20 Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi

 CHUYÊN ĐỀ 1: DÃY HOẠT ĐỘNG HOÁ HỌC CỦA KIM LOẠI.
 Ý nghĩa:
 K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt
 + O : nhiệt độ thường Ở nhiệt độ cao Khó phản ứng
 2 
 K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt
 Tác dụng với nước Không tác dụng với nước ở nhiệt độ thường
 K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt
 Tác dụng với các axit thông thường giải phóng Hidro Không tác dụng.
 K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt
 Kim loại đứng trước đẩy kim loại đứng sau ra khỏi muối
 K Ba Ca Na Mg Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Ag Hg Au Pt
 H2, CO không khử được oxit khử được oxit các kim loại này ở nhiệt độ cao
 Chú ý:
 Các kim loại đứng trước Mg phản ứng với nước ở nhiệt độ thường tạo thành dd 
Kiềm và giải phóng khí Hidro.
 Trừ Au và Pt, các kim loại khác đều có thể tác dụng với HNO3 và H2SO4 đặc nhưng 
không giải phóng Hidro.
 1. PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ
 Trong các phương pháp giải các bài toán Hoá học phương pháp đại số cũng thường 
được sử dụng. Phương pháp này có ưu điểm tiết kiệm được thời gian, khi giải các bài 
toán tổng hợp, tương đối khó giải bằng các phương pháp khác. Phương pháp đại số 
được dùng để giải các bài toán Hoá học sau:
 a. Giải bài toán lập CTHH bằng phương pháp đại số.
 Thí dụ: Đốt cháy một hỗn hợp 300ml hiđrocacbon và amoniac trong oxi có dư. Sau 
khi cháy hoàn toàn, thể tích khí thu được là 1250ml. Sau khi làm ngưng tụ hơi nước, 
thể tích giảm còn 550ml. Sau khi cho tác dụng với dung dịch kiềm còn 250ml trong 
đó có 100ml nitơ. Thể tích của tất cả các khí đo trong điều kiện như nhau. Lập công 
thức của hiđrocacbon
 Bài giải
 Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon và amoniac trong oxi phản ứng xảy ra theo 
phương trình sau:
 4NH3 + 3O2 -> 2N2 + 6H2O (1)
 y y
 CxHy + (x + ) O2 -> xCO2 + H2O (2)
 4 2
 1 2. PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN 
 NGUYÊN TỐ VÀ KHỐI LƯỢNG.
 a/ Nguyên tắc: 
 Trong phản ứng hoá học, các nguyên tố và khối lượng của chúng được bảo toàn.
 Từ đó suy ra:
 + Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo 
thành.
 + Tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau phản 
ứng.
 b/ Phạm vi áp dụng: 
 Trong các bài toán xảy ra nhiều phản ứng, lúc này đôi khi không cần thiết phải 
viết các phương trình phản ứng và chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ 
lệ mol giữa các chất cần xác định và những chất mà đề cho.
 Bài 1. Cho một luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh ra 23,4g muối kim 
loại hoá trị I. Hãy xác định kim loại hoá trị I và muối kim loại đó.
 Hướng dẫn giải:
 Đặt M là KHHH của kim loại hoá trị I.
 PTHH: 2M + Cl2  2MCl
 2M(g) (2M + 71)g
 9,2g 23,4g
 Ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71)
 Suy ra: M = 23.
 Kim loại có khối lượng nguyên tử bằng 23 là Na.
 Vậy muối thu được là: NaCl
 Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa 
đủ dung dịch H 2SO4 loãng, thu được 1,344 lit hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m 
gam muối. Tính m?
 Hướng dẫn giải:
 PTHH chung: M + H2SO4  MSO4 + H2 
 1,344
 nH SO = nH = = 0,06 mol
 2 4 2 22,4
 áp dụng định luật BTKL ta có:
 m = m + m - m = 3,22 + 98 * 0,06 - 2 * 0,06 = 8,98g
 Muối X H 2 SO 4 H 2
 Bài 3: Có 2 lá sắt khối lượng bằng nhau và bằng 11,2g. Một lá cho tác dụng hết với 
khí clo, một lá ngâm trong dung dịch HCl dư. Tính khối lượng sắt clorua thu được.
