của kim loại

e Bai 24: Thực hành: Tính chất, điều chế kim loại, sự ăn mòn kim loại Mục tiêu chương

s%* Kiến thức:

> HS biết vị trí, đặc điểm về cấu tạo nguyên tử, tính chất vật lý và hoá

học chung của kim loại, dãy điện hoá kim loại, khái niệm về hợp kim và cấu tạo

của hợp kim, các phương pháp điều chế kim loại

> HS hiểu nguyên nhân gây ra tính chất vật lý, hoá học của kim loại

** Kỹ năng: Rèn luyện kỹ năng từ cấu tạo của nguyên tử kim loại suy ra

tính chất, giải bài tập về kim loại, làm những thí nghiệm đơn giản về kim loại

Chương VI: Kim loại kiềm - Kim loại kiềm thổ - Nhôm

e Bài 25: Kim loại kiểm và hợp chất quan trọng của kim loại kiểm

e Bai 26: Kim loại kiểm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiểm

e Bài 27: Nhôm và hợp chất của nhôm

HỒ THỊ THẮM 16 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

e Bai 28: Luyén tap: Tinh chat cla kim loại kiểm, kim loại kiểm thổ va

hợp chất của chúng

e Bài 29: Luyện tập: Tính chất của nhôm và hợp chất của nhôm

e Bài 30: Thực hành: Tính chất của natri, maglê, nhôm và hợp chất của chúng

Mục tiêu chương

% Kiến thức:

> HS biết vị trí, cấu tạo nguyên tử, tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiểm thổ và nhôm, tính chất và một số ứng dụng các hợp chất quan trọng của kim

loại kiểm, kiểm thổ, nhôm

> HS hiểu nguyên nhân gây ra tính khử mạnh của kim loại kiểm, kiểm

thổ, nhôm

** Kỹ năng: Từ cấu tạo nguyên tử suy ra tính chất, giải bài tập về kim loại kiểm, kiểm thổ, nhôm, tiến hành một số thí nghiệm đơn giản

s* Tình cẩm thái độ: Có thái độ tích cực, tự giác trong học tập

Chuong VII: Sat va một số kim loại quan trọng

Bài 31: Sắt

Bài 32: Hợp chất của sắt Bài 33: Hợp kim của sắt

Bài 34: Crôm và hợp chất của crôm

s* Kiến thức:

> Hoc sinh biết vị trí, cấu tạo nguyên tử, tính chất của sắt và một số hợp

chất quan trọng của sắt

> Thành phần, tính chất và ứng dụng của gang, thép Tính chất và ứng dụng của crôm, đồng, niken, kẽm, chì, thiếc

> Học sinh hiểu nguyên nhân gây ra tính chất hoá học cơ bản của hợp chất sắt (II) và sắt (II)

CHUONG 2 PHAN LOAI VA PHUONG PHAP GIAI BAI TAP HOA HOC

PHAN KIM LOAI

2.1 CƠ SỞ PHÂN LOẠI BÀI TẬP KIM LOẠI

Nội dung kiến thức hoá học về kim loại thuộc phần vô cơ ở sách giáo khoa hoá học lớp 12 Kiến thức ở phần này nhiều nhưng học sinh cũng đã nắm được sơ lược một số phần thông qua các chương của hoá học vô cơ ở lớp dưới Tuy nhiên học sinh chưa có cái nhìn tổng quát về bài tập kim loại, các dạng bài tập và phương

pháp giải cụ thể cho từng loại Thực tế trường phổ thông, số tiết hóa trong tuần ít,

phần lớn dùng vào việc giảng bài mới và củng cố các bài tập cơ bản trong sách giáo khoa Bài tập giáo khoa mở rộng và các bài tập toán chỉ được đề cập ở mức thấp

Khi đọc đề bài tập hóa nhiều học sinh bị lúng túng không định hướng được cách

giải, nghĩa là chưa hiểu rõ bài hay chưa xác định được mối liên hệ giữa giả thiết và cái cần tìm Các nguyên nhân làm học sinh lúng túng và sai lầm khi giải bài tập:

- — Chưa hiểu một cách chính xác các khái niệm, ngôn ngữ hóa hoc (vi dụ như: nồng độ mol, dung dịch lỏng, đặc, vừa đủ, .)

