SKKN Rèn luyện kĩ năng tư duy cho học sinh qua bài toán tính oxi hóa của ion nitrat
Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, giáo viên bộ môn hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng cho việc giáo dục, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động. Qua đó giáo dục học sinh những đức tính cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội có thể hoà hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh hành trang đi vào cuộc sống.
Trong môn hoá học thì bài tập hoá học có một vai trò cực kỳ quan trọng. Nó là nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải thích các hiện tượng các quá trình hoá học, giúp tính toán các đại lượng: Khối lượng, thể tích, số mol. Việc giải bài tập sẽ giúp học sinh được củng cố kiến thức lí thuyết đã được học vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm bài. Để giải được bài tập đòi hỏi học sinh không chỉ nắm vững các tính chất hoá học của các đơn chất và hợp chất đã học, nắm vững các công thức tính toán, mà còn biết cách tính theo phương trình hóa học và công thức hoá học. Đối với những bài tập đơn giản thì học sinh thường đi theo mô hình đơn giản: như viết phương trình hoá học, dựa vào các đại lượng bài ra để tính số mol của một chất sau đó theo phương trình hoá học để tính số mol của các chất còn lại từ đó tính được các đại lượng theo yêu cầu của bài. Nhưng đối với nhiều dạng bài tập thì nếu học sinh không nắm được bản chất của các phản ứng thì việc giải bài toán của học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn và thường là giải sai như dạng bài tập tính oxi hóa của ion nitrat. Bài toán về ion nitrat là loại toán khó, xuất hiện thường xuyên trong các kỳ thi đại học và cao đẳng và cả trong các kì thi học sinh giỏi các cấp, gây ra nhiều khó khăn trở ngại cho học sinh. Chính vì vậy tôi xin mạnh dạn trình bày “Rèn luyện kĩ năng tư duy cho học sinh qua bài toán tính oxi hóa của ion nitrat” làm sáng kiến kinh nghiệm cho mình. Với hy vọng đề tài này sẽ là một tài liệu tham khảo phục vụ tôt cho việc học tập của các em học sinh 11, 12 và cho công tác giảng dạy của các bạn đồng nghiệp.
PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Hoá học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, giáo viên bộ môn hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng cho việc giáo dục, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động. Qua đó giáo dục học sinh những đức tính cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội có thể hoà hợp với môi trường thiên nhiên, chuẩn bị cho học sinh hành trang đi vào cuộc sống. Trong môn hoá học thì bài tập hoá học có một vai trò cực kỳ quan trọng. Nó là nguồn cung cấp kiến thức mới, vận dụng kiến thức lí thuyết, giải thích các hiện tượng các quá trình hoá học, giúp tính toán các đại lượng: Khối lượng, thể tích, số mol... Việc giải bài tập sẽ giúp học sinh được củng cố kiến thức lí thuyết đã được học vận dụng linh hoạt kiến thức vào làm bài. Để giải được bài tập đòi hỏi học sinh không chỉ nắm vững các tính chất hoá học của