- Trang Chủ
- Khoa học tự nhiên
- Đề tài ”Hình thành tư duy khái quát hóa một số dạng bài tập hóa học cho học sinh, ứng dụng để giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học”
Xem mẫu
- ĐỀ TÀI
”Hình thành tư duy khái
quát hóa một số dạng bài tập hóa học
cho học sinh, ứng dụng để giải nhanh
bài tập trắc nghiệm hóa học”
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
PHẦN I - ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lí do chọn đề tài
Trong nh ững năm gần đây, BGD &ĐT đã đề ra đổi mới cách dạy, cách
học cách đánh giá chất l ượng dạy v à học. Đó là vi ệc chuyển từ hình thức thi từ
tự luận sang h ình thức trắc nghiệm . Việc giải quyết các câu hỏi trắc nghiệm
trong một khoảng thời gian ngắn không phải l à vấn đề đơn giản, nó đòi hỏi
nhiều yếu tố, tâm lý, ki ến thức, kỹ năng, kỷ xảo và phản xạ nhanh của các em
học sinh. Một thực tế hiện nay l à thi kiểu nào thì dạy theo kiểu đó. Do vậy
những bài tập hình thành t ư duy cho h ọc sinh tr ước đây vốn đ ược chú trọng th ì
nay lại ít được chú ý. Do vậy mặt bằng chung về chiều sâu sẽ giảm, học sinh
không kh ắc sâu đ ược bản chất, t ư duy hóa h ọc để trả lời câu hỏi trắc nghiệm
chính xác và nhanh chóng .
Để làm được điều đó, tác giả đ ã trăn trở nhiều năm, áp dụng nhiều đối t ượng
học sinh và kết quả đáng tin cậy.
Xuất phát từ những lý do tr ên tôi chọn đề tài ”Hình thành t ư duy khái
quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh, ứng dụng để giải nhanh
bài tập trắc ngh iệm hóa học ” để làm sáng ki ến kinh nghiệm của m ình.
2. Mục đích nghi ên cứu:
Bài viết này nhằm hướng dẫn học sinh h ình thành t ư duy khái quát hóa
một số dạng b ài tập hóa học, giúp học sinh tự t ìm ra các quy lu ật trong hóa
học, gây hứng thú cho học sinh tr ong quá trình gi ải bài tập hóa học.H ướng
dẫn học sinh tự t ìm tòi các quy lu ật để xây dựng b ài toán khái quát hóa và bài
toán mở rộng. Để từ đó học sinh tự rút ra qui lu ật giải nhanh cho một số dạng
bài tập trắc nghiệm và tự tìm ra các qui lu ật khác nữa . Và điều quan trọng l à
học sinh sẽ có tư duy tốt, giải bài tập trắc nghiệm chính xác v à nhanh hơn
3. Đối tượng và phạm vi :
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Bài tập trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn đ ã phân lo ại học sinh ở
những mức khác nhau, cho nên v ới mỗi đối t ượng học sinh th ì đều có các loại
bài phù h ợp. Điều đó phục thuộc v ào người ra đề thi trắc nghiệm. Người ra đề
thi trắc nghiệm phải nắm r õ những sai sót h ệ thống của học sinh để ra được bộ
đáp án nhi ễu hay. Không ph ải bài nào cũng chế tạo đ ược đáp án nhiễu.
Phạm vi: Hầu h ết các đối t ượng học sinh, học sinh ở mức độ trung b ình cũng
có thể hình thành t ư duy khái quát hóa và ứng dụng để giải nhanh đ ược. Vì tư
duy khái quát hóa đư ợc xây dựng từ b ài tập thực tiễn, vốn có sẵn ở nhiều tài
liệu.
PHẦN II –NỘI DUNG
1. Cơ sở lí luận:
Hiện nay bộ giáo dục v à đào tạo đã chuyển hình thức đánh giá trắc
nghiệm được 3 năm. Giáo viên c ũng đã được phổ cập cách dạy, cách ra đề
trắc nghiệm cho học sinh, đồng thời học sinh cũng thay đổi cách học, song sự
thay đổi đó có thể nhiều hoặc có thể ít với giáo vi ên và học sinh, hiệu quả giáo
dục sẽ nh ư thế nào? Điều đó phụ thuộc v ào sự say mê tìm tòi và sáng t ạo của
giáo viên và học sinh .
