Tài liệu Sáng kiến kinh nghiệm rèn luyện kĩ năng bấm máy tính để giải nhanh bài toán trắc nghiệm về axit nitric

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc ----------------------------------------------------ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM SƠ YẾU LÝ LỊCH - Họ và tên: Lê Đức Tùng - Ngày, tháng, năm, sinh: 01 – 04 – 1986 - Năm vào ngành: 01 – 04 – 2009 - Chức vụ: Giáo viên - Đơn vị công tác: Trường THPT Chương Mỹ B - Hệ đào tạo: Chính qui - Trình độ chuyên môn: Cử nhân sư phạm Hoá Học - Bộ môn giảng dạy: Hoá Học - Ngoại ngữ: Tiếng Anh 1 - PHẦN I TỔNG QUAN I. Lí do chọn đề tài: - Hoá học là môn khoa học cơ bản trong các trường THCS và THPT. Đây là môn các em mới được trang bị kiến thức từ khi học lớp 8 bậc THCS. Tuy nhiên, đây cũng là môn thường xuyên sử dụng thi tốt nghiệp THPT và là một trong ba môn bắt buộc trong kì thi tuyển sinh vào ĐH, CĐ, THCN khối A, B. - Kể từ năm 2007, Bộ Giáo Dục và Đào Tạo đã chuyển cấu trúc thi tuyển sinh đại học, cao đẳng môn hoá từ tự luận sang trắc nghiệm 100%. Điều đó cũng đồng nghĩa trong vòng 90 phút, học sinh phải thật bình tĩnh để lựa chọn phương án trả lời tối ưu nhất trong thời gian ngắn nhất.Nắm bắt được điều đó, các giảng viên đại học, cao đẳng, các chuyên gia và các nhà giáo có nhiều kinh nghiệm đã xuất bản rất nhiều sách và tài liệu tham khảo về các phương pháp giải nhanh trắc nghiệm. Một vài phương pháp phải kể đến là: bảo toàn khối lượng, bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, phương pháp đường chéo, trung bình, đồ thị và một phương pháp khá hữu hiệu là phương pháp qui đổi. - Với xu thế trắc nghiệm khách quan hiện nay thì “ nhanh và chính xác” là hai yếu tố rất quan trọng trong khi làm bài kiểm tra cũng như trong các kì thi. Vì vậy, vận dụng được các phương pháp giải nhanh chưa đủ mà kĩ năng bấm máy tính cũng góp phần vào việc giải nhanh bài tập trắc nghiệm. Trong việc bấm máy tính cũng thể hiện được “phương pháp giải” và “ khả năng tư duy trừu tượng” của học sinh khi làm bài. Nếu có dịp quan sát học sinh khi làm bài chúng ta không khỏi ngạc nhiên có những học sinh bấm máy tính “nhanh như chớp” và có học sinh bấm máy “chậm như rùa”. - Hơn thế nữa, thông qua các đề thi đại học, cao đẳng hiện nay tôi nhận thấy trong đề thi có nhiều bài tập liên quan đến axit nitric. Và để giải nhanh những bài tập đó chúng ta thường áp dụng phương pháp bảo toàn electron và phương pháp qui đổi. - Qua 3 năm giảng dạy ở trường THPT kết hợp với những kiến thức tích luỹ được khi ngồi trên giảng đường đại học tôi mạnh dạn đưa ra ý tưởng “ Rèn luyện kĩ năng bấm máy tính để giải nhanh bài toán trắc nghiệm về axit nitric”. II. Mục đích nghiên cứu - Nghiên cứu những dạng bài toán về axit nitric thường gặp trong các đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng. 2 - Đề xuất những ý tưởng để giải nhanh bài toán axit nitric trên máy