SKKN Hướng dẫn học sinh thiết lập và áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử của axit HNO3 và axit H2SO4 đặc nóng trong phản ứng với kim loại
Hoá học là môn khoa học thực nghiệm ngoài việc học sinh cần phải nắm vững kiến thức về lý thuyết và kỹ năng thực hành, thì việc giải bài tập cũng có một ý nghĩa rất quan trọng. Ngoài việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động; bài tập hoá học còn được dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hoá học.
Một bài tập hoá học thường có rất nhiều cách giải khác nhau để đưa ra kết quả cuối cùng. Nhưng hầu hết các học sinh THPT đều sử dụng phương pháp giải dựa trên phương trình phản ứng đã được cân bằng.
Trong các kì thi ĐH, CĐ và tốt nghiệp THPT bộ môn hóa học thì hình thức thi trắc nghiệm, số lượng câu hỏi nhiều vì vậy yêu cầu học sinh phải tìm ra kết quả nhanh và chính xác trong thời gian ngắn nhất.
Các dạng bài tập rất phong phú và đa dạng, mỗi dạng bài tập thường gắn với phương pháp giải nhanh, từ đó đã có rất nhiều phương pháp giải nhanh bài toán hóa học đã xuất hiện. Tuy nhiên, đối với các phương pháp giải nhanh thì học sinh cần phải tư duy và suy luận rất nhiều, nên thường chỉ có học sinh khá, giỏi mới áp dụng được, còn đối với học sinh yếu và trung bình không tư duy và vận dụng được các phương pháp giải nhanh đó. Như vậy, cần phải có phương pháp giải nhanh toán hóa học đơn giản, dễ hiểu có thể dành cho tất cả các đối tương học sinh. Đây là vấn đề các giáo viên giảng dạy các môn thi theo hình thức trắc nghiệm và nhất là môn hóa học cần phải quan tâm.
Xuất phát từ những vấn đề trên trong quá trình giảng dạy bộ môn hóa học tại trường THPTTriệu sơn 2 tôi luôn trăn trở, tìm tòi, vận dụng các phương pháp để nâng cao chất lượng giảng dạy. Vì vậy trong khuôn khổ bài viết này, tôi xin đưa ra một kinh nghiệm nhỏ của bản thân trong giảng dạy là “Hướng dẫn học sinh thiết lập và áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử của axit HNO3 và axit H2SO4 đặc nóng trong phản ứng với kim loại” .
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH THIẾT LẬP VÀ ÁP DỤNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM KHỬ CỦA AXIT HNO3 VÀ AXIT H2SO4 ĐẶC NÓNG TRONG PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI Người thực hiện: Lê Văn Thân Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc môn: Hóa học THANH HOÁ NĂM 2019 MỤC LỤC Trang 1. MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài 1.2. Mục đích nghiên cứu 1.3. Đối tượng, phạm vi, thời gian nghiên cứu 1.4. Phương pháp nghiên cứu 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của SKKN 2.1.1. Cơ sở khoa học 2.1.2. Cơ sở thực tiễn 2.2. Thực trạng của học sinh trước khi áp dụng SKKN 2.3. Các giải pháp và tổ chức thực hiện đề tài 2.3.1. Thiết lập các công thức xác định sản phẩm khử 2.3.2. Hệ thống bài tập áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử 2.4. Hiệu quả của SKKN đối với học sinh 3. