Chuyen de BDHSG hoa vo co THCS

+ Sử dụng phương pháp hoá học theo sơ đồ sau: Phản ứng tách phải đạt yêu cầu: + Chỉ tác dụng lên một chất trong hỗn hợp cần tách+ Sản phẩm tạo thành có thể tách dễ dàng khỏi hỗn hợp kết

PHẦN 1: HOÁ VÔ CƠ

Năm học 2011 - 2012

I LÝ DO

- Giáo dục đóng một vai trò rất quan trọng trong chiến lược phát triển của mỗi quốc gia Nghị quyết trung ương 2 khoá VIII của Đảng cũng đã xem giáo dục là quốc sách hàng đầu

- Nâng cao dân trí – Đào tạo nhân lực – Bồi dưỡng nhân tài là nhiệm vụ hàng đầu của ngành Giáo dục – Đào tạo

- Phát hiện và bồi dưỡng học sinh có năng khiếu về các môn học ngay từ cấp học Trung học cơ sở là bước khởi đầu quan trọng để đào tạo các em thành những người đi đầu trong các lĩnh vực khoa học và công nghệ sau này Vì vậy bồi dưỡng học sinh giỏi là nhiệm vụ quan trọng và thường xuyên của mỗi nhà trường và mỗi giáo viên

- Số lượng và chất lượng học sinh giỏi luôn là một trong những thước đo

để đánh giá chất lượng dạy học của mỗi giáo viên và mỗi nhà trường

• Từ những nguyên nhân chủ quan và khách quan trên Vấn đề bồi dưỡng nhân tố con người mới là vấn đề hết sức cần thiết, đặc biệt trong giáo dục, vấn đề học sinh giỏi là điều kiện tiên quyết để đánh giá sản phẩm của người thầy

- Chọn những học sinh có kiến thức vững vàng và thật sự yêu thích bộ môn

- Bồi dưỡng ngay từ lớp 8

- Giáo viên thật sự yêu nghề, quan tâm đến chất lượng giảng dạy

- Qua thực tế dạy học, giáo viên vẫn phải tự sưu tầm bài tập, các

phuơng pháp giải phù hợp với đối tuợng để tiến hành bồi dưỡng học sinh giỏi

- Tham mưu với BGH trường để được sự hỗ trợ và tạo điều kiện

thuận lợi nhất cho quá trình thực hiện

- Giáo viên bồi dưỡng lấy kết quả của học sinh đạt được là niềm vui, niềm tự hào cho bản thân, là danh dự cho Tổ bộ môn, cho Trường và cho Huyện nhà

 Giáo viên

NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ

A MỘT SỐ DẠNG CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP LÍ THUYẾT

1 Dạng 1: Câu hỏi trình bày, so sánh, giải thích các hiện tượng

2 Dạng 2: Câu hỏi điều chế

3 Dạng 3: Phân biệt và nhận biết chất

4 Dạng 4: Tinh chế và tách các chất

B MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI

1 Dạng 1: Bài toán xác định chất dư thiếu

2 Dạng 2: Bài toán hỗn hợp

3 Dạng 3: Bài toán áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố

4 Dạng 4: Bài toán có hiệu suất phản ứng

5 Dạng 5: Toán về kim loại tác dụng với dung dịch muối

6 Dạng 6: Toán về kim loại có hiđrôxit lưỡng tính tác dụng với dung dịch bazơ

7 Dạng 7: Bài toán biện luận

8 Dạng 8: Toán về phản ứng giữa oxit axit và dung dịch bazơ

9 Dạng 9: Toán về phản ứng giữa đa axit và dung dịch bazơ

10 Dạng 10: Bài toán cực trị

11 Phương pháp ghép ẩn số

12 Phương pháp tự chọn lượng chất

13 Phương pháp khối lượng mol trung bình

14 Phương pháp tăng – giảm khối lượng

15: Phương pháp qui về 1 ẩn

Dạng 1: Câu hỏi trình bày, so sánh, giải thích các hiện tượng hóa học

a) Cho Na lần lượt vào các dung dịch: (NH4)2CO3, Fe2(SO4)3, AlCl3b) Thổi từ từ CO2 vào dung dịch nước vôi trong

