skkn PHÂN LOẠI và PHƯƠNG PHÁP GIẢI bài tập TRẮC NGHIỆM xác ĐỊNH KIM LOẠI

KINH NGHIỆM KHOA HỌC Lĩnh vực CM có kinh nghiệm Giảng dạy Số năm kinh nghiệm 29 Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: * Ứng dụng công nghệ thông tin để đổi mới phương phá

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

Họ và tên Nguyễn Thị Kim Nga (nữ)

Ngày tháng năm sinh 13 - 1- 1961

Điạ chỉ 17/F5-KP1-P.Long Bình Tân- Biên Hòa- Đồng Nai

TRƯỜNG THPT NGUYỄN HỮU CẢNH

Mã số:

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Có đính kèm: Các sản phẩm không thề hiện trong bản in SKKN

 Mô hình  Phần mềm  Phim ảnh  Hiện vật khác

Chức vụ Tổ trưởng chuyên môn

Đơn vị công tác THPT Nguyễn Hữu Cảnh

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

Học vị cao nhất Đại học sư phạm

Chuyên ngành đào tạo Cử nhân hóa

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

Lĩnh vực CM có kinh nghiệm Giảng dạy

Số năm kinh nghiệm 29

Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây:

* Ứng dụng công nghệ thông tin để đổi mới phương pháp dạy học theo nhómtrong bộ môn hóa học

* Phân loại và phương pháp giải bài tập điện phân

* Phân loại và phương pháp giải bài tập nhận biết các chất vô cơ

* Phân loại và phương pháp giải bài tập nhận biết các chất hữu cơ

* Áp dụng phương pháp bảo toàn electron để giải nhanh bài tập hóa học

Chuyên đề:

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

TRẮC NGHIỆM XÁC ĐỊNH KIM LOẠI

Tóm tắt:

Chuyên đề đưa ra phân loại và phương pháp giải một số dạng bài tập

trắc nghiệm xác định kim loại, cùng với những ví dụ minh họa có hướng dẫn cách giải nhanh và bài tập tổng hợp.

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

* Hóa học là môn khoa học vừa lý thuyết vừa thực nghiệm nên có tính hấp dẫn,

nhưng lại là một môn học khó Vì vậy muốn học tốt môn Hóa Học ngoài nắm vững

kiến thức cơ bản, biết suy luận, thì việc tổng hợp các dạng bài tập và đề raphương pháp giải các dạng bài tập đó trong trường hợp tổng quát là một phầnkhông thể thiếu trong việc củng cố kiến thức, rèn luyện những kĩ năng cơ bản chohọc sinh

* Trong phân phối chương trình của Bộ Giáo Dục và Đào Tạo số tiết bài tập lại hơi

ít (đặc biệt với các bài tập trắc nghiệm) so với nhu cầu cần củng cố kiến thức chohọc sinh

* Trong yêu cầu đổi mới giáo dục về việc đánh giá học sinh bằng phương pháp trắcnghiệm khách quan, thì khả năng giải toán Hóa Học của các em còn rất nhiều hạnchế, thường các em giải rất dài dòng, nặng nề về mặt toán học không cần thiếtthậm chí không giải được vì qúa nhiều ẩn số, nhưng khi nắm được dạng bài vàphương pháp giải sẽ giúp các em tìm ra đáp án một cách nhanh chóng

* Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài tập lại càng có ý nghĩa quantrọng hơn Mỗi bài tập có thể có nhiều phương pháp giải khác nhau Nhưng nếubiết phân dạng và lựa chọn phương pháp hợp lý, sẽ giúp học sinh trong thời gianngắn đã nắm được các dạng bài tập, nắm được phương pháp giải

* Tôi luôn động viên, khuyến khích các em tìm tòi và sáng tạo để bổ sung thêmcác bài tập, vì vậy học sinh có năng lực rất hứng thú trong học tập, còn những họcsinh yếu, trung bình cũng tìm thấy ở đây những điều cần thiết cho mình

* Xuất phát từ những lí do trên, cùng với một số kinh nghiệm sau những nămgiảng dạy trong năm học 2011 - 2012 này, tôi đã chọn đề tài:

“Phân loại và phương pháp giải bài tập trắc nghiệm xác định kim loại”

II TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI

1) Cơ sở lý luận:

* Cơ sở lý thuyết của đề tài:

- Về nguyên tắc để xác định một kim loại phải tìm được nguyên tử khối của kimloại đó

- Nắm vững tính chất hóa học của kim loại, các phương pháp điều chế kim loại,tính chất của axít, muối, bazơ, oxít kim loại

- Nếu 2 kim loại thuộc cùng 1 nhóm A và ở 2 chu kì liên tiếp nhau thì gọi M là kimloại tương đương của 2 kim loại đó Tìm nguyên tử khối trung bình của 2 kim loại

và dùng BTH suy ra tên 2 kim loại

- Một số kim loại khi tác dụng với các chất khác nhau thường thể hiện các hoá trịkhác nhau (VD: Fe tác dụng với HCl, H2SO4 loãng tạo muối sắt II, còn khi tácdụng với Cl2, H2SO4 đặc, nóng, HNO3 tạo muối sắt III), vì vậy khi làm bài tập phảiđặt kim loại có hai hoá trị khác nhau nếu cho tác dụng với hai chất khác nhau

- Nếu bài toán hỗn hợp đầu được chia làm 2 phần không bằng nhau thì khi giải tagiả sử phần này gấp k lần phần kia, như vậy số mol các chất ở phần này cũng gấp klần số mol các chất ở phần kia

- Để giải bài tập xác định kim loại ta thường kết hợp các phương pháp: Bảo toànkhối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, phương pháp đường chéo,phương pháp tăng giảm khối lượng,

2) Nội dung, biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài:

Đề tài được chia thành hai phần:

* Phần 1: Phân loại các dạng bài tập thường gặp: 7 dạng bài tập cụ thể:

- Dạng 1: Xác định kim loại dựa vào bài tập kim loại tác dụng với axit

- Dạng 2: Xác định kim loại dựa vào bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối

- Dạng 3: Xác định kim loại dựa vào bài tập kim loại tác dụng với chất khí

- Dạng 4: Xác định kim loại dựa vào bài tập muối cacbonat

- Dạng 5: Xác định kim loại dựa vào bài tập điện phân

- Dạng 6: Xác định kim loại dựa vào bài tập khử oxit kim loại

- Dạng 7: Xác định kim loại dựa vào bài tập kim loại tác dụng với nước

Mỗi dạng đều có hai phần: 1 kiến thức cần nhớ và phương pháp; 2 ví dụ minhhọa đưa ra hệ thống những bài tập đa dạng, khai thác ở nhiều khía cạnh khác nhau

từ cơ bản đến nâng cao, vừa hay, vừa có loại khó và hướng dẫn giải cho các dạng

đó với phương pháp ngắn gọn và dễ nhớ

* Phần 2: Các bài tập vận dụng: Cung cấp hệ thống bài tập từ dễ đến khó nhằmgiúp các em tự ôn luyện, phân loại và vận dụng phương pháp hợp lý để giải chúngmột cách nhanh nhất, qua đó giúp các em nắm chắc phương pháp giải hơn

A) Phân loại các dạng bài tập thường gặp:

Dạng 1: Xác định kim loại dựa vào bài tập kim loại tác dụng với axit

1) Kiến thức cần nhớ và phương pháp:

*

2 4( )

HCl Kim loai

HNO





muối có hóa trị cao + san pham khu cua S

san pham khu cua N





- Nếu Fe còn dư, thì thu được muối của sắt II (và có thể có cả muối sắt III dư).

- Kim loại Al, Fe, Cr thụ động trong axit HNO 3 đặc, nguội và H 2 SO 4 đặc, nguội.

- Khi hòa tan hoàn hoàn hỗn hợp kim loại trong đó có Fe bằng dung dịch HNO 3 mà thể tích axit cần dùng là nhỏ nhất thì muối sắt thu được là muối sắt II

2 Ví dụ minh họa:

Ví dụ 1: Ngâm một lá kim loại M nặng 50 gam trong dung dịch HCl, sau khi thu

được 336 ml khí H2 (đktc) thì khối lượng lá kim loại giảm 1,68% Kim loại M là

ta xem hóa trị của kim loại bằng II

Ta có sơ đồ: M  H2

Từ sơ đồ  nM = n = 0,015 (mol) H2

 M = 0,84

0,015 = 56  Đáp án C

Ví dụ 2: X là kim loại thuộc nhóm IIA Cho 3,4 gam hỗn hợp gồm kim loại X và

Zn tác dụng với lượng dư dung dịch HCl sinh ra 1,344 lit khí H2 (ở đktc) Mặt kháckhi cho 3,8g X tác dụng với lượng dư dung dịch H2SO4 loãng thì thể tích khí H2sinh ra chưa đến 2,24 lit (ở đktc) Kim loại X là