Ngày nay vi ệc ứng dụng công nghệ thông tin đ ã góp ph ần nâng cao
chất lượng dạy v à học đến với từng ng ành, từng nghề, từng giáo vi ên và từng
học sinh.
Hệ thống b ài tập trắc nghiệm cũng đ ã có nhiều thay đổi . Đó là vi ệc xây
dựng đáp án nhi ễu cho học sinh . Đây là một vấn đề công phu v à sáng tạo của
giáo viên .
Giáo viên xây d ựng các b ài toán mẫu, phân tích các sai lầ m học sinh
thường gặp, h ướng dẫn học sinh từ các b ài toán cơ b ản khác nhau để từ đó học
sinh có th ể khái quát hóa đ ược bài toán.
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Vì vậy, trong hoá h ọc đã đặt ra một y êu cầu với ng ười dạy v à người học
là cần gây sự hứng thú trong học tập, h ướng dẫn học sinh đi t ìm chân lý và
học sinh biết vận dụng chân lí đó để trả lời chính xác và nhanh các bài t ập trắc
nghiệm hóa học
2. Cơ sở thực tiễn :
Th ực tế hình thức thi trắc nghiệm cũng không phải l à mới mẽ nữa . Đa
phần giáo vi ên đều thay đổi c ách dạy. Nhưng v ẫn có một số giáo vi ên thay đ ổi
chưa được là bao nhiêu, đ ặc biệt l à giáo viên ít có đi ều kiện tiếp xúc với công
nghệ thông tin v à khai thác công ngh ệ thông tin c òn hạn chế, còn nặng nề với
hình thức tự luận. Không gây đư ợc cho học sinh thíc h và hứng thú với môn
hóa học. So với giáo vi ên và học sinh th ành phố, tài nguyên internet như thư
viện trực tuyến, dạy học trực tuyến, tr ường trực tuyến đ ã quen d ần với giáo
viên và h ọc sinh th ành phố, còn nông thôn, m ột số nơi chưa có đi ều kiện n ày,
một số nơi đã có nhưng khai thác nó c òn hạn chế. Kết quả giảng dạy sẽ thấp
hơn so v ới những v ùng có đi ều kiện . Do chưa n ắm rõ về những điểm đặc
trưng của bài tập trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn, nhiều giáo vi ên chỉ
ra được đáp số đúng m à không ra đư ợc đáp án nhi ễu, hoặc ra đáp án nhiễu
chưa nghệ thuật, do đó sẽ không gây đ ược hứng thú học tập, học sinh sẽ chọn
bừa nên không kh ắc sâu đ ược bản chất của b ài toán hóa học, hoàn thành k ết
quả thi sẽ không cao . Học sinh không t ìm ra chân lí cho b ản thân mình.
3. Các biện pháp thực hiện :
Trước tiên giáo viên c ần thực hiện các b ước sau:
Bước 1. Cho học sinh làm bài t ập cơ bản ( Bài t ập đã có sẵn ở nhiều tại liệu) .
giải bài tập này bình th ường. Việc giải b ài tập này học sinh có thể áp dụng các
định luật c ơ bản của hóa học . Nếu học sinh không l àm được thì hướng dẫn
từng bước.
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Bước 2. Sau khi học sinh giải xong chúng ta phân tích các sai sót thường gặp
của học sinh .
Bước 3. Chúng ta cho h ọc sinh xây dựng b ài toán ở dạng khái quát hóa . Giáo
viên có th ể cho cá c nhóm th ảo luận để báo cáo.
Bước 4. Ứng dụng của khái quát hóa ở tr ên để giải một số dạng b ài tập trắc
nghiệm.
Sau đây là các bước xây dựng xây dựng bài tập hình thành t ư duy khái
quát hóa một số dạng b ài tập trắc nghiệm hóa học cho học sinh, ứn g dụng
để giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học”
Dạng 1. Bài toán v ề các oxit của Fe v à Fe tác d ụng với axit có tính oxi hóa
mạnh (H2SO4, HNO3)
Ví dụ 1.1
Để m gam phoi b ào sắt A ngo ài không khí sau m ột thời gian biến th ành
hỗn hợp B có khối l ượng 12 gam gồm Fe v à các oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3. Cho
B tác dụng hoàn toàn v ới axit nitric d ư thấy giải phóng ra 2,24 lít khí duy nhất
NO. ( Sản phẩm khử duy nhất)
a. Giá trị m là
A. 10,08g B. 5,04g C. 5,60g D. 11,2g
b. Khối lượng HNO3 cần dùng là
A. 25,2g B. 6,30g C. 136,08g D. 40,32g
Bước 1.