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1. Kết luận 3.2. Kiến nghị và đề xuất 1 1 1 1 2 2 2 2 2 3 3 4 5 13 14 14 14 1. MỞ ĐẦU 1.1. Lý do chọn đề tài Hoá học là môn khoa học thực nghiệm ngoài việc học sinh cần phải nắm vững kiến thức về lý thuyết và kỹ năng thực hành, thì việc giải bài tập cũng có một ý nghĩa rất quan trọng. Ngoài việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động; bài tập hoá học còn được dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hoá học. Một bài tập hoá học thường có rất nhiều cách giải khác nhau để đưa ra kết quả cuối cùng. Nhưng hầu hết các học sinh THPT đều sử dụng phương pháp giải dựa trên phương trình phản ứng đã được cân bằng. Trong các kì thi ĐH, CĐ và tốt nghiệp THPT bộ môn hóa học thì hình thức thi trắc nghiệm, số lượng câu hỏi nhiều vì vậy yêu cầu học sinh phải tìm ra kết quả nhanh và chính xác trong thời gian ngắn nhất. Các dạng bài tập rất phong phú và đa dạng, mỗi dạng bài tập thường gắn với phương pháp giải nhanh, từ đó đã có rất nhiều phương pháp giải nhanh bài toán hóa học đã xuất hiện. Tuy nhiên, đối với các phương pháp giải nhanh thì học sinh cần phải tư duy và suy luận rất nhiều, nên thường chỉ có học sinh khá, giỏi mới áp dụng được, còn đối với học sinh yếu và trung bình không tư duy và vận dụng được các phương pháp giải nhanh đó. Như vậy, cần phải có phương pháp giải nhanh toán hóa học đơn giản, dễ hiểu có thể dành cho tất cả các đối tương học sinh. Đây là vấn đề các giáo viên giảng dạy các môn thi theo hình thức trắc nghiệm và nhất là môn hóa học cần phải quan tâm. Xuất phát từ những vấn đề trên trong quá trình giảng dạy bộ môn hóa học tại trường THPTTriệu sơn 2 tôi luôn trăn trở, tìm tòi, vận dụng các phương pháp để nâng cao chất lượng giảng dạy. Vì vậy trong khuôn khổ bài viết này, tôi xin đưa ra một kinh nghiệm nhỏ của bản thân trong giảng dạy là “Hướng dẫn học sinh thiết lập và áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử của axit HNO3 và axit H2SO4 đặc nóng trong phản ứng với kim loại” . 1.2. Mục đích nghiên cứu - Củng cố phương pháp giải bài tập hóa học và rèn luyện khả năng tư duy sáng tạo nhằm tạo hứng thú học tập bộ môn hoá học của học sinh THPT. - Xây dựng và hệ thống một số bài tập vận dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khư của axit HNO3 và axit H2SO4 đặc nóng trong phản ứng với kim loại. 1.3. Đối tượng, phạm vi, thời gian nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu là học sinh lớp 12C1 và 12C4 ban cơ bản năm học 2018- 2019 của trường THPT Triệu sơn 2 – Thanh Hóa. - Đề tài được nghiên cứu, trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học năm 2018 - 2019. 1.4. Phương pháp nghiên cứu Đề tài được nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm trong quá trình dạy học trên lớp và hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà. Nghiên cứu lí thuyết dựa vào: sách giáo khoa, sách bài tập hóa học phổ thông, các nội dung lí thuyết và bài tập hóa học, định luật bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng làm cơ sở. - Đánh giá hiệu quả phương pháp thông qua phương pháp thống kê so sánh kết quả học tập của các lớp học: Lớp thực nghiệm và lớp đối chứng. - Trao đổi kinh nghiệm, thảo luận với đồng nghiệp trong quá trình nghiên cứu. - Thăm dò ý kiến của học sinh sau khi áp dụng phương pháp. 