Ví dụ 3: Hoà tan 16 gam hỗn hợp A gồm Fe và một kim loại X hoá trị II vào dung

dịch HCl thì thu được 8,96 lit khí H2 (ở đktc) Nếu chỉ dùng 9,6 gam kim loại Xhóa trị II đó cho vào dung dịch HCl thì dùng không hết 500 ml dung dịch HCl 4M.Kim loại X cần tìm là

Ví dụ 4: Hoà tan 1,4 gam kim loại A hoá trị II bằng dung dịch hỗn hợp khi trộn 80

ml dung dịch H2SO4 0,25M và 100 ml dung dịch HCl 0,2M Để trung hoà dungdịch thu được, phải dùng hết 50 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 0,1M và Ba(OH)20,05M Kim loại A là

 x = 0,025  MA = 1, 4

0,025 = 56

 Đáp án C

Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn 12,15 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Mg và M có tỉ

lệ mol tương ứng là 2:3, cần dùng 300 ml dung dịch Y gồm HCl 1M và H2SO40,5M loãng thu được dung dịch Z Để trung hòa lượng axit dư trong dung dịch Zcần dùng 100 ml dung dịch NaOH 1M Kim loại M là

Hướng dẫn:

H

n  = 0,31 + 0,50,32 = 0,6 (mol) n OH = 0,1 (mol)

Vì các kim loại ở 4 đáp áp khi tác dụng với axít HCl và H2SO4 đều có hóa trị

2 nên ta xem hóa trị của kim loại M bằng II

Hướng dẫn:

Gọi kim loại M có hóa trị n  nM = 19, 2

M ; nNaOH = 0,6 (mol)

Nếu SO2 vừa đủ tạo muối Na2SO3 thì m Na SO2 3 = 0,6

2 106 = 37,8 (gam) phù hợp với bài toán

Ví dụ 8: Cho 12,45 gam hỗn hợp X gồm Al và kim loại M hóa trị II tác dụng với

dung dịch HNO3 loãng, lấy dư, thu được 1,12 lít hỗn hợp hai khí N2O và N2 có tỉkhối hơi so với hiđro là 18,8 và dung dịch Y Cho dung dịch Y tác dụng với dungdịch NaOH lấy dư được 0,448 lít khí NH3 Cho biết số mol hỗn hợp X là 0,25 mol,các khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn Kim loại M là

Hướng dẫn:

Cho dung dịch Y tác dụng với dung dịch NaOH lấy dư thoát ra khí NH3

 Dung dịch Y chứa muối NH4NO3

Ví dụ 9: Có 7,22 gam hỗn hợp X gồm Fe và một kim loại M hóa trị không đổi.

Nếu cho toàn bộ hỗn hợp X tác dụng hết với dung dịch HCl thì thu được 4,256 lítkhí H2 (ở đktc) Còn nếu cũng hỗn hợp trên tác dụng hết với dung dịch HNO3 dưthì thu được 3,584 lít khí NO (ở đktc) Kim loại M trong hỗn hợp là

Hướng dẫn

Gọi x, y lần lượt là số mol Fe, M

Theo định luật bảo toàn electron ta có 2 0,38 (1)

Theo bài ra: 56x + Mny = 7,22 (3) Từ (1), (2) và (3) ta có

- M đứng trước X trong dãy điện hóa.

- Cả M và X đều không tác dụng được với nước ở điều kiện thường.

- Muối tham gia phản ứng và muối tạo thành phải là muối tan

* Khối lượng chất rắn tăng: m = m X (tạo ra) – m M (tan)

* Khối lượng chất rắn giảm: m = m M (tan) – m X (tạo ra)

* Khối lượng chất rắn tăng = khối lượng dung dịch giảm.

* Phản ứng giữa kim loại với dung dịch muối xảy ra theo qui tắc α “Chất khửChất khử

mạnh tác dụng với chất oxi hoá mạnh sẽ sinh ra chất khử yếu hơn và chất oxi hoá yếu hơn.

* Khi giải dạng toán này ta cần xác định thứ tự các phản ứng xảy ra và xác định chính xác sau phản ứng chất nào dư (kim loại hay muối dư)

- Kim loại có tính khử mạnh hơn và muối của ion kim loại tính oxi hoá mạnh hơn

sẽ phản ứng trước.

- Nói chung, nếu chưa biết số mol của kim loại và số mol của muối ban đầu thì ta không thể xác định được chính xác phản ứng nào xảy ra tiếp theo.

* Trường hợp nếu M là kim loại kiềm, kiềm thổ (Ca, Sr, Ba) thì M sẽ khử ion

H + của H 2 O thành H 2 và tạo thành dung dịch bazơ Sau đó xảy ra các phản ứng trao đổi giữa muối và dung dịch bazơ (nếu có).

2 Ví dụ minh họa:

Ví dụ 10: Nhúng một kim loại M chỉ có hoá trị II trong hợp chất có khối lượng 25

gam vào 100ml dd AgNO3 1M cho đến khi phản ứng hoàn toàn Lọc dung dịch,đem cô cạn thu được 9,4 gam muối khan Kim loại M là

Hướng dẫn:

mmuối thu được < mkim loại do đó kim loại dư, AgNO3 hết

M + 2AgNO3  M(NO3)2 + 2Ag

 Đáp án D

Ví dụ 11: Ngâm một lá sắt vào dung dịch chứa 1,6 gam muối sufat của kim loại M

hoá trị II Sau phản ứng khối lượng lá sắt tăng thêm 0,08 gam Kim loại M là

Hướng dẫn:

Vì hai kim loại đều có hóa trị 3 nên nX = nAl = 0,14 mol

Mặt khác từ độ giảm khối lượng

 MX – 27 = 4,06

0,14  MX = 56

 Đáp án B

Ví dụ 14: Lấy hai thanh kim loại M hóa trị II, khối lượng ban đầu bằng nhau và

bằng a gam Nhúng thanh thứ nhất vào dung dịch Cu(NO3)2; nhúng thanh thứ haivào dung dịch Pb(NO3)2 Sau một thời gian, lấy hai thanh kim loại ra và cân lạithấy thanh thứ nhất giảm 0,2%; thanh thứ hai tăng 28,4% (so với khối lượng banđầu) Cho biết Cu(NO3)2 và Pb(NO3)2 phản ứng với số mol bằng nhau Kim loại Mlà

Hướng dẫn:

Cách 1: Vì khối lượng 2 thanh kim loại bằng nhau và nCu NO( 3 2)  nPb NO( 3 2) nên:

- Khi nhúng thanh kim loại M vào dung dịch Cu(NO3)2 khối lượng thanh Mgiảm  M > 64 (1)

- Khi nhúng thanh kim loại M vào dung dịch Pb(NO3)2 khối lượng thanh Mtăng  M < 207 (2)

Kết hợp (1) và (2) với 4 đáp án chỉ có Zn thỏa mãn  Đáp án A

Cách 2: Vì khối lượng 2 thanh kim loại bằng nhau và n Cu NO( 3 2) n Pb NO( 3 2) đồng thời

các kim loại đều có hóa trị II nên ta có:

Ví dụ 15: Một tấm platin bên ngoài phủ một lớp kim loại M có hóa trị II Ngâm

tấm kim loại này vào dung dịch Cu(NO3)2 có dư cho đến khi kết thúc phản ứng thìkhối lượng tấm platin tăng 0,16 gam (biết toàn bộ lượng Cu sinh ra đều bám vàothanh platin) Lấy tấm platin ra rồi ngâm tiếp vào dung dịch Hg(NO3)2 có dư chođến khi kết thúc phản ứng thì khối lượng tấm platin lại tăng thêm 2,74 gam nữa.Kim loại M là

Hướng dẫn:

Đặt x là số mol kim loại M phản ứng

Các kim loại M, Cu, Hg đều có hóa trị II  nCu, Hg tạo ra = x

Khi nhúng thanh kim loại M vào dung dịch Cu(NO3)2 thì

* Bản chất của dạng toán này là xét cho cả qúa trình nên chỉ cần quan tâm tới trạng thái đầu và trạng thái cuối của các chất oxi hóa và chất khử rồi áp dụng định luật bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng, do đó lược bớt được các giai đoạn trung gian, giúp giải bài tập nhanh hơn

