sáng kiến kinh nghiệm RÈN LUYỆN kĩ NĂNG GIẢI NHANH bài TOÁN về AXIT NITRIC BẰNG ĐỊNH LUẬT bảo TOÀN ELECTRON và PHƯƠNG PHÁP QUI đổi

TRƯỜNG THPT VĂN LÃNG---  ---SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN VỀ AXIT NITRIC BẰNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON VÀ PHƯƠNG PHÁP QUI ĐỔI HỌ VÀ TÊN: LÝ THU GIANG

TRƯỜNG THPT VĂN LÃNG

- 

 -SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN VỀ AXIT NITRIC BẰNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON VÀ PHƯƠNG PHÁP QUI ĐỔI

HỌ VÀ TÊN: LÝ THU GIANG

TỔ: HÓA – SINH

MỤC LỤC

PHẦN I: MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề

2 Mục đích nghiên cứu.

3 Nhiệm vụ nghiên cứu.

4 Phạm vi nghiên cứu.

PHẦN II: NỘI DUNG

I Cơ sở lí luận.

I.1 Phương pháp bảo toàn electron.

I.2 Phương pháp qui đổi.

I.3 Một số công thức áp dụng cần nhớ.

II Thực trạng.

III Giải pháp.

III.1 Những kiến thức cần trang bị.

III.2.Những bài tập minh họa.

III.2.1.Dạng bài tập áp dụng định luật bảo toàn electron III.2.2 Dạng bài tập áp dụng phương pháp qui đổi.

IV Kết quả.

PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.

Phần I

MỞ ĐẦU

1 Đặt vấn đề.

- Hoá học là môn khoa học cơ bản trong các trường THCS và THPT Đây là môn các em mới được trang bị kiến thức từ khi học lớp 8 bậc THCS Tuy nhiên, đây cũng là môn thường xuyên sử dụng thi tốt nghiệp THPT và là một trong ba môn bắt buộc trong kì thi TSĐH-CĐ khối A, B

- Kể từ năm 2007, Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đã chuyển cấu trúc thi tuyển sinh đại học, cao đẳng môn hoá từ tự luận sang trắc nghiệm 100% Điều đó cũng đồng nghĩa trong vòng 90 phút, học sinh phải thật bình tĩnh để lựa chọn phương án trả lời tối ưu nhất trong thời gian ngắn nhất Nắm bắt được điều đó, các giảng viên đại học, cao đẳng, các chuyên gia và các nhà giáo có nhiều kinh nghiệm đã xuất bản rất nhiều sách và tài liệu tham khảo

về các phương pháp giải nhanh trắc nghiệm Một vài phương pháp phải kể đến là: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, phương pháp đường chéo, trung bình, đồ thị và một phương pháp khá hữu hiệu là phương pháp qui đổi

- Hơn thế nữa, thông qua các đề thi đại học, cao đẳng hiện nay tôi nhận thấy trong đề thi có nhiều bài tập liên quan đến axit nitric Và để giải nhanh những bài tập đó chúng ta thường áp dụng phương pháp bảo toàn electron và phương pháp qui đổi

- Qua 3 năm giảng dạy ở trường THPT kết hợp với những kiến thức tích luỹ được

khi ngồi trên giảng đường đại học tôi mạnh dạn đưa ra ý tưởng “ Rèn luyện kĩ năng giải

nhanh bài toán về axit nitric bằng định luật bảo toàn electron và phương pháp qui đổi”.

2 Mục đích nghiên cứu

- Nghiên cứu những dạng bài toán về axit nitric thường gặp trong các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng

- Đề xuất những ý tưởng để giải nhanh bài toán axit nitric, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn ở trường phổ thông và là hành trang vững chắc để các em chuẩn

bị bước vào kì thi TSĐH

- Bản thân có cơ hội nghiên cứu, tìm hiểu và vận dụng các ý tưởng đó vào công tác giảng dạy của bản thân sau này

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu nội dung kim loại tác dụng với axit nitric trong bài 9 sách giáo khoa 11

cơ bản Đồng thời tìm ra những dạng bài tập điển hình thường gặp trong các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, đề thi TSĐH

- Nghiên cứu phương pháp bảo toàn electron, phương pháp qui đổi và vận dụng phương pháp đó để giải bài tập trắc nghiệm

4 Phạm vi nghiên cứu.

- Tiến hành nghiên cứu trên đối tượng học sinh khá, giỏi ở lớp 11 trường THPT Văn Lãng (đội tuyển thi học sinh giỏi cấp tỉnh lớp 11 năm học 2011 – 2012 gồm 6 học sinh) để kết luận những ý tưởng, giả thuyết mà đề tài đưa ra cần bổ sung gì không

Phần II NỘI DUNG

I Cơ sở lí luận.