các đơn chất và hợp chất đã học, nắm vững các công thức tính toán, mà còn biết cách tính theo phương trình hóa học và công thức hoá học. Đối với những bài tập đơn giản thì học sinh thường đi theo mô hình đơn giản: như viết phương trình hoá học, dựa vào các đại lượng bài ra để tính số mol của một chất sau đó theo phương trình hoá học để tính số mol của các chất còn lại từ đó tính được các đại lượng theo yêu cầu của bài. Nhưng đối với nhiều dạng bài tập thì nếu học sinh không nắm được bản chất của các phản ứng thì việc giải bài toán của học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn và thường là giải sai như dạng bài tập tính oxi hóa của ion nitrat. Bài toán về ion nitrat là loại toán khó, xuất hiện thường xuyên trong các kỳ thi đại học và cao đẳng và cả trong các kì thi học sinh giỏi các cấp, gây ra nhiều khó khăn trở ngại cho học sinh. Chính vì vậy tôi xin mạnh dạn trình bày “Rèn luyện kĩ năng tư duy cho học sinh qua bài toán tính oxi hóa của ion nitrat” làm sáng kiến kinh nghiệm cho mình. Với hy vọng đề tài này sẽ là một tài liệu tham khảo phục vụ tôt cho việc học tập của các em học sinh 11, 12 và cho công tác giảng dạy của các bạn đồng nghiệp. 2. Mục đích nghiên cứu - Tìm hiểu cơ sở lí luận của đề tài. - Phân tích tính chất của ion nitrat trong các môi trường, phân loại bài tập trên cơ sở tính oxh của ion nitrat trong các môi trường. - Hệ thống các dạng bài toán hoá học tương ứng với mỗi dạng phản ứng, phân tích các sai lầm có thể có của học sinh và đưa ra cách giải hợp lý, đơn giản. - Hình thành kĩ năng tư duy cho học sinh, giúp học sinh tự nghiên cứu, thao tác với dạng bài tập ứng với phản ứng khác và rút ra cách xét các trường hợp phản ứng dạng tương tự. 3. Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu a) Đối tượng nghiên cứu: Đề tài này nghiên cứu trên các bài toán về tính oxi hóa của ion nitrat trong các môi trường. b) Phạm vi nghiên cứu: Đề tài thuộc chương trình hóa học lớp 11, 12 của trung học phổ thông 4. Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu lý luận: Nghiên cứu sách giáo khoa, những tài liệu về phương pháp dạy học hóa học, các tài liệu về tâm lý học, giáo dục học, các công trình nghiên cứu có liên quan đế đề tài của một số tác giả, các sách tham khảo - Điều tra tìm hiểu: Tiến hành tìm hiểu về các số liệu thông qua giáo viên hóa ở các trường phổ thông, qua bài kiểm tra học sinh trung học phổ thông Trần Khát Chân. - Thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thực nghiệm một số tiết ở trường trung học phổ thông Trần Khát Chân. PHẦN 2: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I. CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 1. Anion gốc axit NO3- trong môi trường trung tính. Trong môi trường trung tính ion NO3- không có tính oxi hoá. Ví dụ: Cho mảnh kim loại Cu vào dd KNO3 không xảy ra phản ứng. 2. Anion gốc axit NO3- trong môi trường axit. Trong môi trường axit ion NO3- có tính oxi hoá mạnh như axit HNO3. - Môi trường axit: Dung dịch HCl, H2SO4 loãng hoặc NaHSO4 / KHSO4 - Ion NO3- : NaNO3 hoặc KNO3 Khi