Tài liệu ôn thi hóa học

CHƯƠNG I : TƯ DUY ĐI TẮT ĐÓN ĐẦU ÁP DỤNG VÀO GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC 1.1 Tư duy đi tắt đón đầu định tính trong Hóa Học Phần này tôi sẽ trình bày một cách sơ lược và đơn giản nhất để giúp c

NGUYỄN ANH PHONG

RÈN LUYỆN VÀ PHÁT TRIỂN TƯ DUY

GIẢI BÀI TOÁN ĐIỂM 8, 9, 10

LỜI NÓI ĐẦU

Cuốn sách, cùng với tên gọi “Rèn luyện và phát triển tư duy” mà các bạn đang cầm trên tay chính là công trình bé nhỏ của tác giả như là một thông điệp gửi tới tất cả các em học sinh, với mong muốn tương lai các em sẽ trở thành người thành công trên mọi lĩnh vực, từ đó góp sức xây dựng gia đình, quê hương và đất nước Việt Nam thân yêu

Tại sao tác giả là viết cuốn sách này? Trong khi hầu hết mọi cuốn sách khác hiện nay đều viết về các phương pháp giải thì cuốn sách này lại có tên là “Rèn luyện và phát triển tư duy”? Trong phần mở đầu này, tác giả sẽ tập trung trả lời do chính mình đặt ra

Các bạn cố gắng học tốt, thi tốt để vào các trường đại học? Sau khi học tập xong, ra trường tiếp tục cố gắng tìm việc làm? Tác giả có một vài câu hỏi sau:

- Một bác sĩ phẫu thuật rất giỏi có cần viết: Phản ứng oxi hóa khử là thế nào không?

- Một giám đốc ngân hàng có cần biết: Liên kết peptit là gì không?

- Ca sĩ nổi tiếng như Quang Lê có cần biết: Dao động điều hòa không?

- Sinh viên trường Đại học Ngoại Thương, những người rất gần gũi với tác giả, học các ngành Kinh tế đối ngoại, Tài chính ngân hàng, Luật… có cần biết tới: Amin, Ankan, Anken, Ancol, Phenol, Con lắc đơn, Con lắc lò xo, Sóng âm, Giao thoa, Năng lượng từ trường…?

Câu trả lời có lẽ là “Không” Nhưng như vậy chúng ta không cần phải học sao? Vẫn là “Không”, hơn nữa còn phải học và học thật nhiều Nhưng không phải học theo kiểu “con vẹt” Có lẽ các bạn học sinh hiện nay đã quá lạm dụng các phương pháp được thầy cô đúc rút ra và sau có chỉ cần áp dụng làm theo Không chỉ vậy, còn có những công thức làm nhanh mà tác giả gọi là “siêu vẹt” Hậu quả của việc này khiến học sinh trở nên thụ động và làm bài tập một cách máy móc:

“cứ nhìn thấy dạng, lập tức ốp những công thức và phương pháp đã dập khuôn từ trước” Vậy thì mục đích của việc học là gì?

Theo tác giả, đó là rèn luyện và phát triển tư duy Dù cho có làm ngành nghề gì đi nữa, dù là bác sĩ, kỹ sư, giám đốc, nhân viên, công nhân, giáo viên… đều cần tư duy, suy nghĩ, tìm tòi trong quá trình lao động Một người nông dân cấy lúa thuần túy cũng phải suy nghĩ tính toán cho mỗi mùa vụ Vậy nên ngay từ bây giờ, khi còn đang ngồi trên ghế nhà trường các bạn học sinh muốn trở thành những người ưu tú trong công việc sau này Hãy dừng lại kiểu học “con vẹt”

nhasachhoahoctro.com

Một thông điệp nữa tác giả muốn gửi tới quí thầy cô, các vị phụ huynh và chính các em học sinh: “Đừng vì những cái tên “hot” như “Ngoại thương”, “Y Hà Nội”… mà cứ cô lao vào, bỏ qua sự phù hợp của bản thân.” Đời người ngắn ngủi, cho dù tài giỏi cũng có giới hạn Các em nên xác định lĩnh vực mình giỏi nhất sau