- — Chưa thuộc hay hiểu để có thể viết đúng các phương trình phản ứng,

chưa nắm được các định luật cơ bản của hóa học

- — Chưa thành thạo những kỹ năng cơ bản về hóa học, toán học (cân bằng phản ứng, đổi số mol, V, nồng độ, lập tỉ lệ, .)

- — Chưa nhìn ra được dạng toán để tìm ra được mối tương quan giữa các

giả thiết, giả thiết với kết luận để có thể lựa chọn và sử dụng phương pháp thích

hợp đối với từng bài cụ thể

Cũng như với bài tập hoá học nói chung, bài tập kim loại nói riêng cũng có

nhiều cách phân loại khác nhau

2.1.1 Dựa vào nội dung

HỒ THỊ THẮM 19 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

o Bai tap đại cương về kim loại

o_ Bài tập kim loại phân nhóm chính nhóm IA

o Bai tap kim loại phân nhóm chính nhóm IIA

o Bai tap vé kim loại nhôm và hợp chất của nó

o_ Bài tập về kim loại chuyển tiếp (Cr — Fe — Cu)

2.1.2 Dựa vào phương pháp giải bài tập

o Bai tap 4p dụng định luật bảo toàn electron

o_ Bài tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng o_ Bài tập dựa vào các giá trị trung bình

o_ Bài tập áp dụng định luật bảo toàn điện tích

o Bai tap tinh theo công thức và phương trình

o Bai tap sử dụng phương pháp ghép ẩn số

2.1.3 Dựa vào tính chất của kim loại

o Bai tap kim loại tác dụng với nước

o Bai tap kim loại tác dụng với dung dịch kiểm

o Bai tap kim loai tac dụng với axít

o Bai tap kim loại tác dụng với muối

o Bai tap về xác định thế điện cực, điện phân, định luật Faraday

©_ Bài tập xác định tên kim loại

Mỗi cách phân loại đều có những ưu điểm riêng của nó Tuy nhiên cách phân loại theo tính chất của kim loại phù hợp khi giảng dạy tất cả các chương của kim loại, mặt khác chưa có một tác giả nào thật sự đi sâu nghiên cứu theo cách phân loại này Vì thế luận văn của chúng tôi xin trình bày theo cách phân loại thứ 3 tức phân loại theo tính chất của kim loại

2.2 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP KIM LOẠI

2.2.1 Bài tập kim loại tác dụng với nước

Phương pháp giải:

Tuỳ thuộc vào bản chất kim loại

* Với kim loại nhóm IA (L1, Na, K ), Ca, Ba, Sr thì phản ứng ở điều kiện

thường va cho ra bazơ kiềm, giải phóng hiđro:

HỒ THỊ THẮM 20 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

* Với kim loại Fe thì phản ứng với hơi nước ở nhiệt độ cao:

3Fe + 4HO —> Fe,O, + 4H, (khoảng 570C)

Fe + HO —> FeO + H, (trén 570°C) Tuy nhiên trong các bài toán hoá học thường chỉ gặp các dạng toán liên quan đến kim loại tan trực tiếp trong nước, vì thế khi giải cần chú ý các điểm sau:

- Nếu bài toán cho nhiều kim loại tan trực tiếp trong nước tạo dung dịch

kiểm và sau đó lấy dung dịch kiểm tác dụng với hỗn hợp axit thì nên viết các phản ứng xảy ra ở dạng ion để giải

Ví dụ I: Hoà tan mẫu hợp kim Ba - Na vào nước được dung dịch A và có 13,44 lít khí H; bay ra (đktc) Cần dùng bao nhiêu ml HCI 1M để trung hoà hoàn

toàn nọ dung dịch A?