đó nó sẽ oxi hoá được các chất có tính khử như: các kim loại, phi kim và một số hợp chất. Ví dụ 1: Khi cho mảnh kim loại Cu vào dung dich KNO3 sau đó thêm tiếp vào lượng dư dung dịch axit HCl lại thấy dung dịch chuyển màu xanh và có bọt khí thoát ra. Lúc đó có quá trình hoá học xảy ra: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ví dụ 2: Rót một lượng dung dịch FeCl2 vào cốc đựng dung dịch NaNO3, không thấy có hiện tượng gì, nhưng khi nhỏ thêm dung dịch H2SO4 loãng (hoặc HCl) vào thì thấy có khí thoát ra và dung chuyển sang màu vàng nâu của muối sắt III 3Fe2+ + 4H+ + NO3- 3Fe2+ + NO + 2H2O Ví dụ 3: Khi cho kim loại Fe tác dụng với dung dịch hỗn hợp hai axit ( H2SO4 loãng và HNO3) hay dung dịch hỗn hợp axit HCl, H2SO4 loãng và muối nitrat thấy Fe tan và có khí thoát ra. Lúc đó có quá trình hoá học xảy ra và viết PTHH dưới dạng ion rút gọn để thấy rõ vai trò chất oxi hoá của ion NO3- : Fe + 4H+ + NO3- Fe3+ + NO + 2H2O 3. Anion gốc axit NO3- trong môi trường bazơ. Trong môi trường bazơ ion NO3- có tính oxi hoá yếu. Những kim loai như Al, Zn có thể bị oxi hoá bởi ion NO3- trong môi trường bazơ và N+5 có thể bị khử xuống N-3 trong NH3: 8Al + 5OH- + 3NO3- + 2H2O 8AlO2- + 3NH3 4Zn + NO3- + 7OH- 4ZnO22- + NH3 + 2H2O II. THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ Qua quá trình dạy học và kiểm tra, tôi nhận thấy một số học sinh còn chưa xác định được bản chất của quá trình hóa học xảy ra Do đó học sinh thường mắc sai lầm khi giải là: viết các PTPƯ dạng phân tử của cặp chất thường gặp, dẫn đến việc tính toán sai. Một số học sinh thì chưa xác định chính xác tỉ lệ mol của các chất phản ứng để xác định chất hết và tính toán theo chất hết đó dẫn đến việc tính toán đi vào chỗ bế tắc không ra được kết quả, làm cho học sinh mất bình tĩnh khi giải các bài tập sau. III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN Khi gặp loại bài toán này, cách giải đúng và đơn giản nhất là phải viết phương trình ion rút gọn có sự tham gia của ion NO3- để thấy rõ vai trò tính OXH của gốc NO3-. Sau đó so sánh số mol của chất khử với tổng số mol H+ và tổng số mol NO3- để xem chất hay ion nào đã phản ứng hết, rồi mới tính toán tiếp theo số mol hết. Dạng 1: TÍNH OXI HOÁ CỦA ION NO3- TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT Bài 1: Dung dịch A có chứa 0,01 mol Fe(NO3)3 và 0,15 mol HCl có khả năng hoà tan tối đa bao nhiêu gam Cu kim loại( Biết NO là sản phẩm khử duy nhất) A. 2,88g B. 3,92g C. 3,2g D. 6,4g Bài giải: = 0,01 mol; = 0,03 mol; = 0,15 mol Ta có 2 phản ứng hòa tan Cu: Cu + 2Fe3+ 2Fe2+ + Cu2+ 0,005 0,01 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,15 0,03 (mol) phản ứng 0,045 0,12 0,03 (mol) sau pư: 0,03 0 (mol) Nhận xét: , NO3- phản ứng hết, H+ phản ứng dư, Cu tính theo NO3- 64.( 0,005 + 0,045) = 3,2g Chọn đáp án C Bài 2: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2008): Cho 3,2g bột Cu tác dụng với 100ml dd hỗn hợp gồm HNO3 0,8M và H2SO4 0,2M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được V lit khí NO( sản phẩm khử duy nhất) ở đktc. Giá trị của V là: A. 0,756 lit B. 0,672 lit C. 0,448 lit D 1,792 lit Bài giải: nCu = 0,05 mol ; nH= 0,1.