Tài liệu Giải nhanh hóa thầy vũ khắc ngọc

Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc www.HOAHOC.edu.vn 0985052510 GIẢI TOÁN HÓA HỌC VÀ NGHỆ THUẬT ẨM THỰC I. Đặt vấn đề Sau khi bài viết “Bài toán kinh điển của Hóa học: bài toán 9 cách giải” của tôi phổ biến trở lại trên các diễn đàn mạng (trước đó đã từng được post lên forum của CLB Gia sư Hà Nội năm 2006), tôi đã nhận được khá nhiều thông tin thú vị, rất nhiều Topic, Entry và cả Email phản hồi (đa số là của các giáo viên) với những tiêu đề rất hấp dẫn như: “Bài toán kinh điển đã lùi vào lịch sử”, “Bài toán kinh điển đã không còn là 9 cách giải”, “Cách thứ 10 cho bài toán của Sao băng”, … Quả thật là rất vui khi thấy bài viết của mình đến được với số đông bạn đọc và tạo ra một sự thách đố nho nhỏ cho những ai muốn phát triển bài toán này, nhưng cũng phải bật cười cho cái sự hiếu thắng của tuổi trẻ. Cảm hứng đó làm tôi muốn viết bài này, như một câu chuyện vui vẻ cho tất cả mọi người. Giải một bài toán Hóa học bằng nhiều phương pháp là một trong những nội dung quan trọng trong giảng dạy Hóa học ở trường phổ thông nhằm kích thích khả năng sáng tạo và tư duy của học sinh. Như tôi đã từng đề cập trên một diễn đàn: “Phương pháp Giáo dục ở ta hiện nay còn rất gò bó và hạn chế tầm suy nghĩ, sáng tạo của học sinh. Bản thân các em học sinh, khi đối mặt với một bài toán cũng thường có tâm lý tự hài lòng sau khi đã giải quyết được nó bằng một cách nào đó, mà chưa nghĩ đến chuyện tối ưu hóa bài toán, giải quyết nó bằng cách nhanh nhất. Giải quyết một bài toán Hóa học bằng nhiều cách khác nhau là một cách rất hay để phát triển tư duy và rèn luyện kỹ năng học Hóa của mỗi người, giúp ta có khả năng nhìn nhận vấn đề theo nhiều hướng khác nhau, phát triển tư duy logic, sử dụng thành thạo và vận dụng tối đa các kiến thức đã học. Đối với giáo viên, suy nghĩ về bài toán và giải quyết nó bằng nhiều cách còn là một hướng đi có hiệu quả để tổng quát hóa hoặc đặc biệt hóa, liên hệ với những bài toán cùng dạng, điều này góp phần hỗ trợ, phát triển các bài tập hay và mới cho học sinh.” Tuy nhiên, việc rèn luyện việc giải toán Hóa học bằng nhiều phương pháp nhằm hướng đến mục tiêu rèn luyện kỹ năng và tư duy, không có nghĩa rằng chúng ta phải giải bài toán bằng càng nhiều cách càng tốt. Ở đây, cần phân biệt rõ khái niệm “phương pháp” và “cách”. Việc lạm dụng, đôi khi là phô diễn một bài toán cho có nhiều cách làm là không cần thiết và ít hiệu quả trong học tập. Đối với một bài toán, những phương pháp tư duy để giải quyết là thứ nguyên liệu không nhiều nhưng những cách làm – những “món ăn” được xào xáo, chế biến từ đó là rất nhiều. Tuy nhiên, để đi từ một số ít nguyên liệu mà điều chế ra được nhiều món ăn ngon là một công việc không hề đơn giản. Nếu không khéo chế biến thì sản phẩm thu được sẽ không đều tay, các món [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc www.HOAHOC.edu.vn 0985052510 ăn hoàn toàn khác nhau thì có món rất ngon, lại có món siêu dở và ngược lại, nếu chế biến được toàn món ngon mà lại nhiều quá, hoặc na ná như nhau thì dễ sinh ra vị “ngán”. Trong các bài giảng trước, tôi đã nhiều lần đề cập đến “Bài toán kinh điển của Hóa học – bài toán 9 cách giải” mà tôi viết từ năm 2006. Tính đến nay, tôi hoàn toàn có thể tô vẽ nó ra tới hơn 15 cách, nhưng trong những cách đó, không phải cách làm nào cũng hay, cũng hiệu quả. Hôm nay, tôi xin giới thiệu với các bạn một bài toán nữa, cũng có thể gọi là một “bài toán kinh điển” nhưng là một bài tập hữu cơ. Bài toán này “cặp đôi” cùng với bài toán vô cơ đã có sẽ làm nên một bộ đôi siêu kinh điển cho những ai muốn dạy và học về giải toán Hóa học. Bài viết dưới đây sẽ trình bày 12 cách giải mà theo tôi tuy chưa thực sự nhanh, nhưng rất hay và cực kỳ có ý nghĩa cho việc minh họa phương pháp. 12 cách làm này có thể xem là 12 món ăn ngon cho mỗi bạn đọc và hy vọng, không ai, sau khi đọc bài viết này phải cảm thấy “ngán”. II. Ví dụ và phân tích “Hỗn hợp X gồm C2H2, C2H6 và C3H6. Đốt cháy hoàn toàn 24,8g hỗn hợp X thu được 28,8g nước. Mặt khác 0,5 mol hỗn hợp này tác dụng vừa đủ với 500g dung dịch Brom 20%. Tính % về thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp.” 1. Nguyên liệu Từ các dữ kiện của đề bài, ta có thể dễ dàng nhận ra các “dấu hiệu nhận biết” của các phương pháp giải toán quen thuộc (^^ cái này thì tôi chỉ dám trình bày bằng ngôn ngữ nói, trực tiếp