A 120ml B 1200ml C 60ml D 600ml

Phan tich: ny, = 0,6 (mol)

Nhan xét Noy~ = 2ny, = 1,2(mol)

=> Naq = Nyt = Mo = —.1,2 = 0,12 (mol) > Vy, = 0,12 @) = 120 ml

Dap an A

HO THI THAM 21 LOP 46A — HOA - DH VINH

Ví dụ 2: Cho 2g Ca vào 198,1g H;O được dung dịch có nồng độ % là

Phân tích: Ta có: Ny, = 0,03 (mol)

Na + dd HCI auc, —2 NaCl, NaOH —“=-> cu(on), J

Novox, = 9,005 (mol) > Dyson = 2Ngyox, = 9,01 (mol)

> Dy = 0,03 — 0,01 = 0,02 = nyg

=> Ciq =0,2M Đáp án D

Nhận xét: Khi cho các kim loại có khả năng tan trong nước vào dung dịch axit thi kim loại phản ứng với axit trước, sau đó nếu axit hết kim loại mới tiếp tục phản ứng với nước

Ví dụ 4: Hòa tan 8,15g hỗn hợp 2 kim loại kiểm Na và K vào H;O được

dung dịch A

a Để xác định lượng bazơ kiểm trong dung dịch A cần chuẩn bị tối thiểu

bao nhiéu ml dung dich HCl 1M?

b Dé trung hòa dung dich A cần dùng 250ml HCI 1M Xác định khối lượng

mỗi kim loại trong hỗn hợp

Phân tích:

a Vụ tối thiểu cần chuẩn bị :

Đặt M thay cho K, Na (M cũng là nguyên tử lượng trung bình)

HỒ THỊ THẮM 22 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

M + H,0 — >» MOH + „H,† (1)

M OH + HCl —> MCI +H,0 (2)

Theo (1) va (2) Nyc = DOH = DM

Lượng HCI tối thiểu cần chuẩn bị là lượng HCI mà trong trường hợp nhiều

nhất có khả năng dùng tới thì vẫn đáp ứng đủ, tức n:„ max

vi 23 <M <39 => <5 <n < 5 © 0,209 <n_ < 0,354

Vậy lượng HCl t6i da có khả năng sẽ dùng tới là n,„; = 0,354(mol)

= Vict 1M cin chun bi = 9,354 () = 354 ml

- Néu bài toán cho hoà tan kim loại kiểm A và 1 kim loại B hoá trị n vào

nước thì có thể có 2 trường hợp sau xảy ra:

+ B là kim loại tan trực tiếp trong nước (Ba, Ca)

+ B là kim loại có hidroxIt lưỡng tính

Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm hai kim loại Al, Ba Cho lượng dư nước vào 4,225g

hỗn hợp A, khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy có chất khí thoát ra, phần

HỒ THỊ THẮM 23 LỚP 46A - HOÁ - DH VINH

chất rắn còn lại không bị hoà tan hết là 0,405g Khối lượng mỗi kim loại AI, Ba

trong 4,225g hỗn hợp A lần lượt là

Phân tích: Cho hỗn hợp AI và Ba vào H;O dư thì trước hết Ba phản ứng hết

với nước tạo dung dịch kiểm, sau đó AI phản ứng với dung dịch kiểm Do sau phản ứng vẫn còn chất rắn nên AI dư, Ba(OH), đã hết

PTPU: Ba + 2H,O —> Ba(OH), = H,T

Ví dụ 2: Cho 31,2g hỗn hợp bột Al va ALO, tác dụng với dung dịch NaOH

dư thu được 16,8 lít khí H; (0ˆC và 0,8 atm) Khối lượng A1,O: trong hỗn hợp ban đầu là

Phân tích: Số mol khí thoát ra là do AI phản ứng với dung dịch NaOH, từ

đó tính được khối lượng của Al có trong hỗn hợp, suy ra khối lượng Al,O, dễ dàng

Dy, = 273.0,082 = 0,6 (mol) Ma ĐẠI = 3 ‘Ny,

=> Ng, =0,4(mol) > myo, = 31,2 —0,4.27 = 20,48 Dap an C

Vi du 3: Hoa tan hét 26g mét kim loai M vao dung dich Ba(OH), cé mét khí thoát ra và khối lượng dung dịch tăng 25,2g M là