I.1 Phương pháp bảo toàn electron.

I.2 Pháp pháp qui đổi

- Phạm vi áp dụng:

- Hướng qui đổi: Một bài toán có thể có nhiều hướng qui đổi khác nhau:

+ Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về hai hay chỉ một chất

FeO

+ Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng:

+ Bằng kinh nghiệm của mình, tác giả nhận thấy hướng qui đổi về các nguyên tử tương ứng là đơn giản và dễ hiểu hơn cả Vì vậy, trong các ví dụ dưới đây tác giả chỉ trình bày hướng qui đổi này

- Khi áp dụng phương pháp qui đổi, cần phải tuân thủ 3 nguyên tắc:

+ Bảo toàn nguyên tố

+ Bảo toàn số oxi hoá

+ Số electron nhường, nhận là không thay đổi

I.3 Một số công thức áp dụng cần nhớ:

I.3.1 Tính khối lượng muối

- Phạm vi áp dụng:

Tuy nhiên, trong các bài tập ta cũng thường gặp phản ứng chỉ tạo muối sunfat Dạng này ta cần:

2-I.3.2 Tính số mol HNO 3 phản ứng.

(2)

mmuối = mkim loại + 62 (3  n NO n NO2  8n N O2  10n N2) 80  n NH NO4 3

mmuối = mkim loại + 62 (3  n NO n NO2  8n N O2  10n N2  8n NH NO4 3 ) 96  n SO2

naxit nitric phản ứng = ntạo muối + ntạo khí và muối amoni

mmuối = mkim loại + mgốc axit

(1.1)

(1.2)

(1.3)

II Thực trạng.

- Qua những năm giảng dạy tại trường phổ thông và nhiều năm đi gia sư khi ngồi trên ghế giảng đường đại học, tôi nhận thấy rất nhiều học sinh cứ loay hoay viết rất nhiều phương trình phản ứng khi cho hỗn hợp kim loại hoặc oxit kim loại tác dụng với axit

- Vì vậy, sử dụng phương pháp qui đổi và bào toàn electron là những công cụ tối ưu

để giải những quyết những bài toán dạng này

- Một đối tượng học sinh khác chúng ta cũng hay gặp là quá lạm dụng máy tính (cái

gì cũng bấm và bấm quá chi li), do đó sẽ rất tốn thời gian làm bài Vì vậy, ý tưởng là rất quan trọng, giúp học sinh định hướng được cách giải nhanh bài toán về axit nitric trong dạng đề thi tự luận hoặc trắc nghiệm

- Từ thực tế trên, tác giả xin trình bày những giải pháp, ý tưởng để giải nhanh những bài toán axit nitric

III Giải pháp.

III.1 Những kiến thức cần trang bị

Các kiến thức về phản ứng oxi hoá khử học sinh đã được trang bị ở lớp 10 Trong khuôn khổ đề tài, tôi chỉ xin đề cập tới các bước để giải nhanh bài toán axit nitric trên máy tính trong đề thi TSĐH

III.2 Những bài tập minh hoạ

naxit nitric phản ứng =4 n NO   2 n NO2  10 n N O2  12 n N2  10 n NH NO4 3

Dựa trên kinh nghiệm bản thân, tôi đã đưa ra một số dạng bài tập về kim loại, hỗn hợp kim loại tác dụng với axit nitric hoặc hỗn hợp axit và đưa ra ý tưởng để giải nhanh những bài tập đó

III.2.1: Dạng bài tập sử dụng định luật bảo toàn electron.

III.2.1.1 Kim loại tác dụng với HNO 3

Bài 1: Cho 3,024g một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 loãng thu được 940,8 ml

kim loại M?

 Ý tưởng

- Xác định kim loại

 Phép tính

-3,024

9 0,9408 8

22, 4

KL

n

Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 2,6g kim loại X bằng dung dịch HNO3 loãng, lạnh thu được dung

Xác định kim loại X?