(0,8+0,2.2)= 0,12 mol; = 0,08mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,05 0,12 0,08 (mol) phản ứng 0,045 0,12 0,03 0,03 (mol) sau pư: 0,005 0 0,05 0,03 (mol) Nhận xét: , H+ phản ứng hết, Cu và NO3- phản ứng dư. NO tính theo H+ nNO = 0,03 mol VNO = 22,4. 0,03 = 0,672 lit Chọn đáp án B Bài 3: Hòa tan 9,6 gam Cu bằng 200ml dung dịch hỗn hợp (HNO3 0,5M, H2SO4 1M) thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch X. Cô cạn cẩn thận dung dịch X thì thu được muối khan có khối lượng là: A. 35 gam B. 28,2 gam C. 24 gam D. 25,4 gam Bài giải : nCu = 0,15 mol ; nH= 0,2.(0,5+1.2)= 0,5 mol; = 0,1mol ; = 0,2 mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,15 0,5 0,1 (mol) phản ứng 0,15 0,4 0,1 (mol) sau pư: 0 0,1 0 (mol) Nhận xét: , Cu và NO3- phản ứng hết. H+ phản ứng dư. 160. 0,15=24 gam Chọn đáp án C Bài 4: Cho 1,92g Cu vào 100ml dd hỗn hợp có chứa KNO3 0,16M và H2SO4 0,5M, thấy sinh ra một chất khí có tỷ khối hơi so với H2 là 15 và dung dịch X. Để kết tủa hết ion Cu2+ trong dung dịch X cần tối thiểu V lit dung dịch NaOH 0,5M. Giá trị của V là: A. 0,184 B. 0,168 C. 0,048 D. 0,256 Bài giải: Cách 1: nCu = 0,03 mol; = = 0,016 mol; =0,1 mol Khí sinh ra có M = 30 chỉ là NO. PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,03 0,1 0,016 (mol) phản ứng 0,024 0,064 0,016 0,024 (mol) sau pư: 0,006 0,036 0 0,024 (mol) Dung dịch X chứa H+(dư)= 0,036 mol; Cu2+ = 0,024 mol Khi thêm dd NaOH vào dd X thì thứ tự các phản ứng xảy ra: OH- + H+ H2O 0,036 0,036 mol 2OH- + Cu2+ Cu(OH)2 0,048 0,024 mol Vậy nNaOH = 0,036 + 0,048 = 0,084 Vdd NaOH = lít Chọn đáp án B Cách 2: Từ phương trình: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,03 0,1 0,016 (mol) Vậy NO3- phản ứng hết. Dung dịch sau cùng (khi đã kết tủa hết Cu2+) chứa K+ , SO42- , Na+ Áp dụng định luật bảo toàn điện tích cho dung dịch trên: 0,016 + nNaOH =2.0,05 nNaOH = = 0,084 Vdd NaOH = lít Bài 5: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2009) Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch chứa hỗn hợp gồm H2SO4 0,5M và NaNO3 0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Giá trị tối thiểu của V là A. 360. B. 240. C. 400. D. 120. Bài giải: nCu = 0,03 mol; nFe = 0,02 mol; = = 0,08 mol; =0,4 mol (nhường tối đa)= 0,03.2+0,02.3=0,12 Bán pư nhận e: NO3- + 3e + 4H+ NO + 2H2O Ban đầu 0,08 0,12 0,4 (mol) Phản ứng 0,04 0,12 0,16 (mol) Sau pư 0,04 0 0,24 (mol) Nhận xét: , Cu và Fe phản ứng hết. NO3- , H+ phản ứng dư. Dd X chứa H+(dư)= 0,24 mol; NO3- = 0,04 mol; Cu2+ = 0,03 mol; Fe3+ = 0,02 mol Khi thêm dd NaOH vào dd X thì thứ tự các phản ứng xảy ra: OH- + H+ H2O 0,24 0,24 mol 2OH- + Cu2+ Cu(OH)2 0,06 0,03 mol 3OH- + Fe3+ Fe(OH)3 0,06 0,02 mol Vậy nNaOH = 0,24 + 0,06 + 0,06 = 0,36 Vdd NaOH = lít = 360 ml Chọn đáp án A Nhận xét: Tương tự bài 4, ta có thể giải bài toán trên bằng cách áp dụng định luật bảo toàn điện tích: 0,08 + V.1= 0,04 + 2.0,4.0,5V= 0,36 lit = 360 ml Bài 6: (Đề tuyển sinh ĐH khối A