A.K B AI C Ba D Zn Phản tích:

- Cách giải thông thường:

Mad sau pu = Mag gay + My — My, ~> My, = 26 - 25,3 = 0,82

HO THI THAM 24 LOP 46A — HOA - DH VINH

Xét 2 trường hợp M là kim loại tan trược tiếp trong nước hoặc M là kim loại luỡng tính tan trong dung dịch kiềm, viết ptpư cho các trường hợp và giải ra tìm ra phương trình liên hệ giữa khối lượng nguyên tử và hoá trị của M

- Cách giải nhanh: Dùng phương pháp bảo toàn electron:

Quá trình ox1 hoá: Quá trình khử:

Phán tích: Gọi a, b lần lượt là số mol AI và AlL,C; có trong hỗn hợp Khi cho

hỗn hợp vào dung dịch KOH thì tạo ra hỗn hợp khi CH, va H, :

AI+ KOH+H,O ——> KAIO, + 2H,†

Từ (1) và (2) ta suy ra a= 0,2 (mol); b = 0,1(mol)

> Dy, = sa=03 mol Noy , = 3b = 0,3 mol

=> V=(0,3 + 0,3)22.4 = 13,4(lit)

LOP 46A — HOA - DH VINH

Cách giải nhanh: Ta không viết ptpư mà biểu diễn các quá trình xảy ra

bằng sơ đồ rồi áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố để tìm ra số mol mỗi chất

trong hỗn hợp:

Al, ALC, —““>H, 7, CH,†1,KAIO, —“““^2 >y AI(OH), {

Ta có:a+ b =0,3 (1)

Mặt khác áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta lại có:

fAtow›, = HẠi + 4nẠ¡y,c, =0,6 (2)

Từ (1) và (2) ta suy ra a = 0,2 mol b = 0,1mol

= nụ = sa = 0,3 mol Noy, = 3b = 0,3 mol

=> V=(0,3 + 0,3)22,4 = 13,4 (lit)

Ví dụ 5: Hỗn hợp X gồm 2 kim loại kiểm A và B thuộc 2 chu kỳ liên tiếp

và 1 kim loại kiểm thổ M Lấy 16,5g X chia thành 2 phần bằng nhau :

- Phần 1 tác dụng hết với H;O thấy tạo ra 3,92 lít H; (đkc)

- Phần 2 trộn thêm bột Zn rồi hòa tan vào H,O

Tính khối lượng bột Zn tối đa có thể trộn để hỗn hợp ở phần 2 tan hoàn toàn trong H,O và tìm khối lượng hỗn hợp muối zincat thu được

Giải: 3 kim loại và kiểm thổ đều tan được trong nước:

A+HO ——> AOH + 2H, t (1) B+H,O — > BOH + 5 Hb t (2) M+2HO —>M(OH, + H, † @)

1

> Han — 2 Don => M,, = 65 = 11,375 g

Ta biết : ở phản ứng (4) :

+ Kim loại chuyển hết vào muối (ở dang ion kim loại)

HỒ THỊ THẮM 26 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

+ Zn chuyền hét vao mudi (6 dang ZnO,” )

= bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố, ta có :

_16,5 + n (65+32) = 25,225¢g

Mnusi zincat — Myr + TH o,2- ZnO;?~

Vậy khối lượng mối tạo thành là 25,225g

2.2.3 Bài tập kim loại mạnh khử oxit của kim loại yếu (phản ứng nhiệt nhôm)

Các kim loại mạnh có thể khử được kim loại yếu ra khỏi oxit của nó

Dk: M' đứng sau AI và M đứng trước M' trong dãy hoạt động hoá học Đối với chương trình phổ thông, ta chủ yếu gặp phản ứng loại này ở phản ứng nhiệt nhôm