hoá học xảy ra

- Mô tả hiện tượng xảy ra trong quá trình thí nghiệm theo trình tự quan sát

- Dựa vào đặc điểm cấu tạo và tính chất để giải thích hiện tượng và viết PTPƯ

được sản phẩm gồm 1 oxit sắt duy nhất và hỗn hợp khí A, B Nếu cho từng khí A, B lội từ từ qua dung dịch Brôm hoặc dung dịch Ca(OH)2 tới dư thì có hiện tượng gì xảy ra? Giải thích và viết các PTPƯ xảy ra?

Chú ý! Phải xác định được:

+ Các chất phản ứng (vừa đủ) với nhau, không có chất dư

+ Trong các chất phản ứng, có 1 chất đã phản ứng hết, chất còn lại dư

+ Chất nào cho vào trước, chất nào cho vào sau, chất nào phản ứng trước, chất nào phản ứng sau

+ Nắm được các phương pháp điều chế các chất

+ Xác định thành phần chính của chất cần điều chế để lập sơ đồ tìm các chất liên quan đến nguyên liệu đã cho và chất cần điều chế:

Nguyên liệu A B X (chất cần điều chế)

Ví dụ 1: Tìm các chất có kí hiệu bằng chữ cái để hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:

Ví dụ 2: Từ FeS2, H2O, NaCl, xúc tác và các thiết bị cần thiết khác

Viết các PTHH điều chế Fe, FeCl2, Fe(OH)3, NaHSO4

Biết A, B, C là các hợp chất có trong nguyên liệu dùng để sản xuất thuỷ tinh:

(Na2O.CaO.6SiO2: loại thường)

cao, sau phản ứng thu được chất rắn B Cho B vào dung dịch NaOH dư sau phản ứng đem lọc thu được chất rắn C và dung dịch D Từ C và D hãy điều chế ra các kim loại có trong hỗn hợp A ban đầu?

I Nhận biết không giới hạn thuốc thử

Nguyên tắc:

+ Xác định loại chất, đưa ra dấu hiệu đặc trưng của từng chất và lựa chọn thuốc thử thích hợp

+ Trình bày cách nhận biết Viết PTHH xảy ra (nếu có)

AlCl3 , FeCl3 , FeCl2 , MgCl2 , NaCl

III Nhận biết không dùng thuốc thử (chỉ dùng những hóa chất cho sẵn)

Nguyên tắc:

+ Dựa vào tính chất hoá học các chất đã cho để xem xét khả năng phản ứng của từng cặp chất

+ Kẻ bảng phản ứng, dựa vào dấu hiệu để so sánh và kết luận

NaCl, (NH4)2SO4, NaCl, Ba(OH)2, Ba(HCO3)2

II Nhận biết có giới hạn thuốc thử

chất, có thể sử dụng luôn chất đó để làm thuốc thử nhận biết tiếp chất khác

Na2CO3, BaCl2, Na2SO4, Ba(HCO3)2 và NaCl

Ví dụ 1: Bằng phương pháp hoá học tách riêng từng kim loại ra khỏi hỗn hợp gồm:

Al , Fe , Cu

Phương pháp:

+ Sử dụng phương pháp vật lý: lọc, cô cạn, chưng cất, chiết…

+ Sử dụng phương pháp hoá học theo sơ đồ sau:

Phản ứng tách phải đạt yêu cầu:

+ Chỉ tác dụng lên một chất trong hỗn hợp cần tách+ Sản phẩm tạo thành có thể tách dễ dàng khỏi hỗn hợp (kết tủa, khí, ….)+ Từ sản phẩm tạo thành có khả năng tái tạo lại chất ban đầu