tại lớp học thôi). Đó là: - Phương pháp đại số thông thường - Phương pháp đưa thêm số liệu - Phương pháp trung bình và kỹ thuật đường chéo - Phương pháp đường chéo - Phương pháp phân tích hệ số và ứng dụng - Phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng - Độ bất bão hòa k Tất nhiên là ở đây các phương pháp này đan xen lẫn nhau và khó có thể phân biệt rạch ròi với nhau, đồng thời, cũng có khó có thể chỉ dùng một phương pháp mà có thể giải quyết trọn vẹn được bài toán. 2. Xào nấu Các phương trình phản ứng xảy ra trong bài như sau: - Khi đốt cháy: [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 www.HOAHOC.edu.vn 5 O2 → 2CO2 + H 2O 2 7 O2 → 2CO2 + 3H 2O + 2 9 + O2 → 3CO2 + 3H 2O 2 C2 H 2 + C2 H 6 C3 H 6 - Khi tác dụng với Brom: C2 H 2 + 2 Br2 → C2 H 2 Br4 C3 H 6 + Br2 → C3 H 6 Br2 nH 2 O = 28,8 = 1, 6mol 18 nBr2 = 500 × 20% = 0, 625mol 160 Cách 1: Phương pháp đại số thông thường (đây là cách làm thông thường mà học sinh nào cũng từng được biết và có lẽ là không dưới 70% học sinh giải bài toán này bằng cách này) Gọi số mol các khí trong 24,8 gam hỗn hợp X lần lượt là x, y, z mol và số mol các khí trong 0,5 mol hỗn hợp X lần lượt là kx, ky, kz mol Từ giả thiết, ta có hệ phương trình: ⎧26 x + 30 y + 42 z = 24,8 g ⎧ x = 0, 4mol ⎪ ⎪ x + 3 y + 3 z = 1, 6mol ⎪ → ⎨ y = z = 0, 2mol ⎨ ⎪kx + ky + kz = 0,5mol ⎪ k = 1, 6 ⎩ ⎪2kx + kz = 0, 625mol ⎩ ⎧ ⎪%VC2 H 2 = 50% → ⎨ ⎪%VC2 H6 = %VC2 H6 = 25% ⎩ Cách 2: Phương pháp đưa thêm số liệu Hỗn hợp X theo đề bài là một hỗn hợp đồng nhất, tỷ lệ giữa các thành phần khí trong hỗn ( ) hợp là không đổi, do đó, KLPT trung bình của hỗn hợp M là một giá trị không đổi. Ta dùng phương pháp đưa thêm số liệu: gọi x, y, z lần lượt là số mol của ba khí trong 1 mol hỗn hợp X. Từ giả thiết, ta có hệ phương trình: ⎧ ⎪ x + y + z = 1mol ⎪ ⎧ x = 0,5mol 0, 625 ⎪ = 1, 25 → ⎨ ⎨2 x + z = 0,5 ⎩ y = z = 0, 25mol ⎪ ⎪ 24,8( x + 3 y + 3 z ) ⎪ M = 26 x + 30 y + 42 z = 1, 6 ⎩ [email protected] ⎧%VC2 H2 = 50% ⎪ → ⎨ ⎪%VC2 H6 = %VC2 H6 = 25% ⎩ http://my.opera.com/saobanglanhgia www.HOAHOC.edu.vn Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 Cách 3: Phương pháp trung bình +Phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng + Phương pháp đại số Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H y Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng, ta có: mC = mX − mH = 24,8 − 1, 6 × 2 = 21, 6 g → nC = 1,8mol → Do đó, CTPT trung bình ở trên có thể viết thành Cx H16 9 y 1, 6 × 2 16 = = 1,8 9 x x Do phản ứng cộng Brom biến Hydrocacbon đã cho thành hợp chất no, nên CTPT của sản 2 0, 625 × 2 9 = 2,5 → x = phẩm là: Cx H16 x Br2 x + 2 với x + 2 = 9 9 9 0,5 4 Vậy CTPT trung bình của hỗn hợp X là C9 H 4 4 Từ đây, ta dễ dàng có số mol của 24,8g X là 0,8 mol. Và hệ phương trình ⎧ x + y + z = 0,8mol ⎪ ⎨ x + 3 y + 3 z = 1, 6mol ⎪ ⎩2 x + 3 y + 3 z = 1,8mol → ⎧ x = 0, 4mol ⎨ ⎩ y = z = 0, 2mol ⎧ ⎪%VC2 H 2 = 50% → ⎨ ⎪%VC2 H6 = %VC2 H6 = 25% ⎩ Cách 4: Phương pháp trung bình +Phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng + Phương pháp đường chéo. Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H y Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng, ta có: mC = mX − mH = 24,8 − 1, 6 × 2 = 21, 6 g → nC = 1,8mol → Do đó, CTPT trung bình ở trên có thể viết thành Cx H16 9 y 1, 6 × 2 16 = = 1,8 9 x x Do phản ứng cộng Brom biến Hydrocacbon đã cho thành hợp chất no, nên CTPT của sản 2 0, 625 × 2 9 = 2,5 → x = phẩm là: Cx H16 x Br2 x + 2 với x + 2 = 9 9 9 0,5 4 Vậy CTPT trung bình của hỗn hợp X là C9 H 4 4 Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X ta có: - Theo số C trung bình: [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 HOAHOC.edu.vn (C2H2, C2H6) (C = 2) 3 9 C3H6 (C = 3) 75% 4 4 C= 1 25% 4 - Theo số H trung bình: (C2H6, C3H6) (H = 6) 2 50% 2 50% H=4 C2H2 (H = 2) Từ đó, ta cũng thu được kết quả như các cách làm trên. Cách 5: Phương pháp trung bình + Độ bất bão hòa k + Phương pháp đại số Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H 2 x + 2−2k trong đó k là số liên kết π trung bình của hỗn hợp X và a là số mol của 24,8 gam hỗn hợp X. Từ phản ứng của X với Br2, ta có: k = nBr2 nX = 0, 625 = 1, 25 0,5 Do đó, CTPT trung bình của X là Cx H 2 x −0,5 Ta viết lại phản ứng cháy: Cx H 2 x −0,5 → xCO2 + ( x − 0, 25) H 2O Từ phương trình đốt cháy, ta có hệ phương trình: ( ( ) ⎧a 14 x − 0,5 = 24,8 ⎪ ⎨ ⎪a x − 0, 25 = 1, 6 ⎩ ) ⎧ax = 1,8 ⎪ ⎨ ⎪ ⎩a = 0,8 → → 9 ⎧ ⎪x = 4 ⎨ ⎪a = 0,8mol ⎩ Vậy CTPT trung bình của hỗn hợp X là C9 H 4 4 Từ đây, ta dễ dàng có số mol của 24,8g X là 0,8 mol. Và hệ phương trình: ⎧ x + y + z = 0,8mol ⎪ ⎨ x + 3 y + 3 z = 1, 6mol ⎪ ⎩2 x + 3 y + 3 z = 1,8mol → ⎧ x = 0, 4mol ⎨ ⎩ y = z = 0, 2mol ⎧ ⎪%VC2 H 2 = 50% → ⎨ ⎪%VC2 H6 = %VC2 H6 = 25% ⎩ Cách 6: Phương pháp trung bình + Độ bất bão hòa k + Phương pháp đại số + Phương pháp đường chéo Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H 2 x + 2−2k trong đó k là số liên kết π trung bình của hỗn hợp X và a là số mol của 24,8 gam hỗn hợp X. [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia HOAHOC.edu.vn Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc Từ phản ứng của X với Br2, ta có: k = nBr2 nX 0985052510 0, 625 = 1, 25 0,5 = Do đó, CTPT trung bình của X là Cx H 2 x −0,5 Ta viết lại phản ứng cháy: Cx H 2 x −0,5 → xCO2 + ( x − 0, 25) H 2O Từ phương trình đốt cháy, ta có hệ phương trình: ( ( ) ⎧a 14 x − 0,5 = 24,8 ⎪ ⎨ ⎪a x − 0, 25 = 1, 6 ⎩ ) ⎧ax = 1,8 ⎪ ⎨ ⎪ ⎩a = 0,8 → 9 ⎧ ⎪x = 4 ⎨ ⎪a = 0,8mol ⎩ → Vậy CTPT trung bình của hỗn hợp X là C9 H 4 4 Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X ta có: - Theo số C trung bình: (C2H2, C2H6) (C = 2) 3 C= C3H6 (C = 3) 9 4 4 1 4 - 75% 25% Theo số H trung bình: (C2H6, C3H6) (H = 6) 2 50% 2 50% H=4 C2H2 (H = 2) Từ đó, ta cũng thu được kết quả như các cách làm trên. Cách 7: Phương pháp trung bình + Độ bất bão hòa k +Phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng + Phương pháp phân tích hệ số và ứng dụng + Phương pháp đại số Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H 2 x + 2−2k trong đó k là số liên kết π trung bình của hỗn hợp X. Từ phản ứng của X với Br2, ta có: k = nBr2 mC = mX − mH = 24,8 − 1, 6 × 2 = 21, 6 g [email protected] nX = 0, 625 = 1, 25 0,5 → nC = 1,8mol = nCO2 http://my.opera.com/saobanglanhgia HOAHOC.edu.vn Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 Trong bài giảng “Phương pháp phân tích hệ số và ứng dụng trong việc giải nhanh bài toán Hóa học” tôi có nêu một kết quả rất quan trọng là: nX = nH 2O − nCO2 1− k Áp dụng kết quả này vào bài toán đã cho, ta dễ dàng có nX = 0,8mol Từ đây, ta dễ dàng có hệ phương trình: ⎧ x + y + z = 0,8mol ⎪ ⎨ x + 3 y + 3 z = 1, 6mol ⎪ ⎩2 x + 3 y + 3 z = 1,8mol → ⎧ x = 0, 4mol ⎨ ⎩ y = z = 0, 2mol ⎧ ⎪%VC2 H 2 = 50% → ⎨ ⎪%VC2 H6 = %VC2 H6 = 25% ⎩ Cách 8: Phương pháp trung bình + Độ bất bão hòa k +Phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng + Phương pháp phân tích hệ số và ứng dụng + Phương pháp đường chéo Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H 2 x + 2−2k trong đó k là số liên kết π trung bình của hỗn hợp X. Từ phản ứng của X với Br2, ta có: k = nBr2 mC = mX − mH = 24,8 − 1, 6 × 2 = 21, 6 g nX 0, 625 = 1, 25 0,5 = → nC = 1,8mol = nCO2 Trong bài giảng “Phương pháp phân tích hệ số và ứng dụng trong việc giải nhanh bài toán Hóa học” tôi có nêu một kết quả rất quan trọng là: nX = nH 2O − nCO2 1− k Áp dụng kết quả này vào bài toán đã cho, ta dễ dàng có nX = 0,8mol Do đó, x = nCO2 nX = 1,8 9 = và CTPT trung bình của X sẽ là C9 H 4 4 0,8 4 Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X ta có: - Theo số C trung bình: (C2H2, C2H6) (C = 2) C3H6 (C = 3) 3 C= 9 4 4 1 4 - 75% 25% Theo số H trung bình: (C2H6, C3H6) (H = 6) C2H2 (H = 2) [email protected] 2 50% 2 50% H=4 http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 HOAHOC.edu.vn Từ đó, ta cũng thu được kết quả như các cách làm trên. Cách 9: Phương pháp trung bình + Độ bất bão hòa k +Phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng + Phương pháp đại số Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H 2 x + 2−2k trong đó k là số liên kết π trung bình của hỗn hợp X và a là số mol của 24,8 gam hỗn hợp X. Từ phản ứng của X với Br2, ta có: k = nBr2 nX = 0, 625 = 1, 25 0,5 Do đó, CTPT trung bình của X là Cx H 2 x −0,5 (1) Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H y Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng, ta có: mC = mX − mH = 24,8 − 1, 6 × 2 = 21, 6 g y 1, 6 × 2 16 = = 1,8 9 x → nC = 1,8mol → Do đó, CTPT trung bình ở trên có thể viết thành Cx H16 Kết hợp 2 kết quả (1) và (2) ta có: 2 x − 0,5 = 16 x 9 9 (2) x → x= 9 4 Vậy CTPT trung bình của hỗn hợp X là C9 H 4 4 Từ đây, ta dễ dàng có số mol của 24,8g X là 0,8 mol. Và hệ phương trình ⎧ x + y + z = 0,8mol ⎪ ⎨ x + 3 y + 3 z = 1, 6mol ⎪ ⎩2 x + 3 y + 3 z = 1,8mol → ⎧ x = 0, 4mol ⎨ ⎩ y = z = 0, 2mol ⎧ ⎪%VC2 H 2 = 50% → ⎨ ⎪%VC2 H6 = %VC2 H6 = 25% ⎩ Cách 10: Phương pháp trung bình + Độ bất bão hòa k +Phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng + Phương pháp đường chéo Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H 2 x + 2−2k trong đó k là số liên kết π trung bình của hỗn hợp X và a là số mol của 24,8 gam hỗn hợp X. Từ phản ứng của X với Br2, ta có: k = nBr2 nX = 0, 625 = 1, 25 0,5 Do đó, CTPT trung bình của X là Cx H 2 x −0,5 (1) Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H y [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng, ta có: mC = mX − mH = 24,8 − 1, 6 × 2 = 21, 6 g y 1, 6 × 2 16 = = 1,8 9 x → nC = 1,8mol → Do đó, CTPT trung bình ở trên có thể viết thành Cx H16 Kết hợp 2 kết quả (1) và (2) ta có: 2 x − 0,5 = 16 x 9 9 (2) x → x= 9 4 Vậy CTPT trung bình của hỗn hợp X là C9 H 4 4 Áp dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X ta có: - Theo số C trung bình: (C2H2, C2H6) (C = 2) 3 C= C3H6 (C = 3) 9 4 4 1 4 - 75% 25% Theo số H trung bình: (C2H6, C3H6) (H = 6) 2 50% 2 50% H=4 C2H2 (H = 2) Cách 11: Phương pháp trung bình + Độ bất bão hòa k +Phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng + Phương pháp phân tích hệ số và ứng dụng Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H 2 x + 2−2k trong đó k là số liên kết π trung bình của hỗn hợp X. Từ phản ứng của X với Br2, ta có: k = nBr2 mC = mX − mH = 24,8 − 1, 6 × 2 = 21, 6 g nX = 0, 625 = 1, 25 0,5 → nC = 1,8mol = nCO2 Trong bài giảng “Phương pháp phân tích hệ số và ứng dụng trong việc giải nhanh bài toán Hóa học” tôi có nêu một kết quả rất quan trọng là: nX = nH 2O − nCO2 1− k Áp dụng kết quả này vào bài toán đã cho, ta dễ dàng có nX = 0,8mol Tiếp tục phân tích hệ số các phản ứng cháy, ta có: − Tỷ lệ Hidrocacbon : CO2 đều là 1:2, trừ phản ứng của C3H6 có tỷ lệ 1:3 [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 → nC3 H 6 = nCO2 − 2nX = 0, 2mol − Tỷ lệ Hidrocacbon : H2O đều là 1:3, trừ phản ứng của C2H2 có tỷ lệ là 1:1 → nC2 H 2 = 3nX − nH 2O 2 = 0, 4mol Từ đó ta cũng dễ dàng tìm được đáp số như các cách làm trên. Cách 12: Phương pháp trung bình + Độ bất bão hòa k + Phương pháp đại số + Phương pháp phân tích hệ số và ứng dụng Gọi CTPT trung bình của cả hỗn hợp X là Cx H 2 x + 2−2k trong đó k là số liên kết π trung bình của hỗn hợp X và a là số mol của 24,8 gam hỗn hợp X. Từ phản ứng của X với Br2, ta có: k = nBr2 nX = 0, 625 = 1, 25 0,5 Do đó, CTPT trung bình của X là Cx H 2 x −0,5 Ta viết lại phản ứng cháy: Cx H 2 x −0,5 → xCO2 + ( x − 0, 25) H 2O Từ phương trình đốt cháy, ta có hệ phương trình: ( ( ) ⎧a 14 x − 0,5 = 24,8 ⎪ ⎨ ⎪a x − 0, 25 = 1, 6 ⎩ ) → ⎧ax = 1,8 ⎪ ⎨ ⎪a = 0,8 ⎩ 9 ⎧ ⎪x = 4 ⎨ ⎪a = 0,8mol ⎩ → Tiếp tục phân tích hệ số các phản ứng cháy, ta có: − Tỷ lệ Hidrocacbon : CO2 đều là 1:2, trừ phản ứng của C3H6 có tỷ lệ 1:3 → nC3 H 6 = nCO2 − 2nX = 0, 2mol − Tỷ lệ Hidrocacbon : H2O đều là 1:3, trừ phản ứng của C2H2 có tỷ lệ là 1:1 → nC2 H 2 = 3nX − nH 2O 2 = 0, 4mol Từ đó ta cũng dễ dàng tìm được đáp số như các cách làm trên. III. Một bài tập tương tự Đốt cháy hoàn toàn 11g hỗn hợp A chứa axetilen, propilen và metan thu được 12,6 gam nước. Mặt khác, 5,6 lít hỗn hợp trên phản ứng vừa đủ với dung dịch chứa 50 gam Brom. Xác định thành phần phần trăm về thể tích của hỗn hợp ban đầu. Biết các thể tích khí được đo ở điều kiện tiêu chuẩn. ( Bài tập 16, trang 211, sách Giải toán Hóa học 11, Lê Trọng Thọ (chủ biên)) [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc IV. 0985052510 Tổng kết 1, Như đã nói ở trên, bài toán này cùng với “Bài toán kinh điển 15 cách giải” hẳn sẽ là một bộ đôi siêu kinh điển trong dạy và học về phương pháp giải toán Hóa học (^^ và nếu có thể, xin hãy ghi tên của Sao băng lạnh giá kèm theo bài toán đó). Thực sự bản thân tôi cũng khá bất ngờ, vì bài toán này đã hội tụ khá đầy đủ những phương pháp giải toán riêng nhất của Sao băng lạnh giá như: đường chéo, phân tích hệ số và ứng dụng, giải toán với độ bất bão hòa, …. 2, 12 cách làm ở trên, nếu xét riêng từng cách một thì đều là cách làm hay và nhiều ý nghĩa về lý luận và tư duy. Nhưng đặt trong tổng thể một bài viết chắc sẽ gây ra sự “nhàm”, sự “ngán” cho người đọc (^^ cũng giống như khi được ăn quá nhiều món ngon cùng lúc vậy). Trong hầu hết các phương pháp đã làm ở trên, 2 đại lượng mà ta tập trung tìm là CTPT trung bình và số mol khí của X, đó chính là lý do các cách làm khác nhau, nhưng vẫn có nhiều điểm chung (như những món canh chế biến từ một nồi nước dùng) và gây ra sự “nhàm chán”. 