Hướng dẫn giải:
Công vi ệc của giáo vi ên là: Hư ớng dẫn học sinh tính khối l ượng oxi phản ứng
dựa vào định luật bảo to àn khối lượng, thiết lập quá tr ình cho và nh ận
electron, thi ết lập số mol electron nh ường và số mol electron nhận, phân tích
các sai l ầm của học sinh .
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
FeO
Fe2 O3 HNO3
( N 2 ,O2 )
a. Ta có sơ đ ồ Fe B (12 gam) NO (0,1mol )
Fe3 O4
Fe
Áp dụng định luật bảo to àn khối lượng ta có:
12 m
mFe mO mB 12 g mO mB m Fe (12 m) nO
32
2 2 2
Quá trình oxi hóa
Fe3+(1)
Fe - 3e
m m m
3
56 56 56
Quá trình kh ử:
2O2-(2)
O2 + 4e
12 m 12 m
32 8
NO3- + 3e + 4H + NO + 2H 2O(3)
0,1 0,3 0,4 0,1
Áp dụng định luật bảo to àn e vào (1,2, 3) ta có:
3m 12 m
Chọn A.
0,3 m 10, 08( gam)
56 8
b. Ta có HNO 3 đóng hai vai tr ò là chất oxi hóa v à môi trư ờng
Theo (1) c ứ một mol Fe cần 3 mol NO 3- làm môi trư ờng tức l à
m 3.10.08
3 0,54mol
56 56
Theo (3) số mol NO3- tham gia ox i hóa là 0,1 mol
Vậy số mol HNO 3 bằng 0,54+0,1=0,64 mol
Vậy khối l ượng HNO3 là 0,64. 63= 40,32g . Chọn D.
Nhận xét:
Đây là bài t ập khá quen thuộc trong ch ương trình phổ thông v à thường được
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
các trường thi đại học v ào nhưng gần đây.
Bước 2. Phân tích các sai sót của học sinh th ường gặp.
Các sai sót học sinh th ường mắc phải khi tính giá tr ị m
Nếu học sinh áp dụng bảo to àn e vào ( 1) và (3) thì s ẽ được đáp án C .
Nếu học sinh áp dụng bảo to àn e vào ( 1) (2) và (3) nhưng xác đ ịnh trạng thái
cuối cùng của Fe l à Fe2+ thì sẽ được đáp án D .
Đáp án B đư ợc cho vào một cách ngẫu nhi ên bằng cách chia đôi đáp án đúng .
Các sai l ầm học sinh th ường mắc phải khi tính khối l ượng HNO3
Nếu học sinh coi số mol HNO 3 bằng số mol H + trong phương tr ình (3) thì s ẽ
được đáp án A .
Nếu học sinh coi số mol HNO 3 bằng số mol NO3- thì sẽ được đáp án B .
Nếu học sinh sau khi tính đ ược khối l ượng của Fe rồi viết ph ương trình trực
tiếp của Fe với HNO 3 dựa vào phương tr ình tính thì s ẽ được đáp án C .
Bước 3. Khái quát hóa bài t ập
Ta có thể khái quát hóa b ài toán này như sau:
Để m gam phoi b ào sắt A ngo ài không khí sau m ột thời gian biến th ành
hỗn hợp B có khối l ượng m1 gam gồm Fe v à các oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3. Cho
B tác dụng hoàn toàn với axit nitric d ư thấy giải phóng ra V lít khí duy nhất
NxOy (Sản phẩm khử duy nhất) . Tính khối lượng m của A, khối l ượng muối
tạo thành, khối lượng HNO3 cần dùng.