Dạng 1: BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH CHẤT DƯ THIẾU

dư, do đó phải xác định được chất dư Lượng chất còn lại tính theo chất phản ứng hết

+ Muốn chứng minh hỗn hợp kim loại hoặc hỗn hợp muối tan hết khi tác dụng với axit thì giả sử hỗn hợp chỉ gồm kim loại hoặc muối có khối lượng mol nhỏ

nhất khi ấy số mol hỗn hợp lớn nhất và ngược lại (Lưu ý: Lý luận trên chỉ chắc chắn

đúng khi hỗn hợp kim loại có cùng hoá trị).

minh rằng A đã tan hết?

Hướng dẫn: Hỗn hợp A chỉ tan hết khi hỗn hợp A có số mol lớn nhất cũng tan hết, mà

hỗn hợp có số mol lớn nhất nếu như gần toàn bộ khối lượng hỗn hợp là của Mg

Giả sử toàn bộ khối lượng hỗn hợp là của Mg: nMg = 13/24 = 0,54 mol

Mg + 2HCl MgCl2 + H2

Số mol H tối đa cần dùng = 2 nMg = 2.0,54 = 1,08 mol mà nHCl = 1,2 mol > 1,08 mol

Vậy axit vẫn còn dư, chứng tỏ hỗn hợp A tan hết

200/7% và của B trong BCO3 là 40%

a) Xác định ACO3 và BCO3 ?

b) Lấy 31,8g hỗn hợp X cho vào 0,8 lít dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Y

Hãy chứng tỏ hỗn hợp X bị hoà tan hết ? (ĐS: a) A : Mg ; B : Ca )

Dạng 2: BÀI TOÁN HỖN HỢP

loãng, sau phản ứng thoát ra một khí A, dung dịch B và chất rắn D Thêm dung dịchKOH dư vào dung dịch B rồi sục không khí để phản ứng xảy ra hoàn toàn Lọc kết tủa

và nung đến khối lượng không đổi cân nặng 24 gam Chất rắn D cũng được nung trongkhông khí đến khối lượng không đổi cân nặng 5 gam Tính phần trăm về khối lượngcủa mỗi kim loại ban đầu?

Mg(OH) 2  MgO + H 2 O

Dựa vào các phương trình phản ứng ta lập được hệ phương trình toán học, giải sẽ được

Khối lượng của Fe = 11,2 g ; Mg = 4,8 g

Hướng dẫn: Đồng không tan trong axít H2SO4 chính là chất rắn D bị nung trong

dữ kiện bài cho để lập hệ phương trình rồi giải tìm kết quả Tuy nhiên cần lưu ý tới 1 số phương pháp như: qui về 1 ẩn, khối lượng mol trung bình, định luật BTKL…nhiều bài toán được giải quyết nhanh gọn bởi các phương pháp này (trình bày ở phần sau)

Dạng 3: BÀI TOÁN ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LUỢNG

VÀ BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ

bằng tổng khối lượng của các chất tham gia phản ứng”. Đây chỉ là biểu hiện bên ngoài,

bản chất của nó chính là sự bảo toàn nguyên tử Có thể phát biểu như sau: “ Trong phản

ứng hoá học, số nguyên tử mỗi nguyên tố trước phản ứng bằng số nguyên tử của nguyên

tố đó sau phản ứng” hay “Trong phản ứng hoá học, số mol mỗi nguyên tố trong các chất

sản phẩm bằng số mol nguyên tố đó trong chất tham gia phản ứng” PP này thường áp

dụng trong các bài toán xác định CTHH của hợp chất và 1 số bài toán thiếu dữ kiện

(đktc) Lập công thức hoá học của A?