tính, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn ở trường phổ thông và là hanh trang vững chắc để các em chuẩn bị bước vào kì thi TSĐH. - Bản thân có cơ hội nghiên cứu, tìm hiểu và vận dụng các ý tưởng đó vào công tác giảng dạy của bản thân sau này. III. Nhiệm vụ nghiên cứu - Nghiên cứu nội dung “axit nitric lớp 11”. Đồng thời tìm ra những dạng bài tập điển hình thường gặp trong các đề thi TSĐH. - Nghiên cứu phương pháp bảo toàn electron, phương pháp qui đổi và vận dụng phương pháp đó để giải bài tập trắc nghiệm. - Tìm ra hướng giải quyết nhanh các bài toán đó dựa vào kĩ năng bấm máy tính. IV. Đối tượng nghiên cứu - Tiến hành nghiên cứu trên đối tượng học sinh ở trường THPT Chương Mỹ B Hà Nội để kết luận những ý tưởng, giả thuyết mà đề tài đưa ra cần bổ sung gì không. V. Phương pháp nghiên cứu + Bước 1: Trên cơ sở nắm vững nội dung trọng tâm bài axit nitric ở lớp 11 và nghiên cứu kĩ những câu hỏi thi TSĐH liên quan đến bài tập axit nitric, tác giả đã lựa chọn, sưu tầm những bài tập trắc nghiệm được giải nhanh bằng phương pháp bảo toàn electron và phương pháp qui đổi. + Bước 2: Đưa ra những ý tưởng để giải nhanh những bài tập đã chọn ở bước 1 trên máy tính (Casio fx 500MS, …..). + Bước 3: Tiến hành thực nghiệm sư phạm trên đối tượng học sinh. + Bước 4: Thu thập và xử lý số liệu, rút ra kết luận. VI. Phạm vi và thời gian nghiên cứu của đề tài. - Do điều kiện thời gian và hạn chế của một sáng kiến kinh nghiệm nên đề tài chỉ có thể nghiện cứu trên phạm vi hẹp (thực nghiệm ở 1 trường THPT nơi tác giả công tác) và chỉ nghên cứu những bài tập nhỏ có khả năng giải nhanh trên máy tính. - Phạm vi áp dụng: + Kim loại, hỗn hợp kim loại tác dụng với HNO3 hoặc hỗn hợp HNO3 và H2SO4 đặc + Bài toán kim loại, oxit tác dụng với axit HNO3. + Bài toán kim loại, hợp chất với lưu huỳnh tác dụng với HNO3 3 PHẦN II: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I. Tình hình thực tế trước khi thực hiện đề tài. - Qua những năm giảng dạy tại trường phổ thông và nhiều năm đi gia sư khi ngồi trên ghế giảng đường đại học, tôi nhận thấy rất nhiều học sinh cứ loay hoay viết rất nhiều phương trình phản ứng khi cho hỗn hợp kim loại hoặc oxit kim loại tác dụng với axit HNO3. Điều đó, sẽ mất nhiều thời gian làm bài và đôi khi không làm ra được kết quả. - Vì vậy, sử dụng phương pháp qui đổi và bào toàn electron là những công cụ tối ưu để giải những quyết những bài toán dạng này. - Một đối tượng học sinh khác chúng ta cũng hay gặp là quá lạm dụng máy tính (cái gì cũng bấm và bấm quá chi li), do đó sẽ rất tốn thời gian làm bài. - Vì vậy, ý tưởng là rất quan trọng, giúp học sinh định hướng được cách giải nhanh bài toán trên máy tính thay vì các em phải viết rất nhiều trên nháp, điều này hoàn toàn không hợp lý trong bài thi trắc nghiệm. - Từ thực tế trên, tác giả xin trình bày những giải pháp, ý tưởng để giải nhanh những bài toán