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1. Cơ sở lí luận của SKKN 2.1.1. Cơ sở khoa học Bài tập hóa học làm chính xác hoá khái niệm hoá học, củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sinh động phong phú và hấp dẫn. Khi vận dụng được kiến thức vào giải bài tập thì học sinh mới nắm được kiến thức một cách sâu sắc. Bài tập hóa học có thể hệ thống hoá kiến thức một cách tích cực nhất. Khi ôn tập học sinh sẽ buồn chán nếu chỉ yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức. Thực tế cho thấy học sinh chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập. Bài tập hóa học ở trường THPT rất đa dạng và phong phú cả nội dung và thể loại. Trong kỳ thi học sinh giỏi, thi đại học, cao đẳng ta thường gặp các bài tập có nội dung kiến thức được nâng cao mở rộng và đào sâu nội dung kiến thức chương trình và SGK. Để giải được những bài tập được nâng cao mở rộng, đào sâu, có tính chất tổng hợp kiến thức đòi hỏi học sinh phải nắm vững, chắc kiến thức trong chương trình hóa học phổ thông, phải được nâng cao, mở rộng, đào sâu kiến thức theo từng nội dung của chương trình. Cùng với việc nâng cao mở rộng và đào sâu kiến thức hóa học, học sinh phải được rèn luyện các năng lực như phát hiện và giải quyết vấn đề; năng lực suy luận; năng lực tổng hợp kiến thức; năng lực tự học, tự đọc, tự tìm tòi; độc lập suy nghĩ và linh hoạt sáng tạo trong học tập. 2.1.2. Cơ sở thực tiễn Trong chương trình môn hóa học ở trường phổ thông các dạng bài tập rất phong phú và đa dạng, một trong các dạng phổ biến điển hình là bài tập của axit HNO3 và H2SO4 đặc nóng tác dụng với kim loại tạo sản phẩm khử. Mỗi dạng bài tập thường gắn với nhiều phương pháp giải khác nhau ngoài cách giải thông thường còn có các cách giải nhanh hơn. Đặc biệt khi vận dụng công thức giải nhanh bài toán hóa học để đến đích sớm nhất và điều này rất có ý nghĩa với học sinh lớp 12 trong hình thức thi trắc nghiệm hiện nay. 2.2. Thực trạng của học sinh trước khi áp dụng SKKN Với việc đổi mới thi theo hình thức trắc nghiệm khách quan môn hóa học thì trong mỗi đề thi số lượng câu hỏi nhiều, các dạng kiến thức khác nhau và lượng kiến thức nhiều. Vì vậy mỗi câu hỏi chỉ giải trong một thời gian ngắn, nếu các em vẫn giải theo cách thông thường như làm bài tự luận thì không đủ thời gan. Vì vậy buộc học sinh phải tiếp thu và vận dụng được phương pháp giải nhanh mới đạt kết quả cao. Nhưng do nhiều học sinh không định hướng được phương pháp giải nên kết quả học tập chưa cao, từ đó tạo ra tâm lí “sợ” học hoá học ở nhiều em. Trong quá trình công tác tôi nhận thấy hướng dẫn học sinh thiết lập và vận dụng công thức để giải nhanh bài tập hoá học là một trong những phương pháp dạy học mới thực sự nâng cao kết quả học tập của học sinh. Hiện nay đã có rất nhiều tài liệu viết về việc áp dụng công thức tính nhanh để giải bài tập hoá học. Các giáo viên cũng có nghiên cứu tài liệu và rải rác đưa các công thức tính nhanh cho học sinh vận