Hướng dẫn: Từ mFe2O3 mFe = 22,4g ; VSO2 mS = 25,6g

Theo ĐLBTKL: mFe + mS = 22,4 + 25,6 = 48g = mA A chỉ có Fe và S

Lập tỉ lệ mFe : mS = 1 : 2 Công thức hoá học của A là FeS2

Dạng 4: BÀI TOÁN CÓ HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG

+ Một phản ứng được coi là hoàn toàn (h = 100%) khi trong 2 chất tham gia sẽ có 1

chất A phản ứng hết, chất còn lại B có thể hết hoặc dư Lúc đó tính lượng sản phẩm tạo thành (C, D) theo chất phản ứng hết

+ Một phản ứng được coi là không hoàn toàn (h < 100%), khi sau phản ứng có đủ cả 2

chất A và B (rất quan trọng trong bài hiệu suất)

+ Công thức tính hiệu suất (h%):

h% chất tham gia = Lượng chất tham gia theo lí thuyết/Lượng chất t.gia theo thực tếh% chất sản phẩm = Lượng chất sản phẩm theo thực tế/Lượng chất sản phẩm theo LT

Ví dụ: Trộn 5 lít N2 và 20 lít H2 với một ít bột sắt làm xúc tác rồi nung nóng một thời gian, sau đó đưa về nhiệt độ và áp suất ban đầu thì được 24 lít hỗn hợp Tính hiệu suất tổng hợp NH3?

Hướng dẫn: PTHH: N2 + 3H2 2NH3

Vì các khí đo ở cùng to và p

N2 dư = (5 – x)lít ; H2 dư = (20 – 3x)lít ; NH3 = 2x lít(5 – x) + (20 – 3x) + 2x = 24 x = 0,5 thể tích NH3 = 1 lítTheo phản ứng: nếu 5 lít N2 phản ứng hết với 20 lít H2 thì thu được 10 lít NH3

t o

Dạng 5: TOÁN VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH

MUỐILOẠI 1: MỘT KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI MỘT DUNG DỊCH MUỐI CỦA KIM LOẠI

YẾU HƠN

loại sẽ tăng hoặc giảm

+ Nếu khối lượng thanh kim loại tăng: mkim loại sau – mkim loại trước = mkim loại tăng

+ Nếu khối lượng thanh kim loại giảm: m kim loại trước - mkim loại sau = mkim loại giảm

+ Nếu khối lượng thanh kim loại tăng a% hay giảm b% thì đặt khối lượng thanh kim

loại ban đầu là m (g) Vậy khối lượng thanh kim loại tăng là a% m hay b% m

khô cân lại thấy tăng thêm 3,45g

a) Tính khối lượng Al đã phản ứng?

b) Tính nồng độ mol các dung dịch sau phản ứng?

Hướng dẫn: PTHH: 2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu a)

Gọi x là số mol Al phản ứng Dựa vào PTPƯ và đề bài thiết lập độ tăng khối lượng

của lá Al Giải tìm x suy ra khối lượng Al phản ứng = 1,35g b) Dựa

vào PTPƯ tìm được số mol CuSO4 dư và Al2(SO4)3 tạo thành Suy ra CM

(CuSO4 dư) = 0,15M ; CMAl2(SO4)3 = 0,05M

Phương pháp: Chú ý đến thứ tự phản ứng: kim loại mạnh nhất phản ứng trước và phản ứng hết rồi mới đến kim loại yếu hơn kế cận

ứng hoàn toàn thu được chất rắn A nặng 1,84g và dung dịch B Cho dung dịch B tác dụng với NaOH dư rồi lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi được hỗn hợp oxit nặng 1,2g Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu và

Hướng dẫn: Biện luận để xác định Mg phản ứng hết, Fe chỉ phản ứng một phần

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO44Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3Mg(OH)2 MgO + H2O

