Sáng kiến kinh nghiệm Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập hóa học chương sắt

Nội dung tóm tắt: Sáng kiến kinh nghiệm Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập hóa học chương sắt

1. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HÀ NỘI TRƯỜNG THPT CAO BÁ QUÁT GIA LÂM SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM GIẢI NHANH ÁP DỤNG CHO CÁC BÀI TẬP HÓA HỌC CHƯƠNG SẮT Môn : Hóa học Người viết: Chu Thị Minh. Chức vụ : Tổ trưởng tổ Hóa - Sinh- Công nghệ. Năm học 2011-2012 Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 1
2. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt KINH NGHIỆM GIẢI NHANH ÁP DỤNG CHO CÁC BÀI TẬP HÓA HỌC CHƯƠNG SẮT A.ĐẶT VẤN ĐỀ I. LỜI MỞ ĐẦU Phấn đấu nâng cao chất lượng dạy và học của nghành giáo dục là một công việc có tính chất thời sự và thường xuyên. Để có kết quả ngày càng cao chất lượng dạy học và giáo dục là việc làm suốt đời của thầy cô giáo. Để làm được công việc to lớn và khó khăn này giáo viên phải đi sâu nghiên cứu những vấn đề về nội dung - kiến thức khoa học cơ bản, những phương pháp, những hình thức tổ chức dạy học, kĩ năng vận dụng kiến thức một cách linh hoạt sáng tạo cho học sinh Ở trường THPT, môn Hoá là một trong những môn học cơ bản trong giảng dạy hoá học, bài tập hoá học là một phương tiện rất cần thiết giúp học sinh nắm vững nhớ lâu các kiến thức cơ bản, mở rộng và đào sâu những nội dung đã được trang bị. Nhờ đó học sinh được hoàn thiện kiến thức đồng thời phát triển trí thông minh , sáng tạo, rèn luyện được tính kiên nhẫn, những kĩ năng, kĩ xảo, năng lực nhận thức và tư duy phát triển hơn. Thông qua bài tập Hoá học giúp giáo viên đánh giá kết quả học tập của học sinh từ đó phân loại học sinh và có kế hoạch sát với đối tượng. Từ năm học 2006- 2007 Bộ Giáo dục và đào tạo đã chuyển đổi hình thức thi tự luận sang thi trắc nghiệm. Hình thức này đòi hỏi trong một thời gian ngắn học sinh phải giải nhiều bài tập với nhiều dạng khác nhau huy động nhiều đơn vị kiến thức cả về chiều rộng và bề sâu cũng như các kĩ năng giải toán. Chính vì vậy giáo viên cần phải trang bị cho học sinh về mặt kiến thức cũng như phương pháp và kĩ thuật giải nhanh các bài toán trắc nghiệm hoá học. - Xuất phát từ tình hình thực tế học sinh lớp 12 của trường sở tại: Kiến thức cơ bản chưa chắc chắn, tư duy hạn chế .Đặc biệt đối với bài tập về sắt và các hợp chất của sắt học sinh khi làm bài thường hay mắc nhiều lỗi sai về cả kiến thức và phương pháp Để giúp học sinh nắm chắc kiến thức cơ bản và hoàn thành tốt được các bài tập theo phương pháp trắc nghiệm khách quan. Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 2
3. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt Từ những lí do trên, tôi chọn đề tài: “Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt “ II. THỰC TRẠNG Ở cấp THCS học sinh đã được trang bị phương pháp giải toán hoá học cơ bản, đó là: Phương pháp tính theo công thức hoá học và phương pháp tính theo phương trình hoá học, phương pháp trung bình ở cấp THPT đơn vị kiến thức rộng hơn nhiều dạng bài tập hơn dẫn tới học sinh thương lúng túng không biết lựa chọn phương pháp nào để giải. Từ thực trạng trên và qua quá trình học chuyên đề bồi dưỡng thường xuyên, qua học hỏi đồng nghiệp và qua quá trình tự học, tự bồi dưỡng tôi đã sử dụng một số phương pháp giải nhanh bài tập hóa học trắc nghiệm . Mặt khác các bài tập ở chương sắt có nhiều dạng bài , kiến thức phong phú vì vậy trong quá trình giảng dạy tôi thường phân loại các dạng bài tập và trên cơ sở đó lựa chọn các phương pháp phù hợp để giúp đỡ học sinh giải nhanh các bài tập trắc nghiệm. B. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP THƯỜNG GẶP Ở CÁC BÀI TẬP VỀ SẮT * Trước hết tôi yêu cầu học sinh phải nắm vững kiến thức lý thuyết về các phản ứng hoá học, về tính chất của các chất ứng với từng nội dung trong các bài học. Nắm vững phương pháp tính theo công thức hoá học và phương trình hoá học - là phương pháp cơ bản nhất và quan trọng nhất trong việc hình thành kỹ năng giải toán hoá học của học sinh. Tiếp đó tôi trang bị cho học sinh một hệ thống nội dung các phương pháp giải nhanh , các thí dụ minh hoạ và các thí dụ áp dụng. 1. Phương pháp bảo toàn nguyên tố: a . Nội dung phương pháp: - Nội dung: "Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố trước phản ứng hoá học bằng tổng số mol nguyên tử nguyên tố đó sau phản ứng hoá học". Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 3
4. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt - Tổng quát: "Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố trước thí nghiệm bằng tổng số mol nguyên tử nguyên tố đó sau thí nghiệm", nghĩa là nguyên tố hoá học được bảo toàn. b. Cơ sở phương pháp: - Vì phản ứng hoá học chỉ làm thay đổi trật tự và cách thức liên kết giữa các nguyên tử mà không làm mất đi nguyên tố hoá học nên nguyên tố hoá học được bảo toàn. c. Các điểm lưu ý khi áp dụng: - Phương pháp bảo toàn nguyên tố có thể áp dụng khi giải toán hoá học vô cơ cũng như khi giải toán hoá học hữu cơ. - Điểm mấu chốt của phương pháp là phải xác định đúng thành phần nguyên tố trước và sau phản ứng hoá học. d. Thí dụ minh hoạ phương pháp: Cho khí CO đi qua 0,2 mol Fe2O3 nóng đỏ một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn A (gồm a mol Fe2O3 , b mol Fe3O4 , c mol FeO và d mol Fe) và hỗn hợp khí B (gồm CO và CO2). Xác định mối liên hệ giữa a, b, c, d. Hướng dẫn: áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có: Tổng số mol Fe sau phản ứng bằng tổng số mol Fe trước phản ứng hay 2a + 3b + c + d = 0,2 . 2 = 0,4 . e. Các thí dụ áp dụng: Thí dụ 1: Cho khí CO đi qua ống sứ đựng 8(g) Fe 2O3 nung nóng, một thời gian sau thu được hỗn hợp chất rắn X (gồm Fe , FeO và Fe 3O4) và hỗn hợp khí B. Hoà tan X trong dung dịch H 2SO4 đặc nóng, dư thu được dung dịch Y và khí SO2. Lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y là (cho Fe = 56, S = 32, O = 16). A. 16 (g) B. 20 (g) C. 18 (g) D. 24 (g) Hướng dẫn: Muối khan thu được là Fe2(SO4)3 . áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có: Số mol Fe trong Fe2O3 bằng số mol Fe trong Fe2(SO4)3 . Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 4
5. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt 8 Số mol Fe2(SO4)3 = số mol Fe2O3 = = 0,05 (mol). 160 Khối lượng Fe2(SO4)3 = 0,05 . 400 = 20 (g). Đáp án B . Thí dụ 2: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12mol FeS2 và a mol Cu2S vào dung dịch HNO3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO. Giá trị của a là (cho Fe = 56 , Cu = 64 , S = 32) : A. 0,075 B. 0,12 C. 0,06 D. 0,04 Hướng dẫn: Yêu cầu học sinh phải viết được công thức của sản phẩm, hiểu được bản chất của phản ứng là phản ứng oxi hoá - khử: Các nguyên tố Fe, Cu, S sẽ bị HNO3 oxi hoá lên số oxi hoá cao nhất. Vậy công thức của hai muối sunfat là Fe2(SO4)3 và CuSO4 . Ta có sơ đồ hợp thức: 2FeS2 Fe2(SO4)3 0,12 (mol) 0,06 (mol) Cu2S 2CuS a (mol) 2a (mol) + Tổng số mol S trước phản ứng: 0,12 . 2 + a = (0,24 + a) mol + Tổng số mol S sau phản ứng: 0,06 . 3 + 2a = (0,18 + 2a) mol áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có: 0,24 + a = 0,18 + 2a a = 0,06 (mol) Đáp án C. Thí dụ 3. Hòa tan hoàn toàn 14,4g một oxit sắt bằng dung dịch H 2SO4 đặc, nóng dư thu được V lit khí SO2 (đktc) và 40g muối. Xác định CTPT của oxit kim loại. A. FeO B. Fe3O4 C. Fe2O3 D. Không xác định được Hướng dẫn: Yêu cầu học sinh phải viết được công thức của sản phẩm, hiểu được bản chất của phản ứng là phản ứng oxi hoá - khử: Công thức của hai muối sunfat là Fe2(SO4)3 Ta có nmuối = 40 /400= 0,1 nFe trong muối = 0,2 = nFe trong oxit Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 5
6. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt no trong oxit = ( 14,4-0,2.56) : 16 = 0,2 Vậy nFe : nO = 0,2 : 0,2 = 1 . Công thức oxit là FeO Thí dụ 4. Cho 7,68 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 tác dụng vừa hết với 260 ml HCl 1M thu được dung dịch X. Cho X phản ứng với dung dịch NaOH dư thu được kết tủa Y. Nung Y ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được đến khối lượng không đổi được m(g) chất rắn. Tính m A. 8g B. 12 g C. 16 g D. 24 g Hướng dẫn: Yêu cầu học sinh phải viết được công thức của chất rắn , hiểu được bản chất của phản ứng là trao đổi .Công thức của chất rắn là Fe2O3 + 2- Khi các oxit kim loại tác dụng axit thường luôn có 2H + O H2O vì vậy nHCl = 0,26 thì no =0,13 nFetrong oxit =( 7,68-0,13.16) : 56=0,1. Áp dụng định luật bảo toàn với Fe có nFe2O3= 0,05 nên khối lượng 8gam . Đáp án A Thí dụ 5. Hòa tan hết a gam hỗn hợp X gồm Fe và một oxit sắt trong b gam dung dịch H2SO4 9,8% ( lượng vừa đủ), sau phản ứng thu được dung dịch chứa 51,76 gam hỗn hợp hai muối khan. Mặt khác nếu hòa tan hết a gam X bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu được duy nhất 58 gam muối Fe (III). Xác định b ? A. 370 B. 220 C. 500 D. 420 Hướng dẫn: Học sinh hiểu được khi hỗn hợp tác dụng H2SO4 loãng tạo hỗn hợp hai muối , còn khi tác dụng H 2SO4 đặc chỉ tạo một muối nhưng số mol nguyên tử sắt trong hỗn hợp Fe và oxit cũng như trong muối không đổi Gọi nFeSO4 = x và nFe2(SO4)3 = y áp dụng ĐLBT nguyên tố với sắt có x +2y = 58: 400=0,145 152 x+ 400 y = 51,76 . Giải hệ PT có x= 0,13 y = 0,08 2- Áp dụng ĐLBT với nhóm SO4 có n H2SO4= 0,13+ 0,08;3=0,37 Vậy m dd H2SO4 =( 0,37. 98 .100) : 9,8 = 370 gam . Đáp án A 2. Phương pháp bảo toàn khối lượng: a. Nội dung phương pháp: Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 6
7. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt - Nội dung: "Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng hoá học bằng tổng khối lượng của các chất sản phẩm". - Tổng quát: "Tổng khối lượng của các chất trước thí nghiệm bằng tổng khối lượng của các chất sau thí nghiệm". b. Cơ sở của phương pháp: - Vì có sự bảo toàn nguyên tố hoá học nên dẫn đến sự bảo toàn khối lượng các chất trong một phản ứng hoá học cũng như trong một thí nghiệm. c. Các điểm lưu ý khi áp dụng: - Định luật bảo toàn khối lượng có thể áp dụng khi giải toán hoá học vô cơ cũng như khi giải toán hoá học hữu cơ. - Cần tìm ra mối tương quan giữa các hệ số tỉ lượng trong phương trình hoá học. d. Thí dụ minh hoạ phương pháp: Thí dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 23,2 (g) một oxit kim loại bằng dung dịch H 2SO4 đặc, nóng (vừa đủ) thu được 1,12 lít khí SO 2 (ở đktc) và 60 (g) muối. Xác định công thức phân tử của oxit. Hướng dẫn: + Gọi công thức của oxit là: MxOy 1,12 + Số mol SO2 = = 0,05 (mol) 22,4 + Gọi hoá trị cao nhất của M là n . Ta có sơ đồ phản ứng: MxOy + H2SO4 M2(SO4)n + SO2 + H2O (1) Đặt số mol H2SO4 là t mol cũng chính số mol của H2O Áp dụng ĐLBTKL có 23,2 + 98t = 60 + 0,05 .64 + 18t t = 0,5 2- số mol SO4 trong muối 0,5-0,05 = 0,45 khối lượng kim loại trong muối =60-0,45.96=16,8 Theo công thức số mol kim loại trong muối là 0,9/n M KL = 16,8: ( 0,9/n)=56n/3. đúng với n=3 là Fe nFe : nO = 0,3: 0,4 =3:4 Công thức của oxit là: Fe3O4 Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 7
8. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt Thí dụ 2: Cho 2,81 (g) hỗn hợp A gồm 3 oxít Fe 2O3 , MgO , ZnO tan vừa đủ trong 300 ml dung dịch H2SO4 0,1M thì khối lượng hỗn hợp các muối khan thu được là (cho Fe = 56 , Mg = 24 , Zn = 65 , O = 16 , H = 1 , S = 32). A. 3,81 (g) B. 4,81 (g) C. 5,21 (g) D. 4,80 (g) Hướng dẫn: Sơ đồ phản ứng: Oxit + Axit Muối + Nước (1) Theo định luật bảo toàn nguyên tố ta có: Số mol H trong H2SO4 bằng số mol H trong H2O sinh ra. Nên suy ra: Số mol H2O = số mol H2SO4 = 0,3 . 0,1 = 0,03 (mol). áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ (1) Ta có: 2,81 + 0,03 . 98 = a + 0,03 . 18 (1) (Với a là khối lượng muối khan). Từ (1) ta có: a = 5,21 (g) Đáp án C . Thí dụ 3: Hoà tan hết m (g) hỗn hợp A gồm FeO , Fe 2O3 và Fe3O4 bằng dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được 4,48 lít khí NO 2 (ở đktc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 145,2 (g) muối khan. Giá trị của m là:(cho Fe=56, N=14, O=16, H=1) A. 46,4 B. 35,7 C. 15,8 D. 77,7 Hướng dẫn: Muối thu được là Fe(NO3)3 145,2 - Số mol Fe(NO3)3 = = 0,6 (mol) 242 4,48 - Số mol NO2 = = 0,2 (mol) 22,4 Sơ đồ phản ứng: A + HNO3 = Fe(NO3)3 + NO2 + H2O (1) áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta có: - Tổng số mol N trước phản ứng bằng tổng số mol N sau phản ứng Số mol HNO3 phản ứng: 0,6 . 3 + 0,2 = 2 (mol) 1 - Số mol H2O sinh ra = số mol HNO3 phản ứng = 1 (mol) 2 áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho sơ đồ (1) Ta có: m + 63 . 2 = 145,2 + 0,2 . 46 + 18 . 1 Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 8
9. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt m = 46,4 (g) Đáp án A . Thí dụ 4 . Hoà tan 10,14 gam hợp kim Cu , Mg , Al bằng một lượng vừa đủ dd HCl thu được 7,84 lít khí A (đktc) và 1,54 gam chất rắn B và dd C. Cô cạn dd C thu được m gam muối , m có giá trị là . A. 33,45g B. 33,25g C. 32,99g D. 35,58g Hướng dẫn : Học sinh biết chất rắn C chính là Cu , dung dịch C chứa hai muối MgCl2 và AlCl3 vì vậy có thể tìm khối lượng chất rắn trong C theo hai cách Theo định luật bảo toàn khối lượng : Cách 1: m = m (Al+Mg) + m Cl- = ( 10,14 – 1,54) + 0,7. 35,5 = 6,6 + 24,85 = 33,45 (g) Chọn A Cách 2: Có nHCl = 2 nH2=0,7 m= m( Cu +Mg+Al) + nHCl - mchất rắn –mH2 = 10,14+ 0,7.36,5-1,54- 0,35.2=33,45(gam ) Chọn A 3. Phương pháp bảo toàn electron : a. Nội dung phương pháp: - Nội dung: "Trong phản ứng oxi hoá - khử, tổng số mol electron mà chất khử nhường phải bằng tổng số mol electron mà chất oxi hoá nhận". - Tổng quát: "Trong một quá trình hoá học, tổng số mol electron mà hệ các chất khử nhường phải bằng tổng số mol electron mà hệ các chất oxi hoá nhận". b. Cơ sở của phương pháp: - Định luật bảo toàn electron là một trường hợp riêng của định luật bảo toàn điện tích. c. Các điểm lưu ý khi áp dụng: - Áp dụng khi giải các bài toán hoá học vô cơ về phản ứng oxi hoá - khử. - Nắm vững tính chất của các chất, kiến thức về phản ứng oxi hoá - khử để từ đó: Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 9
10. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt + Xác định được chất oxi hoá và chất khử: Dựa vào số oxi hoá của nguyên tố ở trạng thái đầu và trạng thái cuối cùng mà không cần quan tâm tới các số oxi hoá trung gian theo nguyên tắc: Chất khử: Số oxi hoá của nguyên tố tăng. Chất oxi hoá: Số oxi hoá của nguyên tố giảm. + Viết được công thức của các sản phẩm oxi hoá, sản phẩm khử để viết được các quá trình oxi hoá, quá trình khử. Từ đó viết được các biểu thức tổng số mol electron nhường, tổng số mol electron nhận. Ví dụ: Khi cho FeO, Fe(OH)2 phản ứng với axit HNO3 thoát ra khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Ta có thể viết các quá trình oxi hoá và quá trình khử như sau: * Quá trình oxi hoá : Fe+2 Fe+3 + e + 3+ Hoặc viết: FeO + 2H Fe + H2O + e + 3+ Fe(OH)2 + 2H Fe + 2H2O + e * Quá trình khử: N+5 + 3e N+2 - + Hoặc viết: NO3 + 3e + 4H NO + 2H2O - Áp dụng định luật bảo toàn electron: Tổng số mol electron nhường bằng tổng số mol electron nhận. Thí dụ 1: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m(g) Fe2O3 ở nhiệt độ cao một thời gian thu được 13,44(g) hỗn hợp X gồm 4 chất rắn khác nhau. Đem hoà tan hỗn hợp này vào dung dịch HNO3 dư thấy tạo thành 0,896 (l) NO (sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là (cho Fe = 56, C = 12, O = 16, N = 14, H = 1). A. 14,4 B. 14,2 C. 14,6 D. 14,8 Hướng dẫn: Gọi số mol CO phản ứng bằng x (mol) Số mol NO = 0,896 = 0,04 (mol) 22,4 Sơ đồ phản ứng: 3 2 4 to Fe2 O3 + CO  X (Fe2O3 dư, Fe3O4 , FeO , Fe) + CO2 (1) 5 3 2 X + HNO3 Fe (NO3)3 + NO + H2O (2) - Từ quá trình (1) và (2) ta thấy: Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 10
11. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt + Số oxi hoá của Fe, O, H ở trạng thái đầu và trạng thái cuối là như nhau. Nên xem như Fe+3, O-2 và H+1 không tham gia nhường và nhận electron. + Số oxi hoá của C tăng từ +2 lên +4 . Vậy C+2 là chất khử. + Số oxi hoá của N giảm từ +5 xuống +2. Vậy N+5 là chất oxi hoá. - Ta có các quá trình oxi hoá, quá trình khử: 2 4 + Quá trình oxi hoá: C C + 2 e (3) x(mol) 2x(mol) Số mol electron nhường = 2x (mol) . 5 2 + Quá trình khử: N + 3 e N (4) 3.0,04(mol) 0,04(mol) * Số mol electron nhận = 3.0,04 = 0,12 (mol). áp dụng định luật bảo toàn electron ta được: 2x = 0,12 x = 0,06 (mol). Theo (1), số mol CO2 = số mol CO phản ứng = 0,06 (mol). áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho quá trình (1) ta được: m + 0,06 . 