Hướng dẫn giải:
Phân tích bài toán
FeO
Fe2 O3 HNO3
( N 2 ,O2 )
Ta có sơ đ ồ Fe B{m1 gam} N x O y {a.(mol )}
Fe3 O4
Fe
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Áp dụng định luật bảo to àn khối lượng ta có:
mhh m
mFe mO mB mhh mO mB mFe ( mhh m) nO
32
2 2 2
Quá trình oxi hóa
Fe 3+(1)
Fe - 3e
m m
3
56 56
Quá trình kh ử:
2O 2-(2)
O2 + 4e
mhh m mhh m
32 8
x. NO3- + (5x -2y)e N xOy (3)
x. a (5x -2y)a a
Đặt (5x-2y). a = n(mol) trong đó a là s ố (mol) của N xOy
Áp dụng định luật bả o toàn e vào (1,2,3) ta có:
mhh m
3m
n (4)
56 8
Từ (4) ta suy ra:
3m 7.mhh 7.m 56.n 10 m 7.mhh 56.n m 0, 7.mhh 5, 6.n
Từ đây ta chỉ cần nhớ biểu thức cuối c ùng là: m 0, 7.mhh 5, 6.n (1) và chỉ cần
áp dụng nó thôi .
m
Khối lượng muối tạo th ành: m muoi .242 (2)
56
(m tính đư ợc từ biểu thức tr ên (1))
Tính kh ối lượng HNO3 phản ứng.
3.m
x.a) (3)
mHNO3 63.(
56
Nhận xét :
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Đến đây giáo vi ên có thể cho học sinh l àm bài tập với tác nhân oxi hóa là
H2SO4 và cho học sinh l àm bài t ập sau đây rồi rút ra công th ức tổng quát cho
các đại lượng.
Để m gam phoi b ào sắt A ngo ài không khí sau m ột thời gian biến th ành
hỗn hợp B có khối l ượng m1 gam gồm Fe v à các oxit FeO, Fe 3O4, Fe2O3. Cho
B tác dụng hoàn toàn v ới axit H 2SO4 dư thấy giải phóng ra V lít khí duy nh ất
SO2 (sản phẩm khử duuy nhất ). Tính khối lượng m của A, khối l ượng muối
tạo thành, khối lượng H2SO4 cần dùng.
Hướng dẫn giải:
Phân tích bài toán
FeO
Fe2 O3
( N 2 ,O2 ) H 2 SO4
Ta có sơ đ ồ Fe B{m1 gam} Fe2 (SO4 )3 SO2 {a .(mol )}
Fe3 O4
Fe
Áp dụng định luật bảo to àn khối lượng ta có:
mhh m
mFe mO mB mhh mO mB mFe ( mhh m) nO
32
2 2 2
Quá trình oxi hóa
Fe 3+(1)
Fe - 3e
m m
3
56 56
Quá trình kh ử:
2O 2-(2)
O2 + 4e
mhh m mhh m
32 8
SO42- + 2e + 4H + SO 2 + 2H2O (3)
a 2a 4a a
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Đặt 2 a = n(mol) trong đó a l à số (mol) của SO2
Áp dụng định luật bảo to àn e vào (1,2, 3) ta có:
mhh m
3m
n (4)
56 8
Từ (4) ta suy ra:
3m 7.mhh 7.m 56.n 10 m 7.mhh 56.n m 0, 7.mhh 5, 6.n
Từ đây ta chỉ cần nhớ biểu thức cuối c ùng là: m 0, 7.mhh 5, 6.n (1) và chỉ cần
áp dụng nó thôi.
Khối lượng muối tạo th ành là Fe2(SO4)3
2 Fe Fe2 (SO4 )3
Ta có : m m
56 28
1 m
mFe2 ( SO4 )3 nFe .400 .200
2 56
(m tính đư ợc từ biểu thức tr ên (1))
Tính kh ối lượng H2SO4 phản ứng.
H2SO4 có hai vai trò: oxi hóa theo (3) và làm môi tr ường theo (1)
Oxi hóa theo (3) b ằng số mol SO 2
m3 3m
Làm môi trư ờng theo (1) bằng mol
.
56 2 112
3m
Vậy khối l ượng H2SO4 là ( nSO2 ).98
112
Bước 4. Ứng dụng để giải nhanh một số dạng b ài tập
Áp dụng các dạng b ài tập dựa vào biểu thức đ ã chứng minh đ ược ở trên.