dụng vào giải bài tập hoá học, nhưng thường không hướng dẫn học sinh tự thiết lập công thức, không đưa ra các công thức tổng quát để áp dụng cho từng dạng bài tập. Do vậy, học sinh có thể áp dụng làm bài tập trên lớp được, nhưng sau một thời gian lại quên hết. Một số học sinh học khá, giỏi biết tự nghiên cứu tài liệu thông qua các bài tập, ví dụ (có lời giải) áp dụng các công thức tính nhanh thì không rõ công thức này lấy từ đâu ra và những công thức đó thì áp dụng cho những dạng bài tập nào? Do đó, các em thường lờ đi các công thức tính nhanh và giải theo các cách giải thông thường. 2.3. Các giải pháp và tổ chức thực hiện đề tài Năm 2018 – 2019: Tôi chọn lớp 12C1 là lớp thực nghiệm, lớp 12C4 là lớp đối chứng. Ở lớp thực nghiệm, tôi dạy theo cách hướng dẫn học sinh thiết lập công thức và vận dụng công thức giải nhanh vào giải toán hoá học. Ở lớp đối chứng, tôi dạy học sinh giải bài tập theo cách giải thông thường. Sử dụng kết quả bài kiểm tra 1 tiết đầu học kì 2 môn hóa học làm bài kiểm tra trước tác động. Tôi dùng phương pháp thống kê kết quả và so sánh. Sau khi học xong chương “Đại cương của kim loại’’, tôi tiến hành kiểm tra 1 tiết ở hai lớp tại cùng một thời điểm làm bài kiểm tra sau tác động. Để đảm bảo tính khách quan thời gian tiến hành thực nghiệm vẫn tuân theo kế hoạch dạy học, thời khoá biểu của nhà trường và phân phối chương trình của Bộ GD & ĐT. Cụ thể trong chương đại cương của kim loại, khi hướng dẫn học sinh làm bài tập về kim loại tác dụng với axit, tại lớp đối chứng, giáo viên dạy học sinh giải bài theo cách thông thường (lập tỉ lệ số mol → chia trường hợp → viết phương trình phản ứng xảy ra → dựa vào phương trình để tính kết quả); Tại lớp thực nghiệm, giáo viên hướng dẫn học sinh thiết lập và vận dụng công thức tính nhanh dạng bài tập kim loại tác dụng với dung axit (hướng dẫn thiết lập công thức tính nhanh, bài tập ví dụ vận dụng công thức tính nhanh, bài tập học sinh tự giải). 2.3.1. Thiết lập các công thức xác định sản phẩm khử Từ những cơ sở lý thuyết, sự kết hợp giữa các phương pháp (phương pháp bảo toàn electron; bảo toàn nguyên tố; bảo toàn khối lượng), xác định số electron trao đổi của chất oxi hoá và chất khử trong quá trình phản ứng, cụ thể là xác định số electron của N+5 ( trong axit HNO3) hoặc S+6 ( trong H2SO4 đặc nóng ) thu electron tạo sản phẩm khử từ đó suy ra sản phẩm khử. Các bài tập hoá học giải được theo phương pháp này là những bài mà trong thí nghiệm hoá học có chất khử tác dụng với dung dịch axit HNO3 hoặc dung dịch axit H2SO4 đăc nóng tạo sản phẩm khử. Vậy tôi hướng dấn học sinh lớp thực nghiệm tiến hành thiết lập các công thức và áp dụng các công thức để xác đinh nhanh sản phẩm khử qua các bài tập. Dạng 1: Lập công thức xác định nhanh sản phẩm khử của HNO3 trong phản ứng với kim loại. Bài toán tổng quát 1: Cho a mol kim loại phản ứng với dung dịch HNO3 thu được muối nitrat và có b mol sản phẩm khử duy nhất X. Xác định sản phẩm khử X. Pthh: M + 2n HNO3 à M(NO3)n + n NO2 + nH2O 3M + 4nHNO3 à 3M(NO3)n + n NO + 2n H2O 8M + 10n HNO3 à 8M (NO3)n + n N2O + 