năm 2011): Cho 0,87 gam hh gồm Fe, Cu và Al vào bình đựng 300 ml dd H2SO4 0,1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,32 gam chất rắn và có 448 ml khí (đktc) thoát ra. Thêm tiếp vào bình 0,425 gam NaNO3, khi các phản ứng kết thúc thì thể tích khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất) tạo thành và khối lượng muối trong dung dịch là A. 0,224 lít và 3,750 gam. B. 0,112 lít và 3,750 gam. C. 0,112 lít và 3,865 gam. D. 0,224 lít và 3,865 gam. Bài giải: Cách 1: =0,03 mol; 0,02 mol; = = 0,005 mol < , vậy dư, Fe, Al tan hết. Chất rắn là Cu, mCu = 0,32 gam mAl + mFe = 0,55 gam. Đặt x = nFe y = nAl Ta có hệ phương trình : x + 3/2y = 0,02 (1) và 56x + 27y = 0,55 (2) Giải (1) và (2) → x = 0,005 ; y = 0,01 Dd sau phản ứng có : Fe2+ 0,005mol, Al3+ 0,01mol,H+ dư 0,02molvà 0,005mol chất rắn Cu. Thêm NaNO3 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Trước pư: 0,005 0,02 0,05 Pư 0,005 →0,04/3 →0,01/3 0,01/3 Sau pư 0 0,02/3 0,01/6 3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O Trước pư: 0,005 0,02/3 0,01/6 Pư 0,005 →0,02/3→0,01/6 0,01/6 Sau pư 0 0 0 Sau phản ứng H+ và NO3- hết → = 0,01/3+ 0,01/6= 0,005 → = 0,005.22,4 = 0,112 lít = 0,87 + 0,03.96 + 0,005.23 = 3,865 gam Chọn đáp án C Cách 2: Theo bảo toàn nguyên tố N, tối đa = = 0,005 mol→ tối đa = 0,005.22,4 = 0,112 lít → Loại đáp án A, D Dung dịch sau cùng chứa: ion kim loại, (NO3- hết vì đã chuyển hết thành NO) →= 0,87 + 0,03.96 + 0,005.23 = 3,865 gam Bài 7: (Kỳ thi THPT quốc gia 2015) Cho 7,65 gam hỗn hợp X gồm Al và Al2O3 (trong đó Al chiếm 60% khối lượng) tan hoàn toàn trong dung dịch Y gồm H2SO4 và NaNO3, thu được dung dịch Z chỉ chứa 3 muối trung hòa và m gam hỗn hợp khí T (trong T có 0,015 mol H2). Cho dung dịch BaCl2 dư vào Z đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 93,2 gam kết tủa. Còn nếu cho Z phản ứng với NaOH thì lượng NaOH phản ứng tối đa là 0,935 mol. Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây? A. 2,5 B. 3,0 C. 1,0 D.1,5 Bài giải: Đặt . Ta có hệ Từ giả thiết đề bài ta có : dd Z chứa , , Cho BaCl2 dư vào Z, phương trình ion thu gọn: Ba2+ + SO42- → BaSO4 Cho dd NaOH vào dd Z: 0,23 →0,92 0,0150,015 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với gốc SO42→ = 0,0475 mol. Với nguyên tố Na → = 0,095 Với nguyên tố H → = 0,4mol Bảo toàn khối lượng: → m= 1,5 gam Chọn đáp án D Bài 8: ( Đề thi casio tỉnh Thanh Hóa năm 2013-2014) Một hỗn hợp X nặng 4 gam gồm Fe và Cu có tỉ lệ khối lượng lần lượt là 7:4. Cho hỗn hợp X vào hỗn hợp Y gồm HNO3 0,1M và HCl 0,4M được khí NO (sản phẩm khử duy nhất), dung dịch Z và không có chất rắn sau phản ứng này. Cho dung dịch sau phản ứng vào AgNO3 dư, khi phản ứng kết thúc được m gam chất rắn. Xác định m, biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Bài giải: Do gam → ; gam mol Hốn hợp axit V lit : Do sau phản ứng không có chất rắn nên Fe, Cu phản ứng hết TH1: Fe phản ứng tạo dư hoặc vừa đủ tạo Fe + 4H+ + NO3- → Fe3+ + NO + 2H2O 1/22 2/11 1/22 mol 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 1/44 2/33 1/66 mol Khi đó chỉ có kết tủa AgCl : m= 143,5. 