Nung 8,4 gam Fe trong không khí, sau ph ản ứng thu đ ược m gam X gồm Fe,
FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Hoà tan m gam hh X b ằng HNO3 dư, thu đư ợc 2,24 lít
khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất . Giá trị m là:
A. 11,2 gam. B. 25,2 gam. C. 43,87 gam D. 6,8
gam.
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Hướng dẫn giải
Áp dụng hệ quả vừa chứng minh đ ược ở trên để giải nhanh.
2, 24
nNO 0,1mol
22, 4
NO3 1e 2 H NO2 H 2O
0,1 0,1 0, 2 0,1
m 0, 7.mhh 5, 6.n 8, 4 0, 7.m 5, 6.0,1 m 11, 2 g
Nhận xét:
Áp dụng hệ quả chứng minh đ ược ở trên thì thu được kết quả rất nhanh.
Nếu ta đem so sánh với ph ương pháp qui đ ổi.
- Cách 1: Quy đổi hổn hợp X về hai chất FeO v à Fe2O3
FeO + 4HNO 3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
8, 4
0,1 0,1 n Fe 0,15mol
56
2Fe O 2 2FeO
Ta có: 0,15mol
0,1 0,1mol
4Fe 3O 2 2Fe 2O 3
0,1.72 0, 025.16 0 11, 2g
m 2
hX
0, 05 0, 025mol
A đúng
- Cách 2: + Sử dụng ph ương pháp quy đ ổi, quy hỗn hợp X về hai chất Fe v à
Fe2O3 hoà tan hỗn hợp X v ào dung d ịch HNO3 dư ta có:
Fe + 6HNO 3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O: n NO 0,1mol
2
0,1/3 0,1
Số mol của nguy ên tử Fe tạo oxit Fe 2O3 là:
8, 4 0,1 0,35 1 0,35
n Fe (mol) n Fe2O3 n Fe
56 3 3 2 2.3
0,1 0,35 33, 6
Vậy m X m Fe m Fe2O3 .56 .160 11, 2g
3 6 3
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
A đúng
Cách 3 : Quy hỗn hợp X về một chất Fe xOy:
FexOy + (6x - 2y) HNO3 xFe(NO3)3 + (3x - 2y) NO2 + (3x -y) H2O
0,1
mol 0,1mol
3x 2y
8, 4 0,1.x x 6
Áp dụng định luật bảo to àn nguyên t ố sắt: n Fe
56 3x 2y y 7
Vậy công thức ( quy đổi là: Fe6O7 M = 448) và
0,1
n Fe6O7 0, 025mol
3.6 2.7
mX = 0,025 . 448 = 11,2g A đúng
Nếu học sinh sử dụng ph ương pháp qui đ ổi coi
0,35 0,35
B sai
n Fe2O3 n Fe mX (56 160) 25, 2g
3 3
0,35 0,35
+ Nếu n Fe2O3 2n Fe 2. C sai
mX (56 320) 43,87g
3 3
8, 4
+ Nếu không cân bằng pt : n Fe n NO2 0,1mol n Fe 0,1 0, 05mol
56
mX = 0,05 (56 + 80) = 6,8 D sai
Chú ý: Vẫn có thể quy đổi hỗn hợp X về hai chất (FeO v à Fe3O4) hoặc (Fe và
FeO) hoặc (Fe và Fe3O4) nhưng vi ệc giải trở nên phức tạp hơn, cụ thể là ta phải
đặt ẩn số mol mỗi chất, lập hệ ph ương trình, giải hệ phương trình hai ẩn số).
Quy đổi hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 3O4, Fe2O3 về hỗn hợp hai chất FeO, Fe 2O3
là đơn giản nhất .
Ví dụ 1. 2:
Nung m gam Fe trong không khí, sau một thời gian ta thu đ ược 11,2
gam hỗn hợp chất rắn X gồm Fe, Fe 2O3, Fe3O4, FeO. Hoà tan h ết 11,2g hỗn
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
hợp chất rắn X v ào dung d ịch HNO3 đặc nóng dư thu đư ợc 2,24 lít khí NO 2
(đktc) là s ản phẩm khử duy nhất . Giá trị m là:
A. 7,28g B. 5,60g C. 8,40g D. 7,40g
Hướng dẫn giải
Áp dụng hệ quả vừa chứng minh đ ược ở trên để giải nhanh.