- TH 2: Phản ứng xảy ra không hoàn toàn, khi đó sản phẩm có M, Al,O¿,

M,O,, Al du Lic này ta áp dụng các định luật bảo toàn khối lượng và định luật

bảo toàn nguyên tố để có thể thiết lập 1 số phương trình toán học

Ví dụ 1: Nung 3,24 gam AI với m gam Fe,O, trong điều kiện không có không khí Khi phản ứng kết thúc đem hoà tan chất rắn thu được bằng dung dịch

NaOH có dư thì không thấy chất khí thoát ra và còn lại 15,68g chất rắn không tan Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, trị số của m là

Phản tích: Chat ran thu được sau phản ứng hoà vào dung dịch NaOH không

thấy khí thoát ra nên AI hết Ta có:

Phan tich: n,, = 0,3 mol Nye ,o, = 9,075 mol n;, = 0,39 mol

Do phản ứng xảy ra không hoàn toàn nên cả AI và Fe,O, đều dư Hỗn hợp

rắn sau phản ứng gồm AI, Fe, Fe;O,, Al,O; Gọi a là số mol AI đã phản ứng

SAI + 3Fe;O, ——> 4 ALO, + 9Fe

Đáp án B

Ví dụ 3: Trộn 2,7 gam AI vào 20 gam hỗn hợp Fe;O, và Fe;O; rồi tiến hành

phản ứng nhiệt nhôm được hỗn hợp A Hoà tan A trong axit HNO; thấy thoát ra 8,064 lít NO, (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Khối lượng của Fe,O, trong hỗn

Nhận xét nhanh: dùng phương pháp bảo toàn e

Quá trình oxi hoá : Quá trình khử :

Thận hợp sau phản ứng — Thuận hợp đâu — THẠI † Hy o, > Mai = 23,3 — 15,2 =8,1(g)

=> n,, = 0,3 mol > sau phan ứng AI dư, Cr,O; hết

Nara = 9,3 —0,2 = 0,l(mol) ; nạ = 2 nạ„,o, = Ú,2 mol

HỒ THỊ THẮM 29 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

e V6i dung dich HCl, H,SO, loãng: vai trò chất oxi hoa 14 ion H", ion nay nhan electron cua nguyên tử kim loại giải phóng H;:

2M + 2nH' —› M*+H,Ì (nlà số oxi hoá thấp của kim loại M) Đặc điểm: + Kim loại phải đứng trước H trong dãy điện hoá

+ Muối thu được là muối có hoá trị thấp của kim loại + Khí giải phóng là khí H

e Với dung dịch axit có tính ox1 hoá mạnh như HNO,, H,SO, dac (vai tro chất oxi hoá là nguyên tố trung tâm , ý của anion NO; và SO?- )

SO,†

M + HSOj, —“> M,(SO,, + 4 SỈ + HO

HST NH,†(NH,NO,)

- Kim loại Ee, AI, Cr thụ động trong dung dịch H,SO,, HNO; đặc nguội (lưu ý

là chỉ khi đặc nguội thì các kim loại trên mới không tác dụng vì khi đó tạo ra lớp “oxIt

bền” trên bề mặt kim loại ngăn cách không cho kim loại tiếp xúc với axit)

- Số oxi hoá n là cao nhất của M

- Sản phẩm khử của axit phụ thuộc vào tính khử của kim loại, nồng độ của

axit, nhiệt độ tiến hành phản ứng Nói chung axit bị khử xuống mức ox1 hoá càng thấp khi nồng độ càng loãng và tác dụng với kim loại càng mạnh

2.2.4.1 Một kửừn loại tác dụng với dung dịch I axit

Phương pháp giải:

Loại bài tập này tương đối đơn giản, khi giải cần lưu ý:

-_ Khi viết phương trình phản ứng chú ý tính chất của axit để xác định sản phẩm của phản ứng là chất khử gì, hóa trị của kim loại thể hiện như thế nào

HỒ THỊ THẮM 31 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

- Nếu kim loại tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh tạo nhiều sản phẩm khử thì nên viết phương trình phản ứng cho và nhận electron, áp dụng định luật bảo toàn electron để lập ra các phương trình, hệ phương trình