5n H2O 8M + 10n HNO3 à 8M (NO3)n + n NH4NO3 + 3n H2O 10M + 12n HNO3 à10M (NO3)n + n N2 + 6n H2O Vậy sản phẩm khử có thể là khí NxOy ( NO2, NO, N2O, N2) hoặc muối NH4NO3 ( do sự khử N+5). Kim loại có hóa trị cao nhất là n Pthh tq: (5x-2y)M+(6nx-2ny)HNO3à(5x-2y)M(NO3)n+nNxOy +(3nx-ny)H2O Ta có : Quá trình oxi hoá: M à Mn+ + ne a mol -------- a.n mol = ne(TĐ) Quá trình khử : N+5 + me à X m.b mol-- b mol Theo ĐLBTE : ne(TĐ) = m.b => m = + Với m bằng 1 => Khí X là NO2 + Với m bằng 3 => Khí X là NO + Với m bằng 8 => Khí X là N2O ( có thể là muối NH4NO3 ) + Với m bằng 10 => Khí X là N2 Dạng 2: Lập công thức xác định nhanh sản phẩm khử của H2SO4 đặc nóng trong phản ứng với kim loại. Bài toán tổng quát 2: Cho a mol kim loại phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu được muối sunfat và có b mol sản phẩm khử duy nhất Y. Xác định sản phẩm khử Y Pthh: 2M + 2n H2SO4 đặc nóng à M2(SO4)n + n SO2 + 2n H2O 6M + 4n H2SO4 đặc nóng à 3M2(SO4)n + n S + 4n H2O 8M + 5n H2SO4 đặc nóng à 4M2(SO4)n + n H2S + 4n H2O Vậy sản phẩm khử Y là SO2; S; H2S ( do sự khử S+6 ). Kim loại có hóa trị cao nhất là n Ta có : Quá trình oxi hoá: M à Mn+ + ne a mol -------- a.n mol= ne(TĐ) Quá trình khử : S+6 + m.e à Y m.b mol b mol Theo ĐLBTE : ne(TĐ) = m.b => m = + Với m bằng 2 => Khí X là SO2 + Với m bằng 6 => Với X là S + Với m bằng 8 => Khí X là H2S 2.3.2. Hệ thống bài tập áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử Ví dụ 1: Hoà tan 27 gam Al bằng HNO3 loãng, thấy có 0,3 mol khí X bay ra ( ngoài X ra, không có sản phẩm khử nào khác ). Công thức của X là A. NO2 B. NO C. N2O D. N2 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hoá học Ta có: Gọi công thức phân tử của khí X là NxOy ( Với 1≤ x ≤ 2, nguyên dương ) Pthh:(5x-2y)Al + (18x-6y)HNO3 à:(5x-2y)Al(NO3)3 +3NxOy +(9x-3y)H2O Theo pt:(5x-2y) mol ----------------------------------------- 3 mol Theo bài:1 mol ----------------------------------------------- 0,3 mol => 0,3(5x-2y) = 3 => 5x -2y =10 + Với x= 1 => y =-2,5 loại + Với x= 2 => y = 0 thoả mãn. Vậy CTPT của X là N2 Cách 2: Xác định dựa vào quá trình oxi hoá và quá trình khử đơn thuần Quá trình oxi hoá: Al0 Al+3 + 3e 1 mol ----------------- 3 mol Quá trình khử : xN+5 + (5x-2y)e xN+2y/x NxOy 0, 3(5x-2y) mol -------------- 0.3 mol Theo ĐLBTE: 0,3(5x-2y) = 3 => 5x -2y =10 (Với 1≤ x ≤ 2 nguyên dương ) + Với x= 1 => y =-2,5 loại + Với x= 2 => y = 0 thoả mãn. Vậy CTPT của X là N2 + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi Quá trình oxi hoá: Al0 Al+3 + 3e 1mol ----------------- 3 mol Quá trình khử : N+5 + m.e X 0, 3.m mol ----- 0,3 mol Theo ĐLBTE: 3=0,3.m => m=10 => X là N2 Ví dụ 2: Hòa tan 15,2 gam hỗn hợp Fe và Cu ( có tỉ lệ mol tương ứng 2:3 ) vào dung dịch HNO3 dư, sau khi phản ứng xảy thu được 4,48 lít khí X (là sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. Công thức của X là A. N2O B. NO C.NO2 D. N2 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hoá học Ta có: Gọi a, b lần lượt là số mol của Fe, Cu có trong hỗn hợp Gọi công thức của sản phẩm khử X là NxOy ( Với 1≤ x ≤ 