2, 24
nNO 0,1mol
22, 4
NO3 1e 2 H NO2 H 2O
0,1 0,1 0, 2 0,1
m 0, 7.mhh 5, 6.n 8, 4 0, 7.11, 2 5, 6.0,1 m 8, 4 g
Nhận xét: nếu sử dụng ph ương pháp qui đ ổi thì ta có các ki ểu qui đổi
sau:
Cách 1 - Quy về hỗn hợp X về hai chất Fe v à Fe2O3:
Fe 6HNO 3 Fe(NO 3 ) 3 3NO 2 3H 2O
0,1
0,1
3
Số mol của nguy ên tử Fe tạo oxit Fe 2O3 là:
m 0,1 1 m 0,1
n Fe mol n Fe O
56 3 2 56 3
2 3
0,1 1 m 0,1
Vậy mX = mFe + m Fe2O3 m = 8,4 C đúng
11, 2 56. .160
3 2 56 3
Cách 2 quy đổi hỗn hợp X về FeO và Fe 2O3 m = 8,4 g
Cách 3 quy đổi hỗn hợp X về Fe xOy m = 8,4 g
Nhưng áp d ụng hệ quả vẫn l à nhanh nh ất. Nếu sản phẩm khử gồm nhiều sản
phẩm như NO, NO2, N2O thì việc qui đổi trở n ên phức tạp h ơn.
Ví dụ 1. 3:
( Đề thi ĐH CĐ - Khối A- 2008). Cho 11,36 gam h ỗn hợp gồm Fe, FeO,
Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dd HNO 3 loãng d ư thu được 1,344 lít khí
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
NO (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) và dung d ịch X. Cô cạn dung dịch X sau
phản ứng đ ược m gam muối khan . Giá trị m là:
A. 34,36 gam. B. 35,50 gam. C. 49,09 gam D. 38,72 gam.
Hướng dẫn giải
Áp dụng hệ quả vừa chứng minh đ ược ở trên để giải nhanh.
1,344
nNO 0, 06 mol
22, 4
NO3 3e 4H NO 2H 2O
0, 06 0,18 0, 24 0, 06
m 0, 7.mhh 5, 6.n 8, 4 0, 7.11,36 5, 6.0,18 m 8,96 g
8,96
mFe ( NO3 )3 .242 38, 72
56
Nhận xét chúng ta cũng có thể giải bài tập này bằng phương pháp qui
đổi.
Cách 1: Quy đổi hỗn hợp về hai chất: Fe, Fe 2O3
Hoà tan hỗn hợp với HNO 3 loãng d ư 1,344 lít NO
3Fe + 4HNO 3 Fe(NO3)3 + NO + 2H 2O (1)
0,06mol 0,6mol 0,06mol
Fe2O3 2Fe(NO3)3 (2)
0,05 0,1mol
1,344
n NO 0,06mol;
22, 4
Từ (1) mFe = 56. 0,06 = 3,36 g m Fe2O3 11,36 3,36 8g
8
mX = 242 (0,06 + 0,1) = 38,72g D đúng
n Fe2O3 0, 05mol
160
Cách 2: Quy hỗn hợp về hai chất: FeO, Fe 2O3
3FeO + 10HNO 3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
0,18 0,18mol 0,06
Fe2O3 2Fe(NO3)3
-0,01 -0,02
mFeO = 12,96g; m Fe2O3 1, 6g
D đúng
m Fe(NO3 )3 242(0,18 0, 02) 38, 72g
Cách 3: Quy hỗn hợp về một chất Fe xOy
3FexOy + (12x - 2y)HNO3 3xFe(NO 3)3 + (3x - 2y)NO + (6x -y)H2O
3.0, 06 3.x.0, 06
0,06
3x 2y 3x 2y
11,36 0, 06.3 x 16
150x = 160y
n Fe x O y
56x 16y 3x 2y y 15
3.16.0, 06
D đúng
m Fe(NO3 )3 .242 38, 72g
3.16 2.15
Ví dụ 1. 4:
Nung 8,96 gam Fe trong không khí đư ợc hỗn hợp A gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3.