 Ý tưởng

- Dung dịch sau phản ứng tác dụng với NaOH có khí nên sản phẩm khử phải có muối

NH4NO3    n NH NO4 3 n NH3

-2,6

32,5

0, 224 8

22, 4

KL

n

Trắc nghiệm

Bài 1: Hoà tan a gam Al trong dung dịch HNO3 loãng thấy thoát ra 4,48 lít hỗn hợp khí

Bài 2: Cho 3,6g Mg tan hết trong dung dịch HNO3 loãng dư sinh ra 2,24 lit khí X (sản

phẩm khử duy nhất ở đktc), Khí X là:

Bài 3: ĐH 2009 KA: Hoà tan 12,42g Al bằng dung dịch HNO3 loãng dư được dung dịch X

dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan:

Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 8,4g Mg vào 1 lit dung dịch HNO3 vừa đủ Sau phản ứng thu

III.2.1.2 Hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO 3

Bài 1: ĐH 2008 KB: Tính Thể tích dung dịch HNO3 1M loãng ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe; 0,15 mol Cu (Biết phản ứng chỉ tạo ra chất khử NO)?

 Ý tưởng

 Gợi ý

Vdd HNO3 phản ứng

2 0,15 2 0,15 4

3 1



Bài 2: Chia m gam hỗn hợp X gồm Fe, Al thành 2 phần bằng nhau:

- Phần 1: Hoà tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thu được 7,28 lit H2

- Phần 2: Hoà tan hết trong dung dịch HNO3 dư thu được 5,6 lit NO duy nhất Các

thể tích khí đo ở đktc Tính khối lượng Fe, Al trong X

 Ý tưởng

s.o.x.h là +3

2x + 3y = 2 7,28/22,4 x = 0,1 mol

Bài 3: Hoà tan 4,95g hỗn hợp X gồm Fe và Kim loại R có hoá trị không đổi trong dung

X (Các thể tích khí đo ở đktc).

 Ý tưởng

- Chọn n thích hợp và xác định R

 Phép tính

-4,95 0,045 56

9

0, 27

KL

n

Bài 4: Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu tan hết trong 2 lit dung dịch HNO3 thu được 1,792 lit

dung dịch HNO 3 ban đầu (Biết He = 4)?

 Ý tưởng

- Từ M hh ta nhẩm được mol (NO) = mol (N2O)

- Áp dụng công thức (2.1) tính mol (HNO3 phản ứng)    CM (HNO3)

 Phép tính

222, 4 

2

M

Trắc nghiệm.

Bài 1: ĐH 2007 KA: Hoà tan hoàn toàn 12g hỗn hợp Fe và Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng axit

Bài 2: ĐH Y Dược HN 2000 Hoà tan 4,431g hỗn hợp Al và Mg trong dung dịch HNO3

loãng thu được dung dịch X (không chứa muối amoni) và 1,568 lit (đktc) hỗn hợp khí

không màu có khối lượng 2,59g trong đó có một khí hoá nâu trong không khí Số mol

HNO 3 phản ứng là:

Bài 3: Hoà tan 15,2g hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 500ml dung dịch HNO3 loãng dư thu

III.2.1.3: Dạng bài tập hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO 3 và H 2 SO 4

Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 19,2g kim loại M trong hỗn hợp dung dịch HNO3 và H2SO4 đặc

kim loại M?

 Ý tưởng

- Giải hệ phương trình tìm số mol NO2 (a mol) và SO2 (b mol)

- ĐLBT electron (n.M = 1.NO2 + 2.SO2)    M = f(n) với n 1  n 3)

- Xác định M.

 Phép tính

- M =

19, 2

32

0, 6 n

n



Chọn n = 2 và M = 64 (Cu)

Bài 2: Hoà tan 0,1 mol Cu vào 120ml dung dịch X gồm HNO3 1M và H2SO4 0,5M Sau

khi phản ứng kết thúc thu được V lit khí NO duy nhất Tính V?

 Ý tưởng

 Phép tính

NO

Cu n H n

- VNO = 22, 4 1 0, 24 1,344( )

Bài 3: Dung dịch A chỉ chứa các ion H+; NO3-; SO42- Đem hoà tan 6,28g hỗn hợp B gồm 3 kim loại có hoá trị lần lượt là I, II, III vào dung dịch A thu được dung dịch D và 2,688 lit

 Ý tưởng

- Áp dụng công thức (1.3) tính khối lượng muối thu được.

 Phép tính

- mmuối = 6,28 + 62  0,06 + 96  0,06 = 15,76(g)

Trắc nghiệm.

Bài 1: Hoà tan hỗn hợp A gồm Cu và Ag trong dung dịch HNO3 và H2SO4 thu được

lượng hỗn hợp A bằng:

Bài 2: Hoà tan hết hỗn hợp gồm x mol Fe và y mol Ag bằng dung dịch hỗn hợp HNO3 và

phản ứng thì thu được 22,164g hỗn hợp các muối khan Giá trị của x và y là:

A 0,07 và 0,02 B. 0,09 và 0,01 C 0,08 và 0,03 D.0,12 và 0,02

Bài 3: Hoà tan hết 10,32g hỗn hợp Ag, Cu bằng lượng vừa đủ 160ml dung dịch gồm HNO3

dịch A thu được khối lượng muối khan là:

A 22,96g B 18,00g C 27,92g D 29,72g

Bài 4: Hoà tan bột Fe vào 200 ml dung dịch NaNO3 và H2SO4 Đến phản ứng hoàn toàn

rắn không tan Biết dung dịch A không chứa muối amoni Cô cạn dung dịch A thu được khối lượng muối khan là:

III.2.2: Dạng bài tập áp dụng phương pháp qui đổi.