3, Trở lại với vấn đề đã nêu ra từ đầu, “Cách làm vẫn mãi chỉ là cách làm, nếu như nó không được khái quát hóa lên thành một phương pháp mới”, mục đích của bài viết này là tập trung làm rõ ý nghĩa của việc sử dụng phương pháp, mà từ đó ta “chế” ra các cách, chứ không nhằm phô diễn cách làm. Nếu khắt khe, 12 cách làm của bài toán trên có thể thu hẹp về một vài biến đổi nhỏ. Vì thế, mong là từ đây, mỗi khi nói đến một cách làm mới, ta nên phân biệt rõ với một phương pháp mới, để tránh việc giải một bài toán bằng nhiều phương pháp trở thành bằng nhiều cách để việc dạy và học theo hướng này thực sự thu được hiệu quả như mong đợi. ^^ một món ăn phải ngon và được đặt trong một thực đơn hợp lý! Chúc các bạn và các em, dạy và học ngày càng tốt hơn !!!!! ********************** Để hiểu rõ hơn một số phương pháp đã sử dụng trong đáp án cũng như nâng cao tốc độ và hiệu quả làm bài, mời các bạn và các em tìm đọc các bài giảng về phương pháp của Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc tại Blog: http://360.yahoo.com/vkngoc49cns hoặc http://my.opera.com/saobanglanhgia/blog/ Đáp án chi tiết cho đề thi tuyển sinh ĐH - CĐ môn Hóa khối A năm 2008 Đáp án chi tiết cho đề thi tuyển sinh ĐH - CĐ môn Hóa khối A năm 2007 Đánh giá đầy đủ hơn ý nghĩa của phương pháp ghép ẩn số Hiểu đúng hơn về chất lưỡng tính Phân tích hệ số phản ứng và ứng dụng trong giải nhanh bài toán Hóa học [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 Hình không gian - chuyên đề: Khoảng cách Phương pháp đường chéo: sau 2 năm, có gì mới Phương pháp vectơ trong giải toán hình học không gian Khái niệm độ bất bão hòa và ứng dụng trong giải toán Phương pháp ghép ẩn số - những biến đổi đại số Bài toán kinh điển của Hóa học: bài toán 9 cách giải Quy tắc viết công thức Cấu tạo theo Lewis, CTCT + Dạng lai hóa + Hình học phân tử Một bài Hóa thi ĐH năm 2006 Chiến thuật chọn ngẫu nhiên trong bài thi trắc nghiệm Hóa học Chuyển đổi các công thức biểu diễn phân tử đường Phân tích hệ số cân bằng của phản ứng và ứng dụng trong giải nhanh bài toán hóa học Các bài giảng của Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc có thể được sử dụng, sao chép, in ấn, phục vụ cho mục đích học tập và giảng dạy, nhưng cần phải được chú thích rõ ràng về tác giả. Tôn trọng sự sáng tạo của người khác cũng là một cách để phát triển, nâng cao khả năng sáng tạo của bản thân mình ^^ Liên hệ tác giả: Vũ Khắc Ngọc – Phòng Hóa sinh Protein – Viện Công nghệ Sinh học Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam Điện thoại: 098.50.52.510 Địa chỉ lớp học: p107, K4, Tập thể Bách Khoa, Hà Nội (phụ trách lớp học: 0942.792.710 – chị Hạnh) [email protected] http://my.opera.com/saobanglanhgia Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 TỔNG KẾT 18 CÁCH GIẢI CHO BÀI TOÁN VÔ CƠ KINH ĐIỂN Giải một bài toán Hóa học bằng nhiều phương pháp khác nhau là một trong những nội dung quan trọng trong giảng dạy Hóa học ở trường phổ thông. Phương pháp Giáo dục ở ta hiện nay còn nhiều gò bó và hạn chế tầm suy nghĩ, sáng tạo của học sinh. Bản thân các em học sinh khi đối mặt với một bài toán cũng thường có tâm lý tự hài lòng sau khi đã giải quyết được nó bằng một cách nào đó, mà chưa nghĩ đến chuyện tối ưu hóa bài toán, giải quyết nó bằng cách nhanh nhất. Do đó, giải quyết một bài toán Hóa học bằng nhiều cách khác nhau là một cách rất hay để phát triển tư duy và rèn luyện kỹ năng học Hóa của mỗi người, giúp ta có khả năng nhìn nhận vấn đề theo nhiều hướng khác nhau, phát triển tư duy logic, sử dụng thành thạo và vận dụng tối đa các kiến thức đã học. Đối với giáo viên, suy nghĩ về bài toán và giải quyết nó bằng nhiều cách còn là một hướng đi có hiệu quả để tổng quát hóa hoặc đặc biệt hóa, liên hệ với những bài toán cùng dạng, điều này góp phần hỗ trợ, phát triển các bài tập hay và mới cho học sinh. Trên tạp chí Hóa học và Ứng dụng số ra tháng 11 năm 2008, tôi đã giới thiệu một bài tập Hóa hữu cơ có thể giải được bằng 14 cách khác nhau. Trong bài viết này, tôi xin tổng kết và hệ thống hóa lại 18 cách giải khác nhau cho một bài toán vô cơ cũng rất thú vị khác. "Một phoi bào Sắt có khối lượng m để lâu ngoài không khí bị oxi hóa thành hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng 12g. Cho A tan hoàn toàn trong HNO3 sinh ra 2,24 lít khí NO duy nhất (ở điều kiện tiêu chuẩn). Tìm giá trị của m?” Các phương trình phản ứng xảy ra trong bài: - Khi cho Fe tác dụng với O2: 2 Fe + O2 → 3Fe + 2O2 → Fe3O4 4 Fe + 3O2 → 2 FeO 2 Fe2O3 - Khi cho hỗn hợp A tác dụng với HNO3: Fe + 4 HNO3 → Fe( NO3 )3 + NO + 2 H 2O 3FeO + 10 HNO3 3Fe3O4 + 28HNO3 3Fe2O3 + 6HNO3 → 3Fe( NO3 )3 + NO + 5H 2O → 9Fe( NO3 )3 + NO + 14 H 2O → 2Fe( NO3 )3 + 3H 2O I. Nhóm các phương pháp đại số: Đây là nhóm các phương pháp giải toán Hóa học dựa trên việc đặt ẩn và biểu diễn các quan hệ Hóa học trong bài toán bằng các biểu thức đại số. Đặt x, y, z, t lần lượt là số mol của Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3: Phương trình đã cho : mhh = 56x + 72y + 232z + 160t = 12 [email protected] (1) http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 ne cho = 3x + y + z = 0,3 (2) Biểu thức cần tìm: m = 56(x + y + 3z + 2t ) (3) Trong bài tập này, số ẩn cần tìm là 4 trong khi chỉ có 2 phương trình đã biết, do đó, bài toán không thể giải bằng phương pháp đại số thông thường (đặt ẩn – giải hệ) để tìm ra giá trị của mỗi ẩn mà chỉ có thể bằng cách ghép ẩn số, đi từ phương trình đã cho đến biểu thức cần tìm. Quá trình biến đổi đó (đi từ phương trình đã cho đến biểu thức cần tìm), có thể tiến hành theo 3 hướng: biến đổi ngẫu hứng, đồng nhất hệ số hoặc ghép ẩn – giải hệ. A. Biến đổi ngẫu hứng: Có rất nhiều phương pháp biến đổi ngẫu hứng trong trường hợp này, tùy thuộc vào sự thông minh, khéo léo và những nhận xét tinh tế của mỗi người. Ở đây, tôi chỉ xin giới thiệu một số cách biến đổi đơn giản và logic nhất : Cách 1.1: Nhận thấy ẩn t chỉ xuất hiện trong phương trình (1) và biểu thức (3), trong đó hệ số của t ở phương trình (1) gấp 80 hệ số của t ở biểu thức (3). Ta có cách biến đổi dưới đây: Nhân phương trình (2) với 8 rồi cộng với phương trình (1), ta có: ( 2 ) × 8 + (1) = 80 ( x + y + 3z + 2t ) = 14, 4 Chia phương trình mới này cho 80 rồi nhân với 56, ta dễ dàng có được kết quả cần tìm: m = 56 ( x + y + 3 z + 2t ) = 14, 4 × 56 = 10, 08 g 80 Cách 1.2: Nhận thấy các hệ số của phương trình (1) đều chia hết cho 8. Ta có cách biến đổi dưới đây: Chia phương trình (1) cho 8 rồi cộng với phương trình (2), ta có: ( 2) + (1) = 10 8 ( x + y + 3z + 2t ) = 1,8 Chia phương trình mới này cho 80 rồi nhân với 56, ta dễ dàng có được kết quả cần tìm: m = 56 ( x + y + 3 z + 2t ) = 1,8 × 56 = 10, 08 g 10 Cách 1.3: Nhận thấy nếu biến đổi từ phương trình (1) và (2) về toàn bộ biểu thức (3) thì các hệ số của x, y, z, t đều phải chia hết cho 56, ta có thêm cách biến đổi sau: Nhân phương trình (1) với 7 (vì các hệ số của phương trình (1) đã chia hết cho 8) và nhân phương trình (2) với 56 rồi cộng lại, ta có: [email protected] http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 7 × (1) + 56 × ( 2 ) = 560 ( x + y + 3 z + 2t ) = 100,8 Chia phương trình mới này cho 10, ta thu được kết quả m = 10, 08 g B. Đồng nhất hệ số: Cách 1.4: Gọi A và B là hệ số của các phương trình (1) và (2) sao cho: A × (1) + B × ( 2 ) = ( 3) → A ( 56 x + 72 y + 232 z + 160t ) + B ( 3x + y + z ) = 56( x + y + 3z + 2t ) Tiến hành đồng nhất hệ số của x, y, z, t ở 2 vế của phương trình trên, ta có: ⎧x ⎪y ⎪ ⎨ ⎪z ⎪ ⎩t : 56 A + 3B = 56 : 72 A + B = 56 : 232 A + B = 168 :160 A = 112 → ⎧ A = 0, 7 ⎨ ⎩ B = 5, 6 Và do đó, m = 0, 7 (1) + 5, 6 ( 2 ) = 10, 08 g Cách 1.5: Nhận thấy ẩn t chỉ xuất hiện trong phương trình (1) và biểu thức (3), do đó nếu biến đổi từ (1) và (2) ra (3) thì hệ số của t chỉ phụ thuộc vào (1). → Hệ số của (1) là A = 56 × 2 = 0, 7 160 Vậy: 0, 7 (1) + B ( 2 ) = ( 3) Đồng nhất các hệ số của x, y, z, t ở 2 vế của phương trình mới này, ta dễ dàng tìm ra B = 5, 6 Do đó, m = 0, 7 (1) + 5, 6 ( 2 ) = 10, 08 g C. Ghép ẩn – giải hệ: Cách 1.6: Trong bài tập này, phương pháp ghép ẩn – giải hệ được thực hiện với 2 biểu thức sau : nFe = x + y + 3z + 2t (4) nO = y + 4z + 3t (5) Với 2 biểu thức đã cho và dữ kiện đề bài, ta có : ⎧mhh = 56 x + 72 y + 232 z + 160t = 56 ( x + y + 3 z + 2t ) + 16 ( y + 4 z + 3t ) = 12 ⎪ ⎨ ⎪ne cho = 3 x + y + z = 3 ( x + y + 3 z ) − 2 ( y + 4 z + 3t ) = 0,3 ⎩ [email protected] http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 Coi 2 biểu thức (4) và (5) là 2 ẩn của một hệ 2 phương trình, giải hệ ta có : ⎧ x + y + 3 z + 2t = 0,18 ⎨ ⎩ y + 4 z + 3t = 0,12 