đó tập trung học và làm việc để cống hiến cho xã hội Học trường nào cũng được, làm nghề gì xã hội chấp nhận cũng được, miễn là các bạn yêu thích

Cuối cùng, tác giả muốn nhắn với các em học sinh rằng: “Làm gì cũng cần phải sáng tạo – Vẹt là loài gần như không có khả năng này.”

Tác giả xin chân thành cảm ơn mọi góp ý về cuốn sách đề các lần tái bản sau được hoàn thiện hơn Mọi đóng góp xin gửi về:

Email: Clbgiasudaihocngoaithuonghanoi@gmail.com

Facebook: https://www.facebook/groups/thithuhoahocquocgia/

SĐT tác giả: 0975.509.422 hoặc 0936.221.120

Chúc thành công! Tác giả: Nguyễn Anh Phong

nhasachhoahoctro.com

CHƯƠNG I : TƯ DUY ĐI TẮT ĐÓN ĐẦU ÁP DỤNG VÀO GIẢI

BÀI TẬP HÓA HỌC 1.1 Tư duy đi tắt đón đầu định tính trong Hóa Học

Phần này tôi sẽ trình bày một cách sơ lược và đơn giản nhất để giúp các bạn hiểu được “ý tưởng” và những con đường biến hóa mà những người ra đề thường sử dụng để tạo nên một bài toán Hóa Học hay và khó Qua đó mong muốn

và mục đích của tôi là các bạn phải vận dụng được lối tư duy đón đầu để giải quyết được tất cả các bài toán Trong phần này chúng ta sẽ tập trung nghiên cứu về mặt

lý thuyết để trả lời những câu hỏi luôn xuất hiện khi giải bài tập đó là :

Ví dụ 1: Cho hỗn hợp gồm Al, Al2O3 tan hết trong dung dịch chứa HNO3 Sau phản ứng thu được khí X, dung dịch Y

+ Khí X là gì ?

+ Dung dịch Y là gì ?

Định hướng tư duy giải

+ Khí X có thể là : NO, N2O, NO2, N2

+ Dung dịch Y có thể là : Al(NO3)3, NH4NO3, HNO3

Ví dụ 2: Cho hỗn hợp gồm Al, Al2O3 tan hết trong dung dịch chứa KNO3, H2SO4 Sau phản ứng thu được khí X gồm H2 và NO, dung dịch Y Cho NaOH dư vào Y thu được dung dịch Z

+ Dung dịch Y chứa những gì ?

+ H+ trong axit làm những nhiệm vụ gì ?

+ Na trong NaOH đã đi đâu ?

Định hướng tư duy giải

+ Dung dịch Y chứa

3 2 4 4

AlSONHK Chú ý vì có khí H2 nên chắc chắn NO đã hết 3

Trong giải bài tập với dung dịch Y trên ta thường dùng BTKL, BTĐT và người ta thường cho khối lượng BaSO4 để ta mò ra số mol SO 24

nhasachhoahoctro.com

+ H+ làm 4 nhiệm vụ

3 4 2 2

2 2

Do đó nếu đề bài cho biết số mol H+

, số mol NO, Oxi, H2 thì ta sẽ tính ra được ngay số mol NH4

+ Khi cho NaOH vào thì Na cuối cùng sẽ đi vào muối và còn trong NaOH dư

Tóm lại , Na sẽ chạy vào

2 4 2

Na SONaAlONaOHThường thì người ta sẽ cho biết số mol NaOH phản ứng (nghĩa là không có NaOH dư) và số mol 2

+ H trong HCl làm nhiệm vụ gì ?

+ Trong Y chứa gì ?