LOẠI 3: MỘT KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH 2 MUỐI

kim loại sẽ phản ứng với muối của kim loại yếu hơn trước và phản ứng hết sau đó mới đến muối của kim loại kế cận nó

khi phản ứng kết thúc thu được 17,2g chất rắn B và dung dịch C Cho NaOH dư vào dung dịch C thu được 13,6g kết tủa 2 hiđroxit kim loại

a) Biện luận tìm khả năng phản ứng của 2 kim loại?

b) Tính nồng độ mol các muối trong dung dịch A? Biết m = 3,6g

Hướng dẫn: Biện luận xác định Mg phản ứng hết và Cu(NO3)2 dư

Mg(NO3)2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaNO3Cu(NO3)2 + 2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3Gọi x, y là số mol AgNO3 và Cu(NO3)2 ban đầu và z là số mol Cu(NO3)2 tham gia

Lập hệ 3 phương trình, giải tìm được x = 0,1, y = 0,15, z = 0,1

CM(AgNO3) = 0,2M ; CM (Cu(NO3)2) = 0,3M

LOẠI 4: KIM LOẠI KIỀM VỚI DUNG DỊCH MUỐI

ra 2 phản ứng: Kim loại kiềm tác dụng với nước trong dung dịch sau đó kiềm sinh ra

sẽ tiếp tục phản ứng với muối

dung dịch C

a) Tính thể tích khí A? (đktc)b) Nung kết tủa B ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi thu được bao nhiêu gam chất rắn?

c) Tính C% chất tan trong dung dịch C?

Hướng dẫn: Các PTPƯ: Ba + 2H2O Ba(OH)2 + H2

a) nH2 = nBa = 0,2 mol VH2 = 4,48 lít

Dạng 6: TOÁN VỀ KIM LOẠI CÓ HIĐROXIT LƯỠNG TÍNH

TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH BAZƠ

với dung dịch bazơ mạnh như: NaOH, KOH, Ba(OH)2…

+ Khi cho hỗn hợp gồm kim loại kiềm và một trong những kim loại trên tác dụng với nước thì sẽ xảy ra 2 phản ứng: kim loại kiềm tác dụng với nước và kim loại khác tác dụng với kiềm

+ Khi cho 1 lượng muối của 1 kim loại trên tác dụng với dung dịch bazơ lượng kết tủa thu được thường xảy ra theo 2 hướng:

- Lượng bazơ dùng thiếu nên chỉ 1 phần muối phản ứng

- Lượng bazơ dùng dư nên muối đã phản ứng hết tạo kết tủa tối đa, sau đó kết tủa tan đi một phần

được 3,36 lít khí H2 (đktc) và m(g) chất rắn Tính m?

Hướng dẫn: PTHH: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1)

2NaOH + 2H2O + 2Al 2NaAlO2 + 3H2 (2)nNa = x mol nAl = 2x mol Từ PT(1): nNaOH = nNa = x mol

Từ PT(2): xét tỉ lệ: x/2 < 2x/2 Vậy Al dưTổng nH2 = x/2 + 3x/2 = 0,15 x = 0,075 nAl dư = 2x – x = x mol

mAl dư = 0,075 27 = 2,025g

Dạng 7: BÀI TOÁN BIỆN LUẬNLOẠI 1: BIỆN LUẬN THEO ẨN SỐ (Biện luận hóa trị)

Phương pháp: Căn cứ vào đề bài để lập các phương trình 2 ẩn, chọn 1 ẩn làm biến số (hoá trị,

chỉ số…) còn ẩn kia được xem là hàm số Sau đó lập bảng biến thiên để chọn cặp giá trị hợp lí

Chú ý! Nắm chắc các điều kiện về chỉ số và hoá trị: Hoá trị của kim loại trong oxit bazơ, bazơ,

muối thường ≤ 3, hoá trị của các phi kim trong oxit ≤ 7, chỉ số của H trong các hợp chất khí với phi kim ≤ 4, trong CxHy thì x ≥ 1 và y ≤ 2x + 2, ….Khi biện luận theo hoá trị của kim loại trong oxit cần chú ý đến mức hoá trị 8/3 của Fe trong Fe3O4 hoặc 2y/x của Fe trong FexOy