- Nếu cần phải ghép các phương trình phản ứng thì phải lưu ý đến tỉ lệ mol

(thể tích) của các khí theo dữ kiện bài ra

- Nếu cho kim loại tan trong nước (kim loại kiểm, Ba, Ca ) tác dụng với

dung dịch axit cần lưu ý:

+ Dung dịch axit dùng dư: chỉ có một phản ứng giữa kim loại và axIt + Kim loại dùng dư: ngoài phản ứng giữa kim loại và axit còn có phản ứng kim loại còn dư tác dụng với nước của dung dịch

Ví dụ I: Chom gam Cu phan ứng hết với dung dịch HNO; thu được 8,96 lít khí NO và NO; ở đktc có khối lượng m = 15,2g Giá trị của m là

A 25,6 gam B 16 gam C 2,56 gam D 8 gam Phan tich: Dyo.no, = 9,4 mol

Goi a, b lần lượt là số mol NO, NO,, ta có:

30a + 4ób = 15,2 a=0,2

Dùng phương pháp bảo toàn electron:

Quá trình nhận electron: Quá trình cho eletron:

A 8,4 lít B 16,8 lit C 5,6 lit D 11,2 lit

Phan tich: ny = 0,75 (mol)

HO THI THAM 32 LOP 46A — HOA - DH VINH

Nhận thấy K là kim loại tan trong nước nên khi cho vào dung dịch axit thì dù

axit hết hay dư K vẫn tan hết và giải phóng khí H,

-> viết phương trình ion và tính thể tích khí thoát ra theo K

Phan tich: Np, = 0,4 mol Nuno, = 1,2 mol Nyo = 0,3 mol

Phan tich: Ta c6: "z,.No,), ="zn = 0,18(mol)

Suy ra Mz,,vo,), = 9,18 189 = 34,02 g < 34,82 g = cé mudi NH,NO,

M yx,v0, = 34,82 - 34, 02 = 0,8 gam = 0,01mol Dink = 0,03

8.0,01 0.01 Theo định luật bảo toàn electron ta có: 10x + 8y +8.0,01=2 0,18

Mặt khác :x + y =0,03

Giải ra được x = 0,02; y=0,01

0,02

03 100 = 66,7% % Vụ,o= 100 - 66,7 = 33,3%

(n là số oxi hoá thấp của kim loai)

e_ Trường hợp 2: Hỗn hợp axit gồm axit thường HCI, H;SO,I và axit mạnh HNO: Khi đó H” đóng vai trò môi trường còn NO; đóng vai trò chất oxi hoa Cac bước:

- Viết phương trình điện li của 2 axit —>số mol H” và số mol NO;

- Viết phương trình phản ứng dạng 1on

+ NO; ở môi trường bazơ có tính oxI hoá yêu ( dung dich KNO, +

NaOH có thể bị AI, Zn khử đến NH, )

+ NO; ở môi trường axit có tính oxi hoá mạnh, khi đó ta xem như

kim loại phản ứng với dung dịch HNO; mặc dù H' có thể do một axit khác cung cấp, do đó nên viết phương trình phản ứng oxi hoá kim loại dưới dang ion

Ví dụ 1: Cho 8,4g bột Fe phản ứng với 100ml dung dịch gồm H;SO, 0,8M

và HCI 1,2M Các phản ứng xảy ra hoàn toàn, V,, thoát ra ở đktc là

Phản tích: Đề tìm V phải tính xem chất nào hết,chất nào dư Ta có:

Ny* =2.1„ sọ + nạo = 0,28 (mol) Ne = 0,15 (mol)

PTPU : Fe + 2H' -› Fe?” +H,

= Fe du, H* hét > Vy, = 5 Tia’ 22,4 = 3,136 (lit) ĐápánB

Vi du 2: Cho 6,4g Cu vao 120ml dung dich g6m HNO, 1M và H,SO, 0,5M tạo thành V lít khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị của V là