28 = 13,44 + 0,06 . 44 Hay: m = 14,4 (g) Đáp án A Thí dụ 2: Cho 11,6(g) hỗn hợp X (gồm Fe, FeO, Fe 3O4 và Fe2O3) tác dụng hết với dung dịch HNO3 đặc nóng, dư. Sau phản ứng thu được dung dịch A và V(l) khí NO2(đktc). Mặt khác nếu khử hoàn toàn X bằng khí CO dư thì sau phản ứng thu được 9,52 (g) Fe. Tính V: Hướng dẫn: + Số mol Fe thu được khi khử X là: 9,52 = 0,17 (mol) 56 + Tổng khối lượng O trong 11,6(g) X bằng: mO = 11,6 - 9,52 = 2,08(g) 2,08 Số mol O = = 0,13 (mol) 16 V + Số mol NO2 = (mol) 24,4 Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 11
12. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt * Ta xem như hỗn hợp X được tạo thành do phản ứng của 0,17(mol) Fe và 0,13 0,065(mol)O . Khi ấy ta có sơ đồ phản ứng: 2 2 O2 HNO3 Fe  X  Fe(NO3)3 + NO2 + H2O (1) Từ sơ đồ (1) ta có: o 3 - Quá trình oxi hoá: Fe Fe + 3e (2) 0,17(mol) 3.0,17(mol) Từ (2) ta có tổng số mol electron nhường = 3.0,17 = 0,51 (mol) o 2 - Quá trình khử: O + 2e O (3) 0,13(mol) 0,13.2(mol) 5 4 N + e N (4) V V (mol) (mol) 22,4 22,4 Từ (3) và (4) ta có: Tổng số mol electron nhận = 0,13 . 2 + V 22,4 áp dụng định luật bảo toàn electron ta được: 0,13 . 2 + V = 0,51 22,4 V = 5,6 (l) Thí dụ 3: Hoà tan hoàn toàn 4,55 (g) hỗn hợp X gồm Mg, Al , Fe bằng dung dịch HCl dư thu được 3,92 (l) khí H 2 (ở đktc). Mặt khác, nếu hoà tan hoàn toàn 4,55(g) hỗn hợp X bằng dung dịch axit HNO 3 dư thì thu được dung dịch không chứa muối amoni và 2,8 (l) khí NO duy nhất (ở đktc). Thành phần % khối lượng của Fe trong hỗn hợp X là: (Cho Fe = 56) . A. 30,77% B. 37,46% C. 12,31% D. 24,62% Hướng dẫn: Gọi số mol của Mg, Al, Fe trong 4,55 (g) hỗn hợp X lần lượt bằng x, y, z (mol). 3,92 - Số mol H2 = = 0,175 (mol) 22,4 - Số mol NO = 2,8 = 0,125 (mol) 22,4 Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 12
13. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt * Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl ta có: - Quá trình oxi hoá: o 2 Mg Mg + 2e x(mol) 2x(mol) o 3 Al Al + 3 e y(mol) 3y(mol) (1) o 2 Fe Fe + 2e z(mol) 2z(mol) Theo (1), tổng số mol electron nhường = 2x + 3y + 2z (mol) +1 O - Quá trình khử: 2H + 2e H2 (2) 2.0,175(mol) 0,175(mol) Theo (2), tổng số mol electron nhận = 2 . 0,175 = 0,35 (mol) áp dụng định luật bảo toàn electron ta được: 2x + 3y + 2z = 0,35 (I) * Khi cho hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HNO3 ta có: - Quá trình oxi hoá: o 2 Mg Mg + 2e x(mol) 2x(mol) o 3 Al Al + 3e y(mol) 3y(mol) (3) o 3 Fe Fe + 3e z(mol) 3z(mol) Theo (3), tổng số mol electron nhường = 2x + 3y + 3z (mol). 5 2 - Quá trình khử: N + 3e N (4) 3.0,125(mol) 0,125(mol Theo (4), tổng số mol electron nhận = 3.0,125 = 0,375 (mol) áp dụng định luật bảo toàn electron ta được: 2x + 3y + 3z = 0,375 (II) Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 13
14. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt Từ (I) và (II) z = 0,375 - 0,35 = 0,025 (mol) 0,025.56 % m Fe = .100% 30,77% 4,55 Đáp án A . Thí dụ 4. Trộn 5,6 gam bột sắt với 2,4 gam bột lưu huỳnh rồi nung nóng (trong điều kiện không có không khí), thu được hỗn hợp rắn M. Cho M tác dụng với lượng dư dung dịch HCl, giải phóng hỗn hợp khí X và còn lại một phần không tan G. Để đốt cháy hoàn toàn X và G cần vừa đủ V lít khí O 2 (ở đktc). Giá trị của V là A. 2,80. B. 3,36. C. 3,08. D. 4,48. Hướng dẫn :Học sinh nắm được sơ đồ phản ứng Dung dịch có FeCl2 to Fe, S  FeS, Fe dư, S dư khi tác dụng HCl Khí là H2 , H2S Chất rắn là S Khi đốt khí và chất rắn sản phẩm là SO2 và H2S . Qua sơ đồ học sinh nhận thấy có các quá trình oxi hóa khử Fe Fe+2 + 2e S S+4 + 4e -2 O2 + 2.2e 2O . Áp dụngđịnh luật bảo toàn e học sinh có tổng e nhường là 0,1.2+0,075.4=0,5= số mol e nhận nên VO2= (0,5/4). 22,4=2,8 lít Đáp án A II.MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP Sau khi học sinh đã nắm vững nội dung và cơ sở các phương pháp giải nhanh, biết vận dụng linh hoạt trong từng trường hợp cụ thể, tôi yêu cầu học sinh rèn luyện thêm qua một số bài tập luyện tập. ÁP DỤNG ĐLBT KHỐI LƯỢNG Câu 1: Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO trong 500 ml axit H2SO4 0,1M (vừa đủ). Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là (cho H = 1, O = 16, Mg = 24, S = Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 14
15. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt 32, Fe = 56, Zn = 65) A. 6,81 gam. B. 4,81 gam. C. 3,81 gam. D. 5,81 gam. Câu 2: Dẫn từ từ V lít khí CO (ở đktc) đi qua một ống sứ đựng lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO, Fe 2O3 (ở nhiệt độ cao). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được khí X. Dẫn toàn bộ khí X ở trên vào lượng dư dung dịch Ca(OH)2 thì tạo thành 4 gam kết tủa. Giá trị của V là A. 1,120. B. 0,896. C. 0,448. D. 0,224. Câu 3. : Hòa tan hết 3,53 gam hỗn hợp A gồm ba kim loại Mg , Al và Fe trong dung dịch HCl có 2,352 lit khí thoát ra (đktc) và thu được dung dịch D. Cô cạn dung dịch D thu được m gam hỗn hợp muối khan . Tính m ? A.12,405g B.10,985g C.11,195g D.7,2575g ÁP DỤNG ĐLBT NGUYÊN TỐ Câu 4 .Hòa tan hỗn hợp X gồm 0,2mol Fe và 0,1mol Fe2O3 vào dd HCl dư được dd D. Cho dd D tác dụng với NaOH dư thu được kết tủa. Lọc kết tủa, rửa sạch đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất răn Y. Gía trị của m là. A. 16 gam B. 30,4 gam C. 32gam D. 48 gam Câu 5 .Đun nóng hỗn hợp bột X gồm 0.06mol Al, 0,01mol Fe 3O4, 0,015mol Fe2O3 và 0,02mol FeO một thời gian. Hỗn hợp Y thu được sau phản ứng được hòa tan hoàn toàn bằng dd HCl dư, thu được dd Z. Thêm NH3 vào Z cho đến dư, lọc kết tủa T, đem nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Gía trị của m là. A. 6,16 g B. 6,4 g C. 7,78 g D. 9,46 g Câu 6 .Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm x mol FeS2 và y mol Cu2S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu được dd X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất NO . Tỉ số x/y là:là A. 6/5 B. 2/1 C. 1/2 D. 5/6 Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 15
16. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt Câu 7. Hòa tan hoàn toàn 0,03mol FeS2 và a mol Cu2S với 1 lượng vừa đủ dd axit HNO3 thu được duy nhất 2 muối sunfat và V lit khí NO (đktc).vây thể tích khí NO là. A. 4,48lit B. 7,84 lit C. 2,24 lit D. 11,2 lit Câu 8 .Dẫn 4,48lit khí CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8g một oxit sắt đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hidro bằng 20 .Công thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO2 trong hỗn hợpkhí sau phản ứng là A. FeO, 75% B. Fe2O3, 75% C. Fe2O3, 65% D. Fe3O4, 65% Câu 9 .cho một luồng khí CO đi qua ống đựng 0,01mol FeO và 0,03mol Fe2O3(hỗn hợp A) đốt nóng .Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 4,784gam chất rắn B gồm 4 chất trong đó có oxit sắt từ. Hòa tan chất rắn B bằng dd HCl dư thấy thoát ra 0,6272 lit H2 (ở đktc). Xác định số mol oxit săt từ trong hỗn hợp B. Biết rằng trong B số mol oxit sắt từ băng 1/3 tổng số mol sắt (II) oxit và sắt (III) oxit. A. 0,006 mol B. 0,008 mol C. 0,01 mol D. 0,012mol Câu 10 .khử hoàn toàn 24g hỗn hợp A gồm CuO và FexOy bằng H2 (dư) ở nhiệt độ cao thu được 17,6g hỗn hợp 2 kim loại. Khối lượng H2O tạo thành là: A. 1,8 g B.5,4 g C. 7,2 g D. 3,6 g Câu 11: Cho V lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm CO và H 2 phản ứng với một lượng dư hỗn hợp rắn gồm CuO và Fe 3O4 nung nóng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng hỗn hợp rắn giảm 0,32 gam. Giá trị của V là A. 0,448. B. 0,112. C. 0,224. D. 0,560. Câu 12: Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe 2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl (dư). Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn Y thu được 7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3. Giá trị của m là A. 9,75. B. 8,75. C. 7,80. D. 6,50. Câu 13. Hòa tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm FeO, Fe 2O3 và Fe3O4 ( trong đó tỉ lệ khối lượng của FeO và Fe2O3 bằng 9:20 ) bằng dung dịch HCl , thu được 16,25 gam FeCl3. Khối lượng muối FeCl2 thu được sau phản ứng bằng : Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 16
17. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt A. 5,08gam B. 6,35gam C. 7,62gam D. 12,7 gam Câu 14 Cho m gam hỗn hợp FeO, Fe 2O3, Fe3O4 vào lượng đủ dung dịch HCl thu được dung dịch Y có tỉ lệ số mol Fe 2+ : Fe3+ là 1:2 . Chia Y làm hai phần bằng nhau . Phần 1 cô cạn được m 1 gam muối khan . Sục Clo dư vào phần 2 cô cạn dd sau phản ứng được m 2 gam muối . Biết m 2 –m1 = 0,71 . Thể tích dung dich HCl dùng là A. 240 ml B. 80 ml C. 320ml D. 160 ml ÁP DỤNG ĐL BT E Câu 15. Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 (dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là (cho O = 16, Fe = 56) A. 2,62. B. 2,32. C. 2,22. D. 2,52. Câu 16. Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nung nóng. Sau một thời gian thu được 10.44 gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4 . Hòa tan hết X trong dung dịch HNO 3 đặc, nóng thu được 4.368 lít NO 2 (sản phẩm khử duy nhất ở điều kiện chuẩn). Giá trị của m là A. 12 B. 24 C. 10.8 D. 16 Câu 17 .Trộn 0,81g bột nhôm với bột Fe2O3 và CuO rồi đốt nóng để tiến hành phản ứng nhiệt nhôm thu được hốn hợp A. Hòa tan hoàn toàn A trong dd HNO3 đun nóng thu được V lit khí NO (sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. Gía trị của V là:(cho O = 16, Fe = 56) A. 0,224lit B. 0,672lit C. 2,24lit D.6,72lit Câu 18 .Hòa tan hoàn toàn 12g hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3, thu được V lit (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO2) và dd Y (chỉ chứa hai muối và axit dư).Tỉ khối đối với H2 bằng 19. Gía trị của V là A. 2,24lit. B. 4,48lit. C. 5,6lit D. 3,36lit Câu 19. Nung 8,96 gam Fe trong không khí được hỗn hợp A gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3. A hòa tan vừa vặn trong dung dịch chứa 0,5 mol HNO3, bay ra khí NO là sản phẩm khử duy nhất. Số mol NO bay ra là. Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 17
18. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt A. 0,01. B. 0,04. C. 0,03. D. 0,02. Câu 20 .Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu vào 2 lit dd HNO3 phản ứng vừa đủ thu được 1,792 lit khí X (đktc) gồm N2 và NO2 có tỉ khối hơi so với He bằng 9,25. Nồng độ mol/lit HNO3 trong dd đầu là A. 0.28M. B. 1,4M. C. 1,7M. D. 1,2M Câu 21 .cho 13,92g oxit sắt từ tác dụng với dd HNO3 thu được 0,448lit NxOy (ở đktc). Khối lượng HNO3 nguyên chất đã tham gia phản ứng A. 35,28g. B. 43,52gam. C. 25,87g. D. 89,11g Câu 22 . Cho luồng khí CO đi qua ống sứ đựng 5,8 gam Fe xOy nung nóng trong một thời gian thu được hỗn hợp khí X và chất rắn Y. Cho Y tác đụng với dung dịch HNO3 dư được dung dịch Z và 0,784 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch Z được 18,15 gam muối khan. Hòa tan Y bằng HCl dư thấy có 0,672 lít khí (ở đktc). Phần trăm khối lượng của sắt trong Y là A. 67,44%. B. 32,56%. C. 40,72%. D. 59,28%. Câu 23 . Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 3O4 tác dụng với 200 ml dung dịch HNO3 3,2M. Sau khi phản ứng hoàn toàn được 0,1 mol khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và còn lại 1,46 gam kim loại không tan. Giá trị của m là A. 17,04 gam. B. 19,20 gam. C. 18,50 gam. D.20,50 gam. Câu 24 .Cho 20,80 gam hỗn hợp Fe, FeS, FeS2, S tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu được V lít khí NO 2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 91,30 gam kết tủa. Tính V? A. 17,545 B 15,475 C. 15,4 D. Tất cả sai Câu 25. Để m gam phôi sắt ngoài không khí, sau 1 thời gian Fe bị oxi hoá thành hỗn hợp X gồm 4 chất rắn có khối lượng 27,2 gam. Hoà tan vừa hết X trong 300 ml dung dịch HCl nồng độ a mol/l thấy thoát ra 3,36 lít H 2 (đktc) và dung dịch Y. Cho tiếp dung dịch HNO3 tới dư vào dung dịch Y được dung dịch Z chứa hỗn hợp FeCl3 , Fe(NO3)3 , HNO3 dư và có 2,24 lít NO duy nhất thoát ra (đktc). Giá trị của m và a lần lượt là: A. 22,4 gam và 2M B. 16,8 gam và 3M C: 22,4 gam và 3M D. 16,8 gam và 2M Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 18
19. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt C. KẾT LUẬN I. PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN Các phương pháp giải nhanh áp dụng cho bài tập chương sắt trên được áp dụng trong các giờ luyện tập ,giờ tự chọn ,trong các câu hỏi nhanh , giải bài tập nhanh để học sinh coi trọng yếu tố thời gian và hướng tổng hợp hóa vấn đề có thể giải quyết được một số dạng bài tập tính trắc nghiệm theo hướng sơ đồ hóa vấn đề . Để giải quyết được cách làm nhanh bài tập học sinh cần phải nắm vững lý thuyết một cách hệ thống , vận dụng nhanh các số liệu liên quan bài tập. Các lớp tôi tham gia giảng dạy đều được làm áp dụng các cách giải này tùy theo đối tượng lớp , chương trình mà các em có thể được tiếp thu một số phương pháp phù hợp và học sinh tích cực hơn trong việc tiếp thu và làm nhanh bài tập . II. KẾT QUẢ Thực tế cho thấy với cách làm như trên phần nào đã làm cho học sinh nắm vững kiến thức hoá học, có kỹ năng nhanh nhạy khi giải toán hoá học, rút ngắn được thời gian làm bài. Đó là điều rất quan trọng khi làm bài tập trắc nghiệm khách quan.Tuy nhiên khi các em vận dụng làm một bài bài tập Hóa học các em cần phải vận dụng linh hoạt các phương pháp giải nhanh vì có những bài tập khó đòi hỏi phải vận dụng tất cả các phương pháp . Qua việc kiểm chứng trên một số lớp ở trường THPT Cao Bá Quát Gia Lâm mà tôi đã giảng dạy như: Các lớp 12A 9, 12A13 khoá học 2011-2012, những học sinh nắm vững các phương pháp trên đã rất tự tin khi giải toán hoá học. Học sinh chủ động giải quyết các bài tập dựa trên các cơ sở lý thuyết tương ứng và vì vậy hiệu quả học tập được nâng lên. Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 19
20. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt * Kết quả xếp loại bài tập chương sắt 2011-2012 trước và sau khi áp dụng Lớp Sĩ Loại giỏi Loại khá Loại TB Loại yếu Loại kém số SL % SL % SL % SL % SL % 12A9 Trước 49 3 6,12 23 46,9 12 24,5 8 16,3 3 6,12 Sau 49 7 14,28 31 63,26 6 12,24 4 8,16 1 2 12A13 Trước 48 12 25 25 52 9 18,75 2 4,1 0 Sau 48 23 47,9 19 39,6 5 10,4 1 2 0 III. NHỮNG KIẾN NGHỊ ĐỀ XUẤT - Tổ chức nhiều chuyên đề có chất lượng, có giờ dạy minh hoạ hoặc bằng băng đĩa hình. - Tổ chức các buổi ngoại khoá để các em học sinh trao đổi về cách học tập của mình, phổ biến cách học của mình cho các bạn khác tham khảo. - Riêng sách tham khảo nên lưu hành những sách giải các bài tập tương tự để học sinh mua và tham khảo, không nên lưu hành sách giải sẵn bài tập hoá học ở các khối lớp vì học sinh sẽ ỉ lại, không chịu suy nghĩ và khám phá. - Đầu tư cơ sở vật chất, thiết bị thí nghiệm hoá chất, đồ dùng dạy học cho giáo viên và học sinh. Yêu cầu đồ dùng, thiết bị, hoá chất có chất lượng cao , tránh tình trạng dụng cụ không đồng bộ , hóa chất ngay từ khi mua về đã không đảm bảo chất lượng vì vậy các hiện tượng học sinh quan sát được không chuẩn . IV. KẾT LUẬN Trên đây là một số kinh nghiệm của tôi để nâng cao chất lượng dạy học môn Hoá học ở trường THPT Cao Bá Quát Gia Lâm nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển mới của ngành Giáo dục. Những nội dung mà tôi đã trình bày chắc chắn vẫn còn nhiều những khiếm khuyết rất mong nhận được sự góp ý chân thành của các đồng nghiệp. Tôi xin chân thành cảm ơn! Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 20
21. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt Hà Nội, ngày 15 tháng 5 năm 2012 XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác. (Ký và ghi rõ họ tên) Chu Thị Minh Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 21
22. Kinh nghiệm giải nhanh áp dụng cho các bài tập chương sắt D. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1 .Nguyễn Ngọc Quang Phương pháp dạy học hoá học 2 .Nguyễn Quang Vinh Phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập hoá học 3. TS. Phùng Ngọc Trác Phương pháp mới giải nhanh các bài toán hoá học THPT 4.Lê Phạm Thành Phương pháp và kĩ thuật giải nhanh bài tập trắc nghiệm hoá hoc 5. Cao Thiên An Phương pháp giải nhanh các bài toán hoá học THPT 6. Nguyễn Thị Khoa Phượng Phương pháp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm 7. Sách Hóa học lớp 12 8. Sách bài tập hóa học lớp 12 Chu Thị Minh –THPT Cao Bá Quát Gia Lâm – Năm học 2011-2012 22