 Hướng dẫn giải:
 PTHH:
 3 n HCl = 2 . 0,4 = 0,8 mol
 Số mol (số mol nguyên tử) tạo ra muối cũng chính bằng số mol HCl bằng 0,8 mol. 
Vậy khối lượng Clo tham gia phản ứng:
 mCl = 35,5 . 0,8 = 28,4 gam
 Vậy khối lượng muối khan thu được là: 
 7,8 + 28,4 = 36,2 gam
 3. PHƯƠNG PHÁP TĂNG, GIẢM KHỐI LƯỢNG.
 a/ Nguyên tắc: 
 So sánh khối lượng của chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lượng 
của nó, để từ khối lượng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol giữa 2 chất 
này mà giải quyết yêu cầu đặt ra.
 b/ Phạm vị sử dụng: 
 Đối với các bài toán phản ứng xảy ra thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng giữa 
kim loại mạnh, không tan trong nước đẩy kim loại yếu ra khỏi dung sịch muối phản 
ứng, ...Đặc biệt khi chưa biết rõ phản ứng xảy ra là hoàn toàn hay không thì việc sử 
dụng phương pháp này càng đơn giản hoá các bài toán hơn.
 Bài 1: Nhúng một thanh sắt và một thanh kẽm vào cùng một cốc chứa 500 ml dung 
dịch CuSO4. Sau một thời gian lấy hai thanh kim loại ra khỏi cốc thì mỗi thanh có 
thêm Cu bám vào, khối lượng dung dịch trong cốc bị giảm mất 0,22g. Trong dung 
dịch sau phản ứng, nồng độ mol của ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol của FeSO4. 
Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khối 
lượng không đổi , thu được 14,5g chất rắn. Số gam Cu bám trên mỗi thanh kim loại 
và nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là bao nhiêu?
 Hướng dẫn giải:
 PTHH
 ( 1 )
 Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu 
 ( 2 )
 Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu 
 Gọi a là số mol của FeSO4 
 Vì thể tích dung dịch xem như không thay đổi. Do đó tỉ lệ về nồng độ mol của các 
chất trong dung dịch cũng chính là tỉ lệ về số mol.
 Theo bài ra: C = 2,5 C Nên ta có: n = 2,5 n
 M ZnSO 4 M FeSO 4 ZnSO 4 FeSO 4
 Khối lượng thanh sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g)
 Khối lượng thanh kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g)
 Khối lượng của hai thanh kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g)
 Mà thực tế bài cho là: 0,22g
 Ta có: 5,5a = 0,22  a = 0,04 (mol)
 Vậy khối lượng Cu bám trên thanh sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g)
 và khối lượng Cu bám trên thanh kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g)
 Dung dịch sau phản ứng 1 và 2 có: FeSO4, ZnSO4 và CuSO4 (nếu có)
 Ta có sơ đồ phản ứng:
 5 Vậy V(đktc) = 0,04 * 22,4 = 0,896 lít
 Nếu CO2 dư:
 CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O
 0,05  0,05 mol  0,05
 CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2
 0,01  (0,05 - 0,04) mol
 Vậy tổng số mol CO2 đã tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol
  V(đktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lít
 Bài 4: Hoà tan 20gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị 1 và 2 bằng dung 
dịch HCl dư thu được dung dịch X và 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lượng muối khan 
thu được ở dung dịch X.
 Bài giải: Gọi kim loại hoá trị 1 và 2 lần lượt là A và B ta có phương trình phản ứng 
sau:
 A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1)
 BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2)
 Số mol khí CO2 (ở đktc) thu được ở 1 và 2 là:
 4,48
 n   0,2mol
 CO2 22,4
 Theo (1) và (2) ta nhận thấy cứ 1 mol CO 2 bay ra tức là có 1 mol muối cacbonnat 
chuyển thành muối Clorua và khối lượng tăng thêm 11 gam (gốc CO 3 là 60g chuyển 
thành gốc Cl2 có khối lượng 71 gam).