+ m gam kết tủa chứa gì?

Định hướng tư duy giải

+ H trong HCl làm hai nhiệm vụ 2

2 2

2H O H O Với dạng này ta thường hay dùng BTNT.H để tính khối lượng muối thu được bằng việc quy từ H sang Cl + Trong Y sẽ thường chứa 3

2

BTNT.Clo AgNO

Bây giờ ta sẽ thử với một ví dụ cụ thể hơn một chút Tôi sẽ giải chi tiết bài toàn này ở phần 1.2

Ví dụ 4: Hòa tan hết 13,52 gam hỗn hợp X gồm Mg(NO3)2, Al2O3, Mg và Al vào dung dịch NaNO3 và 1,08 mol HCl (đun nóng) Sau khi kết thức phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa các muối và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp khí Z gồm N2O và

H2 Tỷ khối của Z so với He bằng 5 Dung dịch Y tác dụng tối đa với dung dịch chứa 1,14 mol NaOH, lấy kết tủa nung ngoài không khí tới khối lượng không đổi thu được 9,6 gam rắn Phần trăm khối lượng của Al có trong hỗn hợp X là :

A 31,95% B 19,97% C 23,96% D 27,96%

nhasachhoahoctro.com

Định hướng tư duy giải

Nhìn vào một bài toán các bạn cần phải biết khai thác dữ kiện đó là điểm rất quan trọng khi giải toán Tư duy đi tắt đón đầu sẽ giúp các bạn rất nhiều trong việc xử lý các bài toán hay và khó

+ Tất nhiên, 9,6 gam chất rắn là MgO → Ta sẽ có số mol Mg hay Mg2+

+ Nhìn thấy 1,14 mol NaOH một câu hỏi đơn giản sẽ được hiện ra ngay : - Cuối cùng Na đi đâu ?

1.2 Tƣ duy đi tắt đón đầu định lƣợng trong Hóa Học

Chúng ta sẽ bắt đầu ngay với câu hỏi Đi tắt đón đầu là gì ? Tại sao lại áp dụng kiểu tư duy này khi giải các bài tập về Hóa Học? Ngay bây giờ tôi sẽ trả lời các câu hỏi trên một cách dễ hiểu nhất để tất cả các bạn có thể hiểu được Các bạn hãy quan niệm việc bố trí một bài toán hóa khó như là đưa các yếu tố đầu vào qua một mê cung rất phức tạp

Lối tư duy đi tắt đón đầu là “đừng bao giờ” sợ kẻ thủ của chúng ta trốn trong cái mê cung đầy cạm bẫy mà lao vào trong cái mê cung ấy “tìm và diệt” kẻ thù Nếu may mắn tìm ra hắn trong cái mê cung ấy thì có lẽ điều duy nhất bạn có được là kinh nghiệm bản thân tự rút ra là “mình đã quá sai lầm khi chui vào đó” Tại sao chúng ta không cần chui vào ? Vì kẻ thù sẽ phải lộ diện ở đầu ra Và chúng

ta chỉ việc phục ở đầu ra và tiêu diệt Đầu ra của chúng ta là cái gì ? Nó được che đậy dưới các dạng như : Dung dịch Y, hỗn hợp khí Z, kết tủa T, hỗn hợp muối G,

… Công việc của chúng ta là trả lời câu hỏi “Nó là cái gì?” và áp các ĐLBT vào Vẫn biết kẻ thù nhiều trò để ẩn nấp những khi các bạn luyện tập kỹ những gì tôi

Mê cung

nhasachhoahoctro.com

trỡnh bày trong cuốn sỏch này thỡ những kiểu ẩn nấp dự kớn tới mức nào cũng chỉ như “Vải thưa che mắt thỏnh”

Để hiểu rừ hơn kỹ thuật đún đầu và tiờu diệt tụi núi bờn trờn xin mời cỏc bạn nghiờn cứu qua cỏc vớ dụ rất đơn giản mà tụi trỡnh bày rất chi tiết đến mức “củ chuối” ngay dưới đõy :