Bài 1: Nung m gam bột Fe ngoài không khí thu được 3g hỗn hợp chất rắn X Hoà tan hết

(đkc) Tìm giá trị của m?

Ý tưởng

- Phép tính

56x + 16y = 3 x = 0,045

Bài 2: Đốt cháy 5,6g bột Fe trong bình đựng O2 thu được 7,36g hỗn hợp X gồm 4 chất rắn

 Ý tưởng

- Dựa vào M hh nhẩm nhanh tỉ lệ số mol mỗi khí (Trường hợp này số mol 2 khí bằng

- Qui đổi 7,36g hỗn hợp X thành Fe (x mol) và O (y mol)

thể tích hỗn hợp hỗn hợp

 Phép tính

Vhh khí =





Bài 3: Hoà tan hoàn toàn 30,4g hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuS, Cu2S và S bằng dung dịch

dung dịch Y thu được bao nhiêu gam kết tủa?

 Ý tưởng

- Qui đổi hỗn hợp thành Cu (x mol); S (y mol)

- ĐLBT electron (2.Cu + 6.S = 3.NO) và khối lượng hỗn hợp, giải hệ tìm x, y

 Phép tính

64x + 32y = 30,4 y = 0,35

- mkết tủa = 98  0,3 + 233  0,35 = 110,95(g)

Trắc nghiệm.

Bài 1: ĐH 2008KA: Cho 11,36g hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết

muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y là:

Bài 2: Hoà tan hết m gam hỗn hợp Fe; FeO; Fe3O4 trong dung dịch HNO3 đặc nóng dư

m:

Bài 3: Cho 13,92g hỗn hợp Cu và một oxit sắt tác dụng với dung dịch HNO3 loãng được

2,688 lit khí NO duy nhất (đkc) và 42,72g muối khan Công thức oxit sắt:

A FeO B Fe2O3 C Fe3O4 D không xác định

IV Kết quả.

luật bảo toàn electron và phương pháp qui đổi khá vững để giải bài tập về kim loại, hỗn hợp kim loại tác dụng với axit nitric hoặc hỗn hợp axit và các bài toán có mặt axit nitric

định, cụ thể : 1 giải ba và 2 giải khuyến khích

PHẦN III

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

1 Kết luận.

Từ mục đích và nhiệm vụ của đề tài, tác giả đã tiến hành nghiên cứu và đã giải quyết được một số nội dung sau:

năng giải nhanh trên máy tính

- Thông qua phiếu điều tra, bài kiểm tra, gặp gỡ trao đổi trực tiếp với giáo viên, đồng thời dựa trên một số kinh nghiệm của bản thân rút ra trong quá giảng dạy, các thắc mắc của đồng nghiệp, bước đầu tôi đã hoàn thiện sáng kiến của mình

sinh lớp 11 và 12 Và tác giả hi vọng, sáng kiến này sẽ là tài liệu được dùng trong tiết học tự chọn lớp 11 (Chương Nitơ – photpho)

2 Kiến nghị.

Tuy nhiên do hạn chế về mặt thời gian và do kinh nghiệm của bản thân còn quá ít, đồng thời trong khuôn khổ của một sáng kiến kinh nghiệm nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót nên tác giả hi vọng sẽ nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các Thầy, Cô đi trước và các bạn đồng nghiệp để có thể mở rộng đề tài và đưa ra được nhiều hướng giải nhanh hơn cho bài toán axit nitric hơn nữa

Tôi xin chân thành cảm ơn !

HĐKH trường THPT Văn Lãng Văn lãng, ngày 25 tháng 10 năm 2012

Người viết

Lý Thu Giang

THCS : Trung học cơ sở.

THPT : Trung học phôt thông

TSĐH : Tuyển sinh đại học

TSĐH - CĐ : Tuyển sinh đại học - cao đẳng

m : Khối lượng

n : Số mol

C%: Nồng độ phần trăm

ĐLBT: Định luật bảo toàn

đktc (hay ĐKTC; đkc): điều kiện tiêu chuẩn (điều kiện chuẩn)