Hòa tan A vừa vặn trong dung dịch chứa 0,5 mol HNO 3, bay ra khí
NO là sản phẩm khử duy nhất . Số mol NO bay ra l à.
A. 0,01. B. 0,04. C. 0,03. D. 0,02.
Hướng dẫn giải
Áp dụng công thức tính số mol HNO 3 vừa chứng minh ở tr ên.
3m v 3.8,96 v
( ) nHNO3 nHNO3 n 0, 02mol
56 22, 4 56 22, 4
Nhận xét: Nếu sử dụng ph ương pháp qui đ ổi thì ta có kiểu qui đổi sau:
mol
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Quy hỗn hợp A gồm (FeO, Fe 3O4, Fe2O3) thành hỗn hợp (FeO, Fe 2O3) ta
có phương trình:
2Fe + O2 2FeO
x x
4Fe + 3O 2 2Fe2O3
y y/2
3FeO + 10HNO 3 3Fe(NO3)3 + NO + 2H 2O
x 10x/3 x/3
Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O
y/2 3y
Hệ phương trình:
x y 0,16
x 0,06 mol
10x
y 0,1 mol
3y 0,5
3
0,06
0,02 mol. (Đáp án D )
n NO
3
Mở rộng b ài toán:
Để m gam hỗn hợp A gồm phoi b ào sắt và một kim loại M có hóa trị
không đ ổi ngoài không khí sau m ột thời gian biến t hành hỗn hợp B có khối
lượng m1 gam gồm Fe v à các oxit FeO, Fe 3O4,Fe2O3. M2On, M. Cho B tác
dụng hoàn toàn v ới axit nitric d ư thấy giải phóng ra V lít khí duy nhất N xOy.
Tính kh ối lượng m của A, khối l ượng muối tạo th ành, khối lượng HNO3 cần
dùng.
Hướng dẫn giải:
Phân tích bài toán
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
FeO
Fe2 O3
Fe Fe3 O4 HNO3
( N 2 ,O2 )
Ta có sơ đ ồ m( gam ) B{m1 gam} N xO y {a .(mol )}
M Fe
M
M 2On
Áp dụng định luật bảo to àn khối lượng ta có:
mhh m
mFe mM mO mB mhh mO mB (m Fe mM ) (mhh m ) nO
32
2 2 2
Quá trình oxi hóa
Fe3+(1)
Fe - 3e
a a
3
56 56
Mn+ (2)
M - ne
b n.b
M M
Quá trình kh ử:
2O2-(3)
O2 + 4e
mhh m mhh m
32 8
x. NO3- + (5x -2y)e NxOy (4)
x. c (5x -2y). c c
Đặt (5x-2y). c = u(mol) trong đó c là s ố (mol) của N xOy
Áp dụng định luật bảo to àn e vào (1,2,3,4) ta có:
mhh m
3a n.b
u (5)
56 M 8
Từ (5) ta suy ra:
56M .u (6)
3a.M 56n.b 7.mhh .M 7 m.M
Kết hợp với giả thiết a + b = m(7)
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Từ đây nếu b ài toán cho bi ết số gam chất M hay số (mol) chất M th ì ta sẽ tính
được giá trị
Từ (7) suy ra a = m -b thay giá tị này vào (6)
5, 6n.b
Ta tính đư ợc biểu thức m: m 0, 7 mhh 5, 6u 0,3b
M
Trong đó:
M: là kh ối lượng (mol) của kim loại M .
n: là hóa tr ị của kim loại M .
b: là khối lượng của kim loại M
u: là số (mol) e trao đổi .
c: là số (mol) N xOy
x: là hệ số chuyển hóa
Khối lượng muối nitorat tạo th ành là: M(NO 3)n và Fe(NO 3)3
b ( m b).242
mmuoi .( M 62 n)
M 56
3.b 3.( m b)
Khối lượng HNO3 là: [( ) x.c ].63
M 56
Ví dụ 1.5.
Cho m gam h ỗn hợp A gồm Fe v à Al trong đó Al có kh ối lượng bằng
2,7 gam. Nung A trong không khí m ột thời gian thì thu được hỗn hợp B gồm
Fe dư Al dư, Al 2O3 và các oxit Fe có kh ối lượng bằng 18, 7 gam . Cho B tác
dung với HNO3 thì thu được 2,24 lít khí NO (đktc) duy nhất . Hãy tính giá tr ị
m.