Từ đó, có kết quả m = 56 ( x + y + 3z + 2t ) = 10, 08 g Các phương pháp đại số có nhược điểm là đã "toán học hóa" bài toán Hóa học khá nhiều, tuy nhiên nền tảng của nó vẫn là những hiểu biết Hóa học. Hơn nữa, việc rèn luyện các kỹ năng tính toán và biến đổi biểu thức đại số cũng góp một vài trò không nhỏ trong việc phát triển tư duy sáng tao cho học sinh. Đặc biệt, đây là phương pháp phù hợp với các em học sinh THCS, vốn chưa có đủ những kiến thức sâu sắc về Hóa học và chưa được hướng dẫn nhiều để có thể vận dụng tốt các phương pháp khác như Bảo toàn electron hay Quy đổi. II. Nhóm các phương pháp bảo toàn: Cách 2.1: Phương pháp bảo toàn khối lượng Cho hỗn hợp A tác dụng với dung dịch HNO3, theo định luật bảo toàn khối lượng, ta có: mA + mHNO3 = mFe ( NO3 )3 + mNO + mH 2O (6) Trong đó, số mol các chất lần lượt là : nFe ( NO3 )3 = nFe = m 56 nHNO3 tạo NO = 0,1 và nHNO3 tạo Fe(NO3)3 = 3 nFe ( NO3 )3 = 3m 56 → nHNO3 phản ứng = 0,1 + 3m → nH O = 1 nHNO3 phản ứng 56 2 2 Tính khối lượng các chất và thay vào (6), ta được: 12 + (0,1 + 3m m 1 3m ) × 63 = × 242 + 0,1× 30 + (0,1 + ) × 18 56 56 2 56 Giải ra, ta được m = 10, 08 g Cách 2.2: Phương pháp bảo toàn nguyên tố Dựa vào bán phản ứng khử: 4 H + + NO3− + 3e → NO + 2H 2O Ta thấy có thể giải lại bài toán theo phương pháp bảo toàn nguyên tố và khối lượng đối với Oxi như sau: mO (trong A) + mO(trong HNO3 →NO ) = mO(trong NO) + mO(trong H2O) (12 − m ) [email protected] + 3 × 16 × 0,1 = 0,1× 16 + 3 × 16 × 0,1 2 http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 Giải phương trình trên, ta dễ dàng có m = 10, 08 g Cách 2.3: Phương pháp bảo toàn điện tích kết hợp với phương pháp trung bình Gọi công thức chung của cả hỗn hợp A là Fex Oy , phương trình ion của phản ứng là: Fex Oy + (4 + 2 y) H + + NO3− → xFe3+ + NO ↑ + (2 + y) H O Bảo toàn điện tích 2 vế phản ứng, ta có: 4 + 2 y − 1 = 3 x → 3 x − 2 y = 3 Và theo phản ứng thì nFexOy = nNO = 0,1 mol = 12 56 x + 16 y → 2 (7) 56 x + 16 y = 120 (8) Giải hệ 2 phương trình (7) và (8), ta có: x = 1,8 và y = 1, 2 . Do đó, khối lượng Fe ban đầu là: m = 56 × 1,8 × 0,1 = 10, 08 g Cách 2.4: Phương pháp bảo toàn electron Ở bài toán này, chất nhường e là Fe, chất thu e là O2 và N+5 trong HNO3. Fe − 3e → Fe3+ O2 + 4e → 2O 2 − N +5 + 3e → N +2 Ta có phương trình: m 12 − m 2, 24 ×3 = ×4+ × 3 → m = 10, 08 g 56 32 22, 4 Bảo toàn vật chất là một trong những nguyên lý cơ bản của khoa học tự nhiên, rất nhiều định luật bảo toàn có mặt trong cả Vật lý, Sinh học, Hóa học và có ý nghĩa triệt học. Do đó, việc tích cực sử dụng các phương pháp bảo toàn sẽ giúp cho học sinh hình thành được một nguyên lý tư duy quan trọng trong học tập và công việc sau này. Trong số các cách làm ở trên thì bảo toàn khối lượng là một phương pháp phù hợp với cả học sinh THCS, nếu được hướng dẫn tốt thì các em hoàn toàn toàn có thể áp dụng được. III. Nhóm các phương pháp trung bình: Cách 3.1: Hóa trị trung bình kết hợp với bảo toàn electron Gọi hóa trị trung bình của Fe trong cả hỗn hợp A là n , khi đó, công thức của A là Fe2On Áp dụng định luật bảo toàn electron cho phản ứng của A với HNO3, ta có : ( ) Fe + n → Fe +3 + 3 − n e N +5 + 3e → N +2 → Ta có phương trình: [email protected] 12 × 2 × 3− n 56 × 2 + 16n ( ) = 0,1× 3 → n= 4 3 http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 → A có CTPT trung bình là Fe2O4 → nFe = 3 12 4 56 × 2 + × 16 3 × 2 = 0,18 mol → m = 10, 08 g Cách 3.2: Công thức phân tử trung bình kết hợp với bảo toàn electron Gọi công thức phân tử trung bình cả hỗn hợp A là Fex Oy Áp dụng định luật bảo toàn electron cho phản ứng của A với HNO3, ta có: xFe +2 y → xFe +3 + x ( 2 y − 3x ) e N +5 + 3e → N +2 → Ta có phương trình: 12 × 2 y − 3x 56 × x + 16 y ( ) = 0,1× 3 → x 3 = y 2 → Công thức trung bình là Fe3O2 M Fe3O2 = 200 → nFe = * 12 × 3 = 0,18mol → mFe = 0,18.56 = 10, 08 g 200 Thực ra, các công thức Fe3O2 hay Fe2O4 đều là những công thức giả định, mang tính chất quy đổi. Trong 3 cách làm 3.1, ta hoàn toàn có thể chọn CTPT trung bình của A dạng Fe3On , Fe4On , … hoặc Fen O2 , Fen O3 , … mà không ảnh hưởng đến kết quả của bài toán. Ở đây, tôi chọn giá trị Fe2On để dễ lý giải ý nghĩa của n là hóa trị trung bình mà thôi. IV. Nhóm các phương pháp quy đổi: Cách 4.1: Quy đổi CTPT Có rất nhiều cách quy đổi CTPT các oxit của Fe, vì thực ra, kết quả quy đổi nào cũng chỉ là một giả định và không ảnh hưởng đến