axit nitric trên máy tính. II. Biện pháp thực hiện đề tài. II.1. Những kiến thức cần trang bị. - Xác định được đầy đủ các chất khử, chất oxi hoá. - Viết được các quá trình khử và quá trình oxi hoá. - Áp dụng định luật bảo toàn electron. - Xử lí các dữ kiện bài toán: số mol, thể tích khí, khối lượng….. Các kiến thức về phản ứng oxi hoá khử học sinh đã được trang bị ở lớp 10. Trong khuôn khổ đề tài, tôi chỉ xin đề cập tới các bước để giải nhanh bài toán axit nitric trên máy tính trong đề thi TSĐH. II.2. Những điểm cần lưu ý. II.2.1. Phương pháp bảo toàn electron. - Chỉ áp dụng cho bài toán xảy ra các phản ứng oxi hoá khử. - Xác định và viết đầy đủ các quá trình khử, quá trình oxi hoá. - Định luật bảo toàn electron: e  4 nhường = e nhận. II.2.2. Pháp pháp qui đổi - Phạm vi áp dụng: + Kim loại, oxit kim loại tác dụng với dung dịch HNO3. + Kim loại và hợp chất kim loại với lưu huỳnh tác dụng với HNO 3 - Hướng qui đổi: Một bài toán có thể có nhiều hướng qui đổi khác nhau: + Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về hai hay chỉ một chất. Ví dụ: Hỗn hợp: Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe, FeO Fe, Fe2O3 Fe2O3, FeO FeO + Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng: Ví dụ: Hỗn hợp: Fe, FeS, FeS 2, Cu,   CuS, CuS2, Cu2S, S Fu, Cu, S  + Bằng kinh nghiệm của mình, tác giả nhận thấy hướng qui đổi về các nguyên tử tương ứng là đơn giản và dễ hiểu hơn cả. Vì vậy, trong các ví dụ dưới đây tác giả chỉ trình bày hướng qui đổi này. - Khi áp dụng phương pháp qui đổi, cần phải tuân thủ 3 nguyên tắc: + Bảo toàn nguyên tố + Bảo toàn số oxi hoá + Số electron nhường, nhận là không thay đổi. II.3. Một số công thức áp dụng cần nhớ: II.3.1. Tính khối lượng muối mmuối = mkim loại + mgốc axit (1.1) - Phạm vi áp dụng: + kim loại tác dụng với HNO3 hoặc H2SO4 đặc 3.nNO  nNO2  8nN2O  10nN2  8nNH 4 NO3 + Với HNO3: nNO3 tạo muối = ne nhận = . 5 62  (3.nNO  nNO2  8nN 2O  10nN 2 )  80nNH 4 NO3 mmuối = (1.2) + Với hỗn hợp H2SO4 đặc và HNO3: (thường không tạo muối amoni) mkim loại + mmuối = 62  (3.nNO  nNO2  8nN2O  10nN 2  8nNH 4 NO3 )  96  nSO2 (1.3) m nhiên, Tuykim loại + trong các bài tập ta cũng thường gặp phản ứng chỉ tạo muối sunfat. Dạng này ta cần: + NO3- phản ứng hết + Khối lượng muối bằng khối lượng của kim loại và SO42II.3.2. Tính số mol HNO3 phản ứng. naxit nitric phản ứng = ntạo muối + ntạo khí và muối amoni (2) 3.nNO  nNO2  8nN2O  10nN2  8nNH 4 NO3 Với nNO3 tạo muối kim loại = ne nhận = = n.nKL (với n là hoá trị KL) nNO3 tạo khí và muối amoni = nNO  nNO2  2nN2O  2nN2  2nNH 4 NO3 Thì (2) trở thành: naxit nitric phản ứng = 4  nNO  2  nNO2  10  nN 2O  12  nN 2  10  nNH 4 NO3 (2.1) Từ số mol axit phản ứng ta có thể tính được C%, CM, thể tích và khối lượng dung dịch 6 III. Những bài tập minh hoạ DẠNG 1: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON Bài 1: ĐH 2008 KB: Thể tích dung