 Vậy có 0,2 mol khí bay ra thì khối lượng muối tăng là:
 0,2 . 11 = 2,2 gam
 Vậy tổng khối lượng muối Clorua khan thu được là:
 M(Muối khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam)
 Bài 5: Hoà tan 10gam hỗn hợp 2 muối Cacbonnat kim loại hoá trị 2 và 3 bằng dung 
dịch HCl dư thu được dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc).
 Hỏi cô cạn dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối khác nhau?
 Bài giải
 Một bài toán hoá học thường là phải có phản ứng hoá học xảy ra mà có phản ứng 
hoá học thì phải viết phương trình hoá học là điều không thể thiếu.
 Vậy ta gọi hai kim loại có hoá trị 2 và 3 lần lượt là X và Y, ta có phản ứng:
 XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1)
 Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2).
 Số mol chất khí tạo ra ở chương trình (1) và (2) là:
 0,672
 n  = 0,03 mol
 CO2 22,4
 Theo phản ứng (1, 2) ta thấy cứ 1 mol CO 2 bay ra tức là có 1 mol muối Cacbonnat 
chuyển thành muối clorua và khối lượng tăng 71 - 60 = 11 (gam) ( m  60g; 
 CO3
 mCl  71g ).
 7 
 Ag Có Tính oxi hoá mạnh hơn Cu nên muối AgNO3 tham gia phản ứng với Fe 
trước.
 PTHH: 
 Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
 Fe + Cu(NO3)2  Fe(NO3)2 + Cu (2)
 Ta có 2 mốc để so sánh:
 - Nếu vừa xong phản ứng (1): Ag kết tủa hết, Fe tan hết, Cu(NO3)2 chưa phản ứng.
 Chất rắn A là Ag thì ta có: mA = 0,1 x 108 = 10,8 g
 - Nếu vừa xong cả phản ứng (1) và (2) thì khi đó chất rắn A gồm: 0,1 mol Ag và 0,1 
mol Cu 
 mA = 0,1 ( 108 + 64 ) = 17,2 g
 theo đề cho mA = 15,28 g ta có: 10,8 < 15,28 < 17,2 
 vậy AgNO3 phản ứng hết, Cu(NO3)2 phản ứng một phần và Fe tan hết.
 mCu tạo ra = mA – mAg = 15,28 – 10,80 = 4,48 g. Vậy số mol của Cu = 0,07 mol.
 Tổng số mol Fe tham gia cả 2 phản ứng là: 0,05 ( ở pư 1 ) + 0,07 ( ở pư 2 ) = 0,12 mol
 Khối lượng Fe ban đầu là: 6,72g
 4. PHƯƠNG PHÁP LÀM GIẢM ẨN SỐ.
 Bài toán 1: (Xét lại bài toán đã nêu ở phương pháp thứ nhất)
 Hoà tan hỗn hợp 20 gam hai muối cacbonnat kim loại hoá trị I và II bằng dung dịch 
HCl dư thu được dung dịch M và 4,48 lít CO2 (ở đktc) tính khối lượng muốn tạo 
thành trong dung dịch M.
 Bài giải
 Gọi A và B lần lượt là kim loại hoá trị I và II. Ta có phương trình phản ứng sau:
 A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + H2O + CO2 (1)
 BCO3 + 2HCl -> BCl2 + H2O + CO2 (2)
 Số mol khí thu được ở phản ứng (1) và (2) là:
 4,48
 n   0,2mol
 CO3 22,4
 Gọi a và b lần lượt là số mol của A2CO3 và BCO3 ta được phương trình đại số sau:
 (2A + 60)a + (B + 60)b = 20 (3)
 Theo phương trình phản ứng (1) số mol ACl thu được 2a (mol)
 Theo phương trình phản ứng (2) số mol BCl2 thu được là b (mol)
 Nếu gọi số muối khan thu được là x ta có phương trình:
 (A + 35.5) 2a + (B + 71)b = x (4)
 Cũng theo phản ứng (1, 2) ta có:
 a + b = n  0,2(mol) (5)
 CO2
 Từ phương trình (3, 4) (Lấy phương trình (4) trừ (5)) ta được: 
 11 (a + b) = x - 20 (6)
 Thay a + b từ (5) vào (6) ta được:
 9