0,4V= 57,4V gam TH2: Fe phản ứng tạo hoặc cả và → NO3- hết x x 2x y y 3y 1/44 1/22 NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,1V 0,4V 0,3v Vì x>0 nên y nên kết hợp (1) và (2) : Khi thêm AgNO3 vào dd Z ngoài phản ứng tạo kết tủa AgCl (0,4Vmol) còn có thể có phản ứng: 3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O Nếu hết gam Nếu dư : Khi đó có thêm phản ứng: (mol) (gam) Bài 9: ( Kỳ thi khu vực giải toán trên MTCT- năm 2008) Cho 23,52 gam hỗn hợp 3 kim loại Mg, Fe, Cu vào 200ml dung dịch HNO3 3,4M khuấy đều thấy thoát ra một khí duy nhất hơi nặng hơn không khí, trong dung dịch còn dư một kim loại chưa tan hết, đổ tiếp từ từ dung dịch H2SO4 5M vào, chất khí trên lại thoát ra cho đến khi kim loại vừa tan hết thì mất đúng 44ml, thu được dung dịch A. Cho dung dịch NaOH đến dư vàodung dịch A, lọc kết tủa, rửa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B nặng 31,2 gam. a) Tính % số mol mỗi kim loại trong hỗn hợp b) Tính nồng độ mol các ion (trừ ion OH- , H+ ) trong dung dịch A. Bài giải: a) Gọi x, y, z là số mol của Mg, Fe, Cu trong hỗn hợp, ta có: 24x + 56y + 64z = 23,52 (1) Vì sau phản ứng với dung dịch HNO3 còn dư một kim loại nên kim loại dư là Cu, khi đó Fe bị OXH thành PTPƯ hòa tan Cu dư: 3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 0,165 0,44 → 0,11 Các qua trình OXH: X x 2x y y 2y z-0,165 Quá trình khử: NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,17 0,68→ 0,51 Áp dụng định luật bảo toàn e : 2.(x+ y+ z- 0,165) = 0,51 → x + y + z = 0,42 (2) Cho NaOH dư vào dung dịch A rồi lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được chất rắn B chứa : MgO, Fe2O3 , CuO. Phương trình khối lượng hỗn hợp B: 40x + 160y/2 + 80z = 31,2 (3) Giải hệ (1), (2), (3) ta được x = 0,06; y = 0,12; z= 0,24 → % 14,28% ; % 28,57% ; % 57,15% b) Tính nồng độ các ion trong dung dịch A ; ; ; Bài 10: Cho 5,76g kim loại Cu tan trong 80ml dd HNO3 2M, sau khi phản ứng xong chỉ thu được khí NO(sản phẩm khử duy nhất). Tiếp tục cho vào dung dịch thu được một lượng dư dung dịch axit H2SO4 lại thấy giải phóng khí NO(sản phẩm khử duy nhất). Tổng thể tích khí NO(đktc) thoát ra là: A. 0,464lit B. 0,646lit C. 0,3584lit D. 3,0446lit Bài giải: nCu = 0,09 mol; nHNO=0,16 mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (1) Ban đầu 0,09 0,016 0,016 phản ứng 0,006 0,016 0,004 0,006 0,004 sau phản ứng: 0,084 0 0,012 0,006 0,004 Khi thêm tiếp dung dịch H2SO4 dư, vì ion NO3- trong môi trường axit có tính oxi hoá mạnh nên xảy ra tiếp phản ứng: PTHH 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,084 0,012 phản ứng 0,018 0,012 0,018 0,012 (mol) sau phản ứng: 0,066 0 0,018 0,012 (mol) Vậy thể tích khí NO = 22,4( 0,004 + 0,012) = 0,3584 (lit) Chọn đáp án C Bài 11: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO) với số mol mỗi chất là 0,1 mol, hoà tan hết vào dung dịch Y gồm HCl và H2SO4 loãng dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dd Cu(NO3)2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngừng thoát khí