Vớ dụ 1 : Hũa tan hết 22,8 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4 và Cu trong dung dịch HCl loóng thu được dung dịch Y gồm 3 chất tan cú tổng khối lượng 40,4 gam (khụng cú khớ thoỏt ra) Biết trong Y số mol của Cu2+ gấp 2 lần số mol của Fe3+ Phần trăm khối lượng của Fe trong X là :

và tiếp tục tư duy bằng cỏc ĐLBT

+ Nhận thấy X biến thành T khụng cú phản ứng oxi húa khử do đú điện tớch được bảo toàn Nghĩa là O2- được thay thế 2Cl Cỏc bạn cũng cú thể hiểu đơn giản hơn qua BTNT.H vỡ O biến thành H2O mà Cl bằng H vỡ đều từ HCl mà ra

+ tăng gi°m khối lượng ntrong XO 40,4 22,8 0,32(mol)

35,5.2 16+ Vậy

BTDT trong Y

Cl BTKL

+ HCl thành H2 (bay lờn) và Cl (trong muối)

+ HCl thành H2 (bay lờn) và SO24 (trong muối)

+ H2O thành H2 (bay lờn) và OH trong dung dịch

nhasachhoahoctro.com

Một hướng tư duy theo kiểu BTĐT nữa cũng rất hay đó là : Thực chất quá trình kim loại làm H2 bay ra chẳng qua là quá trình thay thế điện tích dương của

H trong dung dịch bằng điện tích dương của cation kim loại

Ví dụ 2 : Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp Zn và Al vào trong 200ml dung dịch

X chứa HCl 0,3M và H2SO4 0,2 M thu được dung dịch Y Thể tích dung dịch NaOH 1M cần thêm vào dung dịch Y để lượng kết tủa thu được lớn nhất là V Giá trị của V là :

A 150ml B 160ml C 140ml D 130ml

Định hướng tư duy giải:

Câu này có thể nhiều bạn sẽ thấy sai đề khi không biết m gam hỗn hợp thế nào Nhưng đó chỉ là trò lừa đảo của mình thôi.Vì ta có thể tư duy như sau là kết tủa lớn nhất khi Na trong NaOH chạy vào NaCl và Na2SO4.Chỉ cần Al và Zn tan hoàn toàn

+ Do đó có ngay : nH 0, 2(0,3 0, 4) 0,14(mol) V 140(ml)

Gặp dạng toán kim loại kiềm, kiềm thổ và Al tan trong nước mà có Al dư thì chúng ta đón đầu thế nào? Nhiều người nói tôi làm tắt Thực chất họ không hiểu hướng tư duy của tôi lên mới phát biểu như vậy Hướng tư duy là rất đơn giản vì Al

dư nên nNa n vì dung dịch có chất NaAlOAl 2, hay 2nBa n vì dung dịch sẽ Altương ứng là chất Ba(AlO )2 2…sau đó ta áp BTE vào thôi

Ví dụ 3: Cho m gam hỗn hợp rắn X gồm Na và Al vào nước dư thu được 4,032 lít

H2 (đktc), dung dịch Y và 0,25m gam chất rắn không tan Giá trị của m là :

A 5 B 8 C 6 D 10

Định hướng tư duy giải:

+ Ta có ngay 0,75m Na : a(mol) BTE a 3a 0,18.2 a 0,09(mol)

Al : a(mol)BTKL

0,75m 0,09(23 27) m 6(gam)

nhasachhoahoctro.com

Ví dụ 4: Hỗn hợp X gồm Ba,Na và Al trong đó số mol Na bằng 0,6 lần số mol Ba

Hoà tan m gam hỗn hợp X trong nước dư thu được dung dịch Y; 0,116m gam chất rắn khan và 11,648 lít H2 (đktc) Phần trăm khối lượng Al trong hỗn hợp X là :