kết quả bài toán. Do khi hỗn hợp A phản ứng với HNO3 thì chỉ có Fe cho nhiều electron nhất và Fe2O3 không cho electron, nên cách đơn giản nhất là quy đổi hỗn hợp A thành Fe và Fe2O3 (do 3FeO → Fe.Fe2O3 ). Áp dụng định luật bảo toàn electron cho phản ứng của A với HNO3, ta có: Fe0 → Fe +3 + 3e N +5 + 3e → N +2 Do đó, nFe = nNO = 0,1 mol và nFe2O 3 = 12 − 56 × 0,1 = 0, 04 mol 160 Từ đó, dễ dàng có kết quả m = 56 × ( 0,1 + 2 × 0, 04 ) = 10, 08 g * Chú ý là với cách quy đổi này, ta còn có một cách làm nữa: [email protected] http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 Với nFe = nNO = 0,1 mol , ta suy ra phần khối lượng còn lại là của Fe2O3, trong đó: nO 3 = → nFe 2 mO 12 − 5, 6 16 × 3 3 = = = → m = 10, 08 g mFe m − 5, 6 56 × 2 7 Thực tế, đây là một cách làm ít giá trị và rườm rà so với cách làm trình bày ở trên, tuy nhiên, rất nhiều người lại cho rằng nó là kết quả của đường chéo dưới đây : m 0,7 5,6 0,3 12 Ở đây, giá trị 5,6 không phải là một giá trị trung bình nên đường chéo ở trên là áp đặt và không thuộc về phương pháp đường chéo. Cách 4.2: Phương pháp quy đổi nguyên tử Hỗn hợp A gồm Fe và các oxit của nó có thể quy đổi thành một hỗn hợp chỉ gồm nguyên tử Fe và O có số mol tương ứng là x và y. Áp dụng định luật bảo toàn electron cho phản ứng của A với HNO3, ta có: Fe 0 → Fe +3 + 3e O 0 + 2e → O −2 N +5 + 3e → N +2 Do đó, ta có hệ phương trình : ⎧56 x + 16 y = 12 ⎨ ⎩3 x = 2 y + 0,3 → ⎧ x = 0,12 ⎨ ⎩ y = 0,18 → mFe = 0,18 × 56 = 10, 08 g * Ở đây, tôi dùng thuật ngữ ”quy đổi nguyên tử” vì có lẽ nó chính xác hơn là ”quy đổi nguyên tố” như một số người vẫn dùng. Cách 4.3: Quy đổi tác nhân oxi hóa Quá trình oxi hóa Fe từ Fe 0 → Fe +3 có thể được sơ đồ hóa lại như sau : +O2 Fe0 +O2 Fe3+ +HNO3 A Vì kết quả oxi hóa Fe theo 2 con đường đều như nhau, do đó, ta có thể quy đổi 2 bước oxi hóa trong bài toán thành một quá trình oxi hóa duy nhất bằng O2. 0,3 mol electron mà N+5 nhận trở thành do O2 nhận, và do đó sản phẩm phản ứng cuối cùng là Fe2O3 có khối lượng: mFe2O3 = 12 + [email protected] 0,3 × 16 = 14, 4 g 2 → m = 2× 14, 4 × 56 = 10, 08 g 160 http://360.yahoo.com/vkngoc49cns Sao băng lạnh giá – Vũ Khắc Ngọc 0985052510 Phương pháp quy đổi là phương pháp rất hay và phù hợp để giải quyết nhanh những bài toán loại này, tuy nhiên, đây cũng là một phương pháp còn khá mới mẻ thậm chí đối với một số giáo viên, do đó việc áp dụng cho đa số học sinh vẫn còn nhiều khó khăn. Khi vận dụng phương pháp này cần lưu ý là việc vận dụng có thể rất linh hoạt nhưng nguyên tắc chung phải được đảm bảo, đó là sự bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron, …. của hỗn hợp mới so với hỗn hợp được quy đổi. * Chú ý là phương pháp quy đổi là một giả định hình thức được áp đặt, do đó, ta hoàn toàn có thể thay đổi các phương án quy đổi mà không ảnh hưởng đến kết quả bài toán. Đối với cách làm 4.1, ta có thể quy đổi hỗn hợp A là hỗn hợp của ( Fe, Fe3O4 ), ( Fe, FeO ), ( FeO, Fe2O3 ),... hay như với cách làm 4.2, ta cũng có thể quy đổi hỗn hợp A là hỗn hợp của ( Fe, O2 ) , (O, FeO), (O, Fe3O4 ) cũng được (lẽ tất nhiên là không thể quy đổi thành ( O, Fe2O3 ) vì khi đó sẽ không còn chất cho electron). Mặc dù trong một vài trường hợp kết quả của 1 trong 2 giá trị có thể âm, nhưng điều đó là sự bù trừ cần thiết và kết quả cuối cùng của bài toán vẫn được đảm bảo. V. Dùng công thức tính nhanh: Cách 5.1: Tổng kết một số cách làm ở trên có thể giúp ta thu được kết quả là một công thức tính nhanh rất thú vị: mFe = ( 7mhh + 56ne ) = 7 ×12 + 56 × 0,1 = 10, 08 g 10 10 Công thức tính trên hoàn toàn phù hợp với các kết quả thu được từ cách 1.1, 1.2,1.3, 1.4, 1.5, 2.4, … Trong quá trình học, việc học thuộc máy móc các công thức tính mà không hiểu rõ phương pháp dẫn đến công thức đó là điều rất không nên, tuy nhiên, nếu đã được hướng dẫn cụ thể, tỷ mỉ thì việc nhớ một công thức tính quan trọng, áp dụng được cho nhiều bài tập, nhiều đề thi, cũng là một lựa chọn “khôn ngoan” của thí sinh. VI. Một số cách làm khác: Cách 6.1: Phương pháp số học Giả sử lượng Fe phản ứng với O2 chỉ tạo ra Fe2O3 Từ số mol O2 phản ứng ta tính được số mol Fe: 4 Fe + 3O2 → 2 Fe2O3 nFe = 4 12 − m × 3 32 Số mol Fe còn lại tác dụng với HNO3 thì nFe = nNO. Ta có phương trình: m 4 12 − m = × + 0,1 → 56 3 32 m = 10, 08 g Cách 6.2: Phương pháp số học kết hợp với bảo toàn e [email protected] http://360.yahoo.com/vkngoc49cns