NO. Thể tích dung dịch Cu(NO3)2 1M cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc lần lượt là: A. 25ml và 1,12lit B. 500ml và 4,48lit C. 100ml và 1,12lit D. 50ml và 2,24 lit Bài giải: Để đơn giản hơn ta quy đổi hỗn hợp gồm 0,1 mol FeO và 0,1 mol Fe2O3 thành 0,1 mol Fe3O4. Như vậy hỗn hợp X gồm (Fe3O4 : 0,2 mol ; Fe : 0,1 mol) tác dụng với dung dịch Y PTHH : Fe3O4 + 8H+ Fe2+ + 2Fe3+ + 4H2O 0,2 0,2 0,4 mol Fe + 2H+ Fe2+ + H2 0,1 0,1 mol Dung dịch Z : (Fe2+: 0,3 mol; Fe3+: 0,4 mol ; H+ dư) Cho Cu(NO3)2 vào Z, do Fe2+ vẫn còn tính khử nên tiếp tục xảy ra phản ứng 3Fe2+ + 4H+ + NO3- 3Fe2+ + NO + 2H2O 0,3 0,1 0,1 mol Vậy VNO = 22,4. 0,1 = 2,24 lit = 0,05 mol. Do đó Vdd= 0,05 lit = 50 ml Chọn đáp án D Bài 12: Thực hiện 2 thí nghiệm: TN 1: Cho 6,4g Cu phản ứng với 120ml dd HNO3 1M thoát ra V1 lit khí NO TN 2: Cho 6,4g Cu phản ứng với 120ml dd có chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5M thoát ra V2 lit NO( Các khí đo ở cùng điều kiện). Quan hệ giữa V1 và V2 là : A. V2 = 1,5V1 B. V1 = 2V2 C. V2 = 2V1 D. V2 = V1 Bài giải: TN 1 : nCu = 0,1 mol ; nHNO= 0,12 mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0,1 0,12 0,12 phản ứng 0,045 0,12 0,03 0,03 sau pư: 0,055 0 0,09 0,03 Vậy nNO = 0,03 mol. TN 2: nCu = 0,06 mol; nH=0,24 mol; = 0,12mol PTHH: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O Ban đầu 0.1 0,24 0,12 phản ứng 0,09 0,24 0,08 0,08 sau pư: 0,01 0 0,04 0,08 Vậy nNO= 0,08 mol. Do đó V2 = 2V1 Chọn đáp án C Dạng 2: TÍNH OXI HOÁ CỦA ION NO3- TRONG MÔI TRƯỜNG BAZƠ Bài 1: Cho 8,1gam Al vào lượng như dd hỗn hợp gồm NaNO3 vào NaOH. Kết thúc phản ứng thu được V lit khí không màu, mùi khai đktc. Giá trị V là: A. 4,48 lit B. 2,25 lit C. 3,36 lit D. 6,72 lit Bài giải: PTHH: 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O 8AlO2- + 3 NH3 0,3 0,1125 mol Vậy = 22,4. 0,1125 = 2,52 lit Chọn đáp án B Bài 2: Cho m(g) Al vào lượng dư dd hỗn hợp gồm KNO3 và NaOH. Sau khi kết thúc phản ứng thấy có 6,72 lit khí không màu mùi khai (đktc) thoát ra. Giá trị m là: A.17,92 lit B. 11,2lit C. 8,96lit D. 13,44 lit Bài giải: PTHH: 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O 8AlO2- + 3 NH3 0,8 0,3 mol Vậy = 22,4. 0,8 = 17,92 lit Chọn đáp án A Bài 3: Hoà tan 2,7g Al vào 100ml dd hỗn hợp gồm NaNO3 0,3M và NaOH 0,8M. sau khi kết thúc phản ứng thu được V lit hỗn hợp khí ở đktc. Giá trị của V là: A. 0,672lit B. 1,008lit C. 1,344lit D. 1,512lit Bài giải: Có nAl = 0,1 mol ; = 0,03 mol; = 0,08 mol PTHH: 8Al + 3NO3- + 5OH- + 2H2O 8AlO2- + 3 NH3 Ban đầu 0.1 0,03 0,08 phản ứng 0,08 0,03 0,05 0,03 sau pư: 0,02 0 0,03 0,03 Sau đó: 2Al + 2OH- + 2H2O 2AlO2- + 3H2 Ban đầu 0.02 0,03 phản ứng 0,02 0,02 0,03 sau pư: 0 0,01 0,03 Vậy = 0,03.22,4 + 0,03.22,4 = 1,344 lit Chọn đáp án C Bài 4: Hòa tan hết 6,5 g Zn vào 200ml dung dịch hỗn hợp gồm KNO3 0,1M và NaOH 0,5M. Kết thúc phản ứng thu được V lit hỗn hợp khí ở đktc. Giá trị của V là: A. 0,448 lit B. 0,784 lit C. 0,896 lit D. 1,12lit Bài giải: Có nZn
Tài liệu đính kèm:
- skkn_ren_luyen_ki_nang_tu_duy_cho_hoc_sinh_qua_bai_toan_tinh.doc