2a 0,6a 2,6a.3 0,52.2 a 0,1(mol)

Ví dụ 5: Cho m gam bột Zn vào 500 ml dung dịch chứa CuCl2 0,4M và FeSO40,4M.Sau một thời gian thu được dung dịch X và hỗn hợp chất rắn nặng 25 gam Lọc tách chất rắn rồi cho 14,4 gam Mg vào dung dịch X.Sau khi các phản ứng xảy

ra hoàn toàn thấy có 29,8 gam chất rắn xuất hiện.Giá trị của m là :

Vậy lượng Mg chuyển thành Mg2+ trong dung dịch sẽ là :

Ví dụ 6: Cho 5,1 gam hỗn hợp bột gồm Mg và Al có tỉ lệ mol 1:1 vào 150 ml dung

dịch hỗn hợp chứa AgNO3 1M, Fe(NO3)3 0,8M, Cu(NO3)2 0,6M sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thấy có m gam rắn xuất hiện Giá trị của m là:

+ Có

3

3 2

3 3 3

BT.NO

3 2 0,12(mol)

Ví dụ 8: Dung dịch X chứa 0,1 mol Fe(NO3)3 và 0,24 mol HCl Dung dịch X có thể hòa tan được tối đa bao nhiêu gam Cu ( biết phản ứng tạo ra khí NO là sản phẩm khử duy nhất)

A 5,76 gam B 6,4 gam C 5,12 gam D 8,96 gam

Định hướng tư duy giải:

+ Gặp loại này các bạn cần chú ý :

nhasachhoahoctro.com

Đầu tiên là các bán phản ứng như :

+ Khi nhìn thấy các nguyên tố như Mg, Al các bạn hãy nhớ tới NH4

Bài toán này thì quá đơn giản phải không các bạn ?

+ Dễ thấy H+ hết và nNO 0, 24 0,06(mol)

4+ Vậy dung dịch cuối cùng là gì ?

– Là

BTNT.N

3 BTNT.Fe 2

BTDT 2

A.25,8 va 78,5 B.25,8 va 55,7 C.20 va 78,5 D.20 va 55,7 Định hướng tư duy giải:

+ Nhìn thấy ngay H+ hết nNO 0, 2 0,05(mol)

4

Do đó X là

2 4 BTNT.N BTKL

3 muèi BTDT 2

Con đường tư duy của chúng ta lại trở thành vô cùng quen thuộc rồi nhỉ ?

Ví dụ 12: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 2,8 gam Fe và 1,6 gam Cu trong 500ml

dung dịch hỗn hợp HNO3 0,1M và HCl 0,4M, thu được khí NO (khí duy nhất) và dung dịch X Cho X vào dung dịch AgNO3 dư, thu được m gam chất rắn Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, NO là sản phẩm duy nhất của N+5 trong các phản ứng Giá trị của m là:

nhasachhoahoctro.com

AgCl : 0,2

a 0,0125 m 30,05

Ag : 0,0125Vào thời buổi hiện nay người ta cũng rất thích những kiểu bài “lắt léo” như thế này Các bạn cần để ý kỹ nhé !

1.3 Xu thế ra các bài toán tổng hợp hiện đại

Với hướng đổi mới trong việc giảng dạy nhằm phát huy tư duy tích cực cho học sinh đòi hỏi quá trình ra đề thi và kiểm tra phải đảm bảo được việc học tủ, học lệch Trong những năm gần đây việc ra đề thi tổng hợp liên quan tới tính oxi hóa của ion NO3 trong môi trường H+ có lẽ là giải pháp tối ưu Bởi lẽ những bài toán dạng này đòi hỏi người giải phải hiểu đúng và sâu bản chất hóa học mới giải đúng và nhanh được Việc học tủ, học theo dạng sẽ khó mà giải được Theo kinh nghiệm của tôi, để làm tốt các bài toán tổng hợp kiểu như vậy các bạn cần nắm vững các chú ý quan trọng sau :