2 nguyên dương ) Pthh:(5x-2y)Fe+(18x-6y) HNO3à(5x-2y)Fe(NO3)3+3NxOy +(9x-3y) H2O (1) 0,1mol ----------------------------------------------- (5x-2y)Cu+(12x-2y)HNO3à(5x-2y)Cu(NO3)2+2NxOy+(6x-y)H2O (2) 0,15 mol ------------------------------------------- => => 5x-2y = 3 + Với x= 1 => y =1 thoả mãn. Vậy CTPT của X là NO Cách 2: Xác định dựa vào quá trình oxi hoá và quá trình khử đơn thuần Quá trình oxi hoá: Fe0 Fe+3 + 3e 0,1 mol -------------- 0,3 mol Cu0 Cu+2 + 2e 0,15 mol ------------- 0,3 mol Quá trình khử : xN+5 + (5x-2y)e xN+2y/x NxOy 0, 2(5x-2y) mol ---------------- 0,2 mol Theo ĐLBTE: 0,2(5x-2y) = 0,6 => 5x -2y = 3 (Với 1≤ x ≤ 2, nguyên dương ) + Với x= 1 => y =1 thoả mãn. Vậy CTPT của X là NO + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi Quá trình oxi hoá: Fe0 Fe+3 + 3e 0,1 mol 0,3 mol Cu0 Cu+2 + 2e 0,15 mol 0,3 mol Quá trình khử : N+5 + m.e X 0, 2.m mol 0,2 mol Theo ĐLBTE: 0,6=0,2.m => m=3 => X là NO Ví dụ 3: Cho 9,75 gam Zn phản ứng hoàn toàn với H2SO4 đặc, nóng thu được 3,36 lít khí X là sản phẩm khử duy nhất ở đktc. Sản phẩm khử đó là A. S B. SO2 C. H2S D. SO3 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hoá học Ta có: và Sảm phẩm khử X là chất khí do đó X có thể là SO2 hoặc H2S TH1: Sảm phẩm khử là H2S Pthh : 4Zn + 5H2SO4 đ à 4ZnSO4 + H2S + 4H2O (1) 0,15 mol ------------------------- 0,15/4 mol Từ (1) => => không thoả mãn TH2: Sảm phẩm khử X là SO2 Pthh : Zn + 2H2SO4 đ à ZnSO4 + SO2 + 2H2O (2) 0,15 mol ------------------------ 0,15 mol mol Từ (2) => => thoả mãn => Sản phẩm khử là SO2 Cách 2: Xác định dựa vào quá trình oxi hoá và quá trình khử đơn thuần TH1: Sảm phẩm khử là H2S Quá trình oxi hoá: Zn0 Zn+2 + 2e 0,15 mol ------------------- 0,3 mol Quá trình khử : S+6 + 8.e S-2 ß H2S 1,2 mol ----------------- 0,15 mol Theo ĐLBTE: => Không thoả mãn TH2: Sảm phẩm khử là SO2 Quá trình oxi hoá: Zn0 Zn+2 + 2e 0,15 mol ------------------- 0,3 mol Quá trình khử : S+6 + 2.e S+4 ß SO2 0,3 mol ----------------- 0,15 mol Theo ĐLBTE: => thoả mãn. Vậy sản phẩm khử là SO2 + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi Quá trình oxi hoá: Zn0 Zn+2 + 2e 0,15 mol -------------- 0,3 mol Quá trình khử : S+6 + m.e X ( là sản phẩm khử ) 0, 15.m mol ------ 0,15 mol Theo ĐLBTE: 0,3 = 0,15.m => m=2 => Vậy sản phẩm khử là SO2 Ví dụ 4: Một hỗn hợp gồm Mg, Al chia thành hai phần bằng nhau. Phần 1: Cho phản ứng hoàn với dd HCl thu được 0,896 lít H2 (đktc) Phần 2: Cho phản ứng hoàn toàn với H2SO4 đặc, nóng thu được 0,01 mol một sản phẩm khử duy nhất ( do sự khử S+6 ). Xác định sản phẩm khử đó. A. S B.SO3 C. H2S D. SO2 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hoá học Ta có: Gọi a, b lần lượt là số mol của Mg, Al có trong một phần của hỗn hợp Phần 1: Mg + 2HCl à MgCl2 + H2 (1) a mol ---------------------- a mol 2Al + 6HCl à 2AlCl3 + 3H2 (2) b mol ----------------------- 3b/2 mol Từ (1) và (2) => a + 3/2 b =0,04 => 2a + 3b= 0,08 (*) TH1: Sảm phẩm khử là SO2 Phần 2 : Mg + 2H2SO4 đ à MgSO4 + SO2 + 2H2O (3) a mol --------------------------- a mol 2Al + 6H2SO4 đ à Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (4) b mol -----------------------------------3b/2 mol Từ (3) và (4) => a + 3/2 b =0,01 => 2a + 3b= 0,02 (**) Ta thấy (*) (**) => Không thoả mãn TH2: Sảm phẩm khử là S Phần 2 : 3Mg + 4H2SO4 đ à 3MgSO4 + S + 4H2O (3) a mol -------------------------- a/3 mol 2Al + 4H2SO4 đ à Al2(SO4)3 + S + 4H2O (4) b mol -----------------------------------b/2 mol Từ (3) và (4) => a/3 + b/2 =0,01 => 2a + 3b =0,06 (**) Ta thấy (*) (**) => Không thoả mãn TH3: Sảm phẩm khử là H2S Phần 2 : 4Mg + 5H2SO4 đ à 4MgSO4 + H2S + 4H2O (3) a mol ----------------------------- a/4 mol 8Al + 15H2SO4 đ à 4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O (4) b mol ----------------------------------- 3b/8 mol Từ (3) và (4) => a/4 + 3b/8 =0,01 => 2a+ 3b=0,08 (**) Ta thấy (*) = (**) => thoả mãn => Sản phẩm khử là H2S Cách 2: Xác định dựa vào quá trình oxi hoá và quá trình khử đơn thuần Phần 1: Quá trình oxi hoá: Mg0 Mg+2 + 2e a mol ------------------- 2a mol Al0 Al+3 + 3e b mol ------------------ 3b mol Quá trình khử : 2H+1 + 2.e H2 0, 08.mol ------ 0,04 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,08 (*) TH1: Sảm phẩm khử là SO2 Phần 2: Quá trình oxi hoá: Mg0 Mg+2 + 2e a mol ------------------- 2a mol Al0 Al+3 + 3e b mol ------------------ 3b mol Quá trình khử : S+6 + 2.e S+4 0, 04.mol ------ 0,01 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,04 (**) Ta thấy (*) (**) => Không thoả mãn TH2: Sảm phẩm khử là S Phần 2: Quá trình oxi hoá: Mg0 Mg+2 + 2e a mol ------------------- 2a mol Al0 Al+3 + 3e b mol ------------------ 3b mol Quá trình khử : S+6 + 6.e S0 0, 06.mol ------ 0,01 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,06 (**)Ta thấy (*) (**) => Không thoả mãn TH3: Sảm phẩm khử là H2S Phần 2: Quá trình oxi hoá: Mg0 Mg+2 + 2e a mol ------------------- 2a mol Al0 Al+3 + 3e b mol ------------------ 3b mol Quá trình khử : S+6 + 6.e S-2 0, 08.mol ------ 0,01 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,08 (**) Ta thấy (*) = (**) => thoả mãn => Sản phẩm khử là H2S + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi Phần 1: Quá trình oxi hoá: Mg0 Mg+2 + 2e a mol ------------------- 2a mol Al0 Al+3 + 3e b mol ------------------ 3b mol Quá trình khử : 2H+1 + 2.e H2 0, 08.mol ------ 0,04 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,08 (*) Phần 2: Quá trình oxi hoá: Mg0 Mg+2 + 2e a mol ------------------- 2a mol Al0 Al+3 + 3e b mol ------------------ 3b mol Quá trình khử : S+6 + m.e X ( là sản phẩm khử ) 0, 01.m mol ------ 0,01 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,01.m (**) Kết hợp (*) = (**) => 0,01.m =0,08 => m=8 => Sản phẩm khử là H2S Ví dụ 5: Hoà tan 3,76 g hỗn hợp Mg và MgO có tỉ lệ mol 14:1 trong dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và 0,672 lít khí Y ( ở đktc). Cô cạn dung dịch X thu được 22,6 gam muối khan. Công thức của sản phẩm khử Y. A. NO2 B. NO C. N2O D. N2O3 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hoá học Ta có:
Tài liệu đính kèm:
- skkn_huong_dan_hoc_sinh_thiet_lap_va_ap_dung_cong_thuc_xac_d.doc