Hướng dẫn giải:
Áp dụng hệ quả tr ên ta có:
5, 6n.b
m 0, 7 mhh 5, 6u 0,3b
M
5, 6.3.2, 7
13,9 g
m 0, 7.18, 7 5, 6.0,3 0,3.2, 7
27
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
Dạng 2. Bài toán v ề CO khử các oxit của Sắt. Sản phẩm tạo th ành cho tác
dụng với tác nhân oxi hóa mạnh
Ví dụ 2. 1.
Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe 2O3 nung nóng thì
thu được 6,72 gam hỗn hợp A gồm bốn chất rắn khác nhau . Hòa tan A trong
HNO3 thì thu được 0,448 lít khí B duy nhất có tỷ khối h ơi so với H2 bằng 15(
sản phẩm khử duy nhất) .
a. Giá trị m là:
A. 5,56g B. 8, 20g
C. 7,20g D. 8, 72g
b. Khối lượng HNO3 tham gia ph ản ứng là:
A. 17,01g B. 5,04g
C. 22,05g D. 18,27g
Hướng dẫn giải:
Bước 1:
Công vi ệc của giáo vi ên là:
Phân tích vai trò c ủa CO trong cá c phản ứng hóa học tr ên
Phân tích s ố oxi hóa của Fe trước và sau ph ản ứng.
Thiết lập ph ương trình toán học giữa số mol e nh ường và nhận.
Thiết lập ph ương đại số dựa v ào định luật bảo to àn khối lượng
Nhận xét trong phản ứng CO khử oixt sắt th ì số mol CO tham gia ph ản ứng
luôn bằng số mol CO 2 tạo thành. Số oxi hóa của Fe tr ước khi CO khử v à sau
khi tác dụng với HNO 3 đều là +3.
Khí B có t ỷ khối h ơi so v ới H2 bằng 15 vậy B l à khí NO.
Quá trình oxi hóa
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
- Hình thành t ư duy khái quát hóa m ột số dạng b ài tập hóa học cho học sinh
ứng dụng giải nhanh b ài tập trắc nghiệm hóa học
C2+ (CO) C 4+(CO2)(1)
- 2e
x 2x x
Quá trình kh ử:
NO3- + 3e + 4 H + NO + 2H2O (2)
0,06 0,08 0,02
Áp dụng định luật bảo to àn e cho (1,2) ta có: 2x = 0,06 v ậy x = 0,03(mol)
Áp dụng định luật bảo to àn khối lượng ta có:
m m m m
C O O 2A
C
28. 0,03 + m = 6,72 + 44 . 0,03
Vậy m = 7,2( gam) Chọn C.
Bước 2:
Nhận xét với câu b .
Các học sinh thường mắc một trong các sai sót sau:
Nếu coi 7,2 ga m Fe2O3 tác dụng với HNO 3 thì sẽ có phương trình sau
Fe2O3 6 HNO3 2Fe ( NO3 )3 3H 2O (3)
0, 045 0, 27
Vậy khối l ượng HNO3 là 0,27. 63=17,01g chọn A. (Sai)
Nếu học sinh coi số mol HNO 3 bằng số mol H +theo phương tr ình (2) thì kh ối
lượng HNO3 là 0,08. 63= 5,04g Chọn B (Sai)
Nếu học sinh coi HNO 3 bằng 0,27 mol ở (3) cộng với 0,08 ở (2)
Thì số mol HNO 3 là 0,27+0,08 = 0,35mol
suy ra khối lượng HNO3 là 0,35. 63= 22,05g
chọn C( Sai)
Nếu học sinh thiết lập hệ ph ương trình bao gồm các oxits v à Fe dư tác dụng
với HNO3 thì rất khó khăn trong giải toán . Vì vậy giáo vi ên có th ể nêu câu
hỏi : Bài tập này so với bài tập 1 và bài tập của đề thi đại học khối A năm
2009 có gì gi ống và khác nhau đ ể từ đó học sinh đ ưa ra cách gi ải nhanh .
Giáo viên: Nguyễn Ái Nhân giáo viên hóa Trường PTTH L ê Doãn Nhã
nguon tai.lieu . vn