+ Luyện tập khả năng tư duy tìm ra mắt xích then chốt, thường nó là các

dữ kiện bằng số cụ thể mà mình có thể quy ra số mol được

+ Kỹ thuật tư duy đón đầu

+ Tư duy về phân bổ nhiệm vụ

+ Và vận dụng linh hoạt các định luật bảo toàn

Trong phần viết này tôi sẽ cố gắng trình bày xúc tích, đi từ dễ tới khó để các bạn có thể hiểu rõ và hiểu sâu các chú ý quan trọng mà tôi nhắc tới bên trên, từ đó các bạn

có thể vận dụng tốt trong quá trình giải bài tập Chúng ta sẽ cùng nhau nghiên cứu qua ví dụ đơn giản sau :

Câu 1: Cho 5,6 gam hỗn hợp X gồm Mg và MgO có tỷ lệ mol tương ứng là 5 : 4

tan vừa đủ trong dung dịch hỗn hợp chứa HCl và KNO3 Sau phản ứng thu được 0,224 lít khí N2O (đktc) và dung dịch Y chỉ chứa muối clorua Biết các phản ứng hoàn toàn Cô cạn cẩn thận Y thu được m gam muối Giá trị của m là :

Vậy Y chứa

2

BTKL 4

Câu 2: Cho 12,56 gam hỗn hợp gồm Mg và Mg(NO3)2 tan vừa đủ trong dung dịch hỗn hợp chứa 0,98 mol HCl và x mol KNO3 Sau phản ứng thu được dung dịch Y chỉ chứa muối clorua và 0,04 mol khí N2 Cô cạn cẩn thận Y thu được m gam muối khan Biết các phản ứng hoàn toàn Giá trị của m là :

A 46,26 B 52,12 C 49,28 D 42,23

Nguồn đề: Nguyễn Anh Phong Định hướng tư duy giải:

Trong ví dụ này tôi muốn các bạn hiểu về tư duy phân chia nhiệm vụ Chúng ta đã

có số mol H+ Do đó, một câu hỏi được đặt ra rất nhanh đó là : H+

làm những nhiệm vụ gì ? – Nó làm hai nhiệm vụ là tạo ra N2 và NH 4

Các bạn cần biết và nên thuộc các bán phản ứng sau :

Câu 3: Cho m gam hỗn hợp X chứa Al, Fe(NO3)2 và 0,1 mol Fe3O4 tan hết trong

nhasachhoahoctro.com

khí Y gồm hai khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí và dung dịch Z chỉ chứa các muối sunfat trung hòa Biết tỷ khối của Y so với H2 là 31/3 Cho BaCl2vào Z sau khi các phản ứng xảy ra xong cho tiếp AgNO3 dư vào thì thu được x gam kết tủa Biết các phản ứng hoàn toàn Giá trị của tổng x + m là :

n 0,15(mol)

n 0,075(mol)

Vì có khí H2 bay ra nên trong Y không có NO3 và muối sắt chỉ là Fe2+ Đây là những chú ý các bạn cần phải nhớ kỹ Ở nhiều sách và trong nhiều bài tập khi có khí H2 thoát ra người ta vẫn bố trí trong dung dịch có chứa ion Fe3+ điều này nếu xét theo tính chất của dãy điện hóa là không chính xác vì tính oxi hóa của Fe3+mạnh hơn H+

+ Mắt xích then chốt của chúng ta ở bài này là số mol H+ Khí H2, NO cũng biết O cũng biết nên câu hỏi được đưa ra ngay là H+

có những nhiệm vụ gì ? – Rất đơn giản nó có nhiệm vụ tạo ra NO, H2, biến O trong oxit thành H2O

và sinh ra

4

4 2

BTNT.H NH

nhasachhoahoctro.com