Ví dụ 1: Hòa tan một kim loại bằng 500 ml dung dịch HCl sau phản ứng thu được 11,2 lít H2

(đktc), trung hòa axít dư trong dung dịch thu được bằng 100 ml Ca(OH)2 1M Sau đó cô cạn dung dịch còn lại 55,6 gam muối khan Tính nồng độ mol của dung dịch axít đã dùng

và xác định kim loại bị hòa tan?.

Hướng dẫn: nCa(OH)2 = 0,1 mol, nH2 = 0,5 mol

2R + 2xHCl  2RClx + xH2 Ca(OH)2 + 2HCl  CaCl2 + 2H2O

Giải ta được: 1/x(R + 35,5x) = 44,5 Suy ra R = 9x

Biện luận x = 1  R = 9 (loại )

Biện luận x = 2  R = 12 (loại )

Biện luận x = 3  R = 27 (nhận ) Vậy kim loại đó là nhôm ; CM(HCl) = 2,4M

Ví dụ 2: Một oxit kim loại (A) có công thức là RxOy , trong đó R chiếm 70% về khối lượng Tìm công thức oxit (A)?

Hướng dẫn: Lập tỉ lệ: xR : 16y = 70 : 30  R = 56/3.n Biện luận suy ra n = 3 và R = 56 (Fe)

LOẠI 2 BIỆN LUẬN PHÂN CHIA TRƯỜNG HỢP

định cụ thể tính chất hoá học, hoặc chưa biết phản ứng đã hoàn toàn chưa Vì vậy cần xét từng khả năng xảy ra đối với chất tham gia hoặc các trường hợp có thể xảy

ra đối với các sản phẩm

thì thu được 1,56g muối và một khí A Hấp thụ hoàn toàn khí A vào trong 45 ml dung dịch NaOH 0,2M thì tạo thành 0,608g muối Xác định kim loại đem dùng?

Hướng dẫn: Vì chưa rõ nồng độ H2SO4 nên có thể xảy ra 3 phản ứng:

2R + 2nH2SO4 R2(SO4)n + nSO2 + 2nH2O (2)8R + 5nH2SO4 4R2(SO4)n + nH2S + 4nH2O (3)

Biện luận: Do A + NaOH nên không thể là H2 Vậy (1) không xảy ra

Vì nR = nH2SO4 = a mol nên: Nếu xảy ra (2) thì 2n = 2 n = 1 (hợp lí)

Nếu xảy ra (3) thì 5n = 8 n = 8/5 (vô lí) Vậy R hoá trị I và khí A là SO2

Xét 3 trường hợp: tạo muối axit (loại), muối trung hoà (loại) và tạo 2 muối (nhận)

Lập hệ PT giải: x = 0,001 ; y = 0,004

mR2SO4 = (2R + 96).0,005 = 1,56 R = 108 (Ag)

LOẠI 3: BIỆN LUẬN SO SÁNH

thiếu hoặc các số liệu về lượng chất đề cho đã vượt quá hoặc chưa đạt đến 1 con số nào đó

+ Cơ sở biện luận: lập các bất đẳng thức kép có chứa ẩn số (thường là nguyên tử khối)

Từ bất đẳng thức này tìm được các giá trị chặn trên, chặn dưới của ẩn để xác định 1 giá trị hợp lý

II trong dung dịch HCl dư thấy có 5,6 lít H2 (đktc) Hoà tan riêng 9g kim loại M trong dung dịch HCl dư thì thể tích khí H2 sinh ra chưa đến 11 lít (đktc) Xác định M?

x + 2y = 0,5 y = 10,8/78 – M Vì y < 0,25 M < 34,8 (2)

Từ (1) và (2) kim loại phù hợp là Mg