* Đối với dạng toán này thường ta tính được khối lượng chất khí theo công thức:

m khí = m hỗn hợp rắn sau – m hỗn hợp rắn ban đầu

2 Ví dụ minh họa :

Ví dụ 16: Một hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm A, B thuộc hai chu kỳ liên tiếp

trong bảng tuần hoàn có khối lượng 10,6 gam Khi cho hỗn hợp X tác dụng với khí

Cl2 dư cho ra hỗn hợp hai muối nặng 31,9 gam Hai kim loại kiềm là

Ví dụ 17 : Đốt một kim loại M trong bình kín đựng khí clo thì thu được 6,5 gam

muối clorua và nhận thấy thể tích clo trong bình giảm 1,344 lít (đktc) Kim loại đãdùng là

Ví dụ 19: Đốt cháy a gam kim loại M trong 6,72 lít khí clo (đktc) tạo ra 26 gam

muối clorua (biết hiệu suất phản ứng tính theo clo và đạt 80%) Kim loại M là

Gọi n là hóa trị của kim loại M

Ví dụ 20: Cho 24,3 gam một kim loại M (có hóa trị n duy nhất) tác dụng với 5,04

lít khí O2 (đktc) thu được chất rắn A Cho A tác dụng hết với dung dịch HCl thấy

có 1,8 gam khí H2 thoát ra Kim loại M là

2M (dư) H O2

   xH2

b 0,5bx

22, 417

4, 75 2 9,50,5

Ví dụ 22: Đốt cháy hoàn toàn 3,6 gam kim loại M (có hoá trị không đổi) trong

hỗn hợp khí Cl2 và O2 Sau phản ứng thu được 11,5 gam chất rắn và thể tích hỗnhợp khí đã phản ứng là 2,8 lít (ở đktc) Kim loại M là

- Muối cacbonat trung hòa của kim loại kiềm đều bền với nhiệt.

- Muối cacbonat của kim loại khác và muối hiđrocacbonat đều bị phân hủy khi đun nóng.

- Đối với bài tập về muối cacbonat ta luôn có: n muối cacbonat trung hòa = n CO2

- Khi hòa tan muối cacbonat vào dung dịch axit với điều kiện nước bay hơi không đáng kể, nếu đề bài cho sau phản ứng khối lượng dung dịch tăng thì ta tính được khối lượng CO 2 theo biểu thức: m CO2 = m muối cacbonat - m dung dịch tăng

- Khi nung muối cacbonat được chất rắn, sau đó cho chất rắn thu được tác dụng với dung dịch axit, nếu có khí CO 2 thoát ra thì chứng tỏ chất rắn có chứa muối cacbonat dư, ta có thể áp dụng một số biểu thức sau:

n muối cacbonat = n CO2

m muối cacbonat = m muối clorua -11n CO2 (với axit HCl)

m muối cacbonat = m muối sunfat -36n CO2 (với axit H 2 SO 4 )

2 Ví dụ minh họa:

Ví dụ 23: Cho 4,55 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại kiềm ở hai

chu kỳ liên tiếp nhau tan hoàn toàn trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được 1,12 lítkhí CO2 (đktc) Hai kim loại kiềm là

Ví dụ 24: Hòa tan 2,84 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại A và B kế

tiếp nhau trong nhóm IIA bằng dung dịch HCl dư thu được 0,896 lít khí CO2(54,6oC; 0,9atm) và dung dịch X Kim loại A, B là

Ví dụ 25: Cho 9,125 gam muối hiđrocacbonat của kim loại M phản ứng hết với

dung dịch H2SO4 (dư), thu được dung dịch chứa 7,5 gam muối sunfat trung hòa.Kim loại M là

Ví dụ 26: Hòa tan 2,84 gam hỗn hợp X gồm hai muối cacbonat của hai kim loại A,

B nhóm IIA và thuộc hai chu kỳ liên tiếp nhau trong bảng tuần hoàn bằng dungdịch HCl, sau phản ứng thấy khối lượng dung dịch tăng 1,52 gam Gỉa sử nước bayhơi không đáng kể Hai kim loại A, B là