A 0,672 lít B 1,344 lit C 2,688 lit D 14,93 lit

Phân tích: Hỗn hợp gồm axit thường và axit có tính oxi hod manh nén H*

đóng vai trò môi trường, NO; 0đóng vai trò chất oxi hoa Ta có:

Ng, = 0,1 mol Nuno, =xo, = 0,12 mol

A 90% B 80% C 80% D 70%

HO THI THAM 35 LOP 46A — HOA - DH VINH

Vow tối thiểu cần cho vào dung dịch A = Vạ„o„ dùng để trung hoà dung

dịch A (nếu còn dư axit) + Vụ„o„ để tác dụng hết với lon Cu””

Ta có: nạ„= 0,06mol; nụ„:=Z2n, „= 0,16 mol; nyo:= neyo,= 0,032 mol

a Do khí X là sản phẩm khử của ion NO¿ = X có thể là N,, N;O, NO, NO,

Cu** + 20H —Cu(OH), 0,012 2.0,012

=> Now- =Dyioy = 0,032 + 0,024 = 0,056(mol) => Vy,oq = 0,1120)

2.2.4.3 Hén hop kim loai téc dung v6i 1 axit

Phương pháp giải:

a Khi giải loại bài tập này cũng cần lưu ý axit tham gia phản ứng là axit loại nào, tạo ra khí gì?

- Nếu 2 kim loại có tính khử khác nhau rõ rệt cùng phản ứng với l axit có

tính oxi hoá mạnh tạo ra một hỗn hợp khí và biết rằng mỗi kim loại chỉ tạo ra một

khí thì kim loại nào có tính khử mạnh hơn sẽ khử axit về sản phẩm có số oxi hoá thấp hơn

b Khi bài toán chỉ cho tổng khối lượng của 2 kim loại mà không xác định được số mol mỗi kim loại và số mol ban đầu của axit thì ta phải biện luận hỗn hợp

2 kim loại có tan hết trong axit đã cho hay không

c Nếu bài toán yêu cầu tính khối lượng muối trong dung dịch ta áp dụng:

= 2X Moeation + 2 M

m mu6i cation anion hoặc Hmuøi — Hìm 2 gịm loại + Manion

Ví dụ 1: Hoà tan 9g hỗn hợp bột X gồm Mg, AI bằng H,SO, loãng dư thu

được V lít khí A (đktc) và dung dịch B Thêm từ từ dung dịch NaOH vào B cho đến khi đạt kết tủa lớn nhất thì dừng Lọc kết tủa nung trong không khí thu được 16,2g

chất rắn Giá trị của V là

Phan tích: H;SO, loãng là axit thường nên khí A là H;

Cách giải thông thường:

Gọi a, b là số mol Mg, AI có trong hỗn hợp, viết đầy đủ các phương trình phản ứng, lập hệ phương trình biểu thị mối liên hệ khối lượng các kim loại và khối lượng các oxit sau phản ứng, giải ra a, b và từ đó tìm thể tích khí A

Cách giải nhanh: Viết sơ đồ phản ứng

mọ = m,„¡ — mụ = 16,2 — 9 = 7,2 > no =0,45 mol

Nhận xét: n, tim loại cho = ẹg* á nhận = 2Dọ = 0,45.2 = 0,9

2H' + 2e > H,

2a a

=> 2a=0,9 © a=0,45 => V =0,45.22,4 =10,080) DapanD

Vi du 2: Hoà tan hết 1,08 gam hỗn hơp Cr và Fe trong dung dịch HCI loãng

thu được 448 ml khí (đktc) Lượng crom có trong hỗn hợp là

A 0,065 gam B 0,520 gam C 0,560 gam D 1,015 gam Phan tich: Cr va Fe khi tac dụng với HCI đều thể hiện hoá trị 2 Gọi a, b lần

lượt là số mol Cr và Fe có trong hỗn hợp

nụ, = 0,02 mol

=> my, = 52.0,01 = 0,52 (g) Dap an B

Ví dụ 3: Cho 10g hỗn hợp bột Fe, Mg, Zn phản ứng với 150ml dung dịch

H,SO, 1M có V lít khí H; (đktc) bay ra Giá trị của V là

A 10,085đ) B 6,72) C 3,36() D không xác định được Phân fích: nạ sọ, = 0,15 mol

10

Gọi n là tổng số mol của 3 kim loại => 65 <n< 24 © 0,153<n<0,42

Vì 3 kim loại có hoá trị2 -> gọi ⁄ là công thức chung cho cả 3 kim loại

0,153<n_- <0,42

PTPU: M +H,SO, > MSO,+H,1

Ta có: n„ so, = 9,15 <n; M min = kim loai du, axit hét

> Ny, =Dy,s0, =0,15 mol > Vy, =0,15.22,4 = 3,360) Dap an C

Ví dụ 4: Hòa tan 7,2g Mg và 6,5g Zn vào lượng dư dung dịch H,SO, đặc đun nóng, sau phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch X; 3,2g kết tủa vàng và 2,24 lít khí A(đkc) Xác định khí A

Phân tích: nụ, = 0,3mol; n,,=0,lmol; ng) =0,lmol; n, =0,1mol

HỒ THỊ THẮM 38 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

Hòa tan Zn, Mg vào H,SO, đặc thu được kết tủa S và khí A, gọi x là số e mà

+6

S nhận để tạo phân tử khí A Các bán phản ứng oxy hóa, khử :

Quá trình oxi hoá: Quá trình khử:

Vậy s nhan 2e dé tao A > A là khí SO,

2.2.4.4 Hôn hợp kim loai tac dung voi dung dich hén hop axit

Phương pháp giải:

Khi giải bài tập loại này thường phải biện luận rất nhiều trường hợp, để đơn giản ta giải theo phương pháp bảo toàn electron trong phản ứng oxI hoá khử theo các bước sau đây:

- Viết các quá trình oxi hoá hoặc khử (không cần viết phương trình phản ứng

và bỏ qua các sản phẩm trung gian)

- Tính n, „„„ và n, „„„ theo dữ kiện bài toán

- Nếu bài toán không cho các chất tham gia hết hay dư thì phải biện luận:

+ Nếun,„„ =n,u„ — phản ứng xẩy ra vừa đủ

- Lưu ý trường hợp này rất khó viết các phương trình phản ứng do đó nếu bài toán yêu cầu tính khối lượng muối thì áp dụng:

m mudi = m cation + Manion tao musi = Mbh kimioai * Manion tao musi

aniontaomuédi “” Manion ban đầu Manion tao khi

Vi du 1: Hoa tan hoan toàn 3g hỗn hợp gồm Cu và Ag vào dung dịch gồm

HNO, dac va H,SO, dac, nóng, dư thu được 2,94g hỗn hợp khí B gồm NO; và khí

X có thể tích 1,344 lít (đktc) Khối lượng Cu, Ag lần lượt trong hỗn hợp là

HỖ THỊ THÁM 39 LỚP 46A — HOA - ĐH VINH

A 1,08g và 1,92g B 1,2g va 1,8¢

C 1,92g và 1,08g D 1,8g và 1,2g

Phân tích: Do chất ox1 hoá của 2 axit là các lon NO; và SOZ nên khí X

có thể là NO, N,O, N,, SO,, H,S, NH; Ta có:

ny = 0,06 > M, =49

Myo, =46<49 > Mx, > 49 —› X phải là SO;

Goi a,b là số mol NO,, SO; có trong hỗn hợp Ta có:

A 3,36 lít B 6,72 lít C 11,2 lit D không xác định được Phân tích: Phát hiện trong ca hai trường hợp dù tác dụng với axit hay ox1 thì đều oxi hoá hết kim loại về số oxi hoá duy nhất của nó Do đó : T( s„¡ nhan = D g* nhạn

Mà Mo, tham gia phản ứng =m, „ - mi vụ toai = 8,05 — 5,65 = 2,4 (g)