dịch HNO3 1M loãng ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn toàn một hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe; 0,15 mol Cu (Biết phản ứng chỉ tạo ra chất khử NO): A. 0,8 lit B. 1,0 lit C. 1,2 lit D. 0,6 lit Lời giải:  Ý tưởng - Dựa vào ĐLBT electron tính được nNO - Dựa vào (2.1) tính được naxit nitric    - Vì thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít nhất nên Fe chỉ đạt đến hoá trị II.  Gợi ý Bài 2: Hoà tan m gam Fe3O4  4 phản ứng = 4nNO Vdd axit phản ứng 2  0,15  2  0,15 3 1 Vdd HNO3 phản ứng = 0,8 (lit) vào dung dịch HNO3 loãng dư thu được khí NO duy nhất. Nếu đem khí NO thoát ra trộn với O2 vừa đủ để hấp thụ hoàn toàn trong nước được dung dịch HNO 3. Biết thể tích oxi phản ứng là 0,336 lit (đktc). Giá trị của m là: A. 34,8g B. 13,92g C. 23,2g D. 20,88g Lời giải:  Ý tưởng - Chỉ có Fe và O thay đổi số oxi hoá, N không thay đổi số oxi hoá. - Dựa vào ĐLBT electron tính nnOO được số mol Fe3O4 (1.= 4.) Fe - Tính m = 232. 4.  Gợi ý 32 4 nO2 m  232  4  0,336  13,92( g ) 22, 4 Bài 3: Cho hỗn hợp gồm 4 kim loại có hoá trị không đổi: Mg, Ni, Zn, Al được chia làm 2 phần bằng nhau: - Phần 1: tác dụng với dung dịch HCl dư thu được 3,36 lit H2 7 - Phần 2: Hoà tan hết trong dung dịch HNO3 loãng dư thu được V lit một khí không màu hoá nâu ngoài không khí (các thể tích đo ở đkc). Giá trị của V là: A. 2,24 lit B. 3,36 lit C. 4,48 lit D. 5,6 lit Lời giải:  Ý tưởng - Vì các kim loại có hoá trị không   đổi nên số mol electron nhường trong 2  thí nghiệm giống nhau số mol electron nhận ở 2 thí nghiệm cũng bằng nhau. - Khí không màu, hoá nâu ngoài không khí là NO. 2  VH 2  3  VNO n n  - Từ đó ta có: hay Phép tính. Bài 4: Chia m gam hỗn hợp X 2  3,36  2, 24(lit ) 3 VNO = V = gồm Fe, Al thành 2 phần bằng nhau: - Phần 1: Hoà tan hoàn toàn trong dung dịch HCl dư thu được 7,28 lit H2. - Phần 2: Hoà tan hết trong dung dịch HNO 3 dư thu được 5,6 lit NO duy nhất. Các thể tích khí đo ở đktc. Khối lượng Fe, Al trong X là: A. 5,6g và 4,05g B. 16,8g và 8,1g C. 5,6g và 5,4g D. 11,2g và 8,1g Lời giải:  Ý tưởng - Áp dụng ĐLBT electron tìm số mol Al(x mol); Fe (y mol) trong ½ X - Tác dụng với HCl thì Fe đạt s.o.x.h là +2 còn tác dụng với HNO 3 dư thì Fe đạt s.o.x.h là +3. + P1: 2.Fe + 3. Al = 2. H2 + P2: 3. Fe +3. Al = 3. NO Fe + Al   = NO ( Viết tắt số mol)  - mFe = 2. 56x; mAl = 2.27y  Phép tính 2x + 3y = 2. 7,28/22,4 x = 0,1 mol x + y = 5,6/22,4 y = 0,15 mol Vậy: mFe = 2 0,1 56 = 11,2(g) và m Al = 2  0,1527 = 8,1(g) 8 Bài 5: Hoà tan a gam Al trong dung dịch HNO 3 loãng thấy thoát ra 4,48 lit hỗn hợp khí NO, N2O, N2 có tỉ lệ mol lần lượt là 1:2:2. Giá trị của a là: A. 14,04g B. 70,2g C.35,1g D. Đáp số khác Lời giải:  Ý tưởng - Tính số mol mỗi khí. - Áp dụng ĐLBT electron tính nAl   mAl = a.   Phép tính 1 4, 48   0, 04 5 22, 4 27  - mol (NO) = ; mol(N2O) = mol (N2) = (0,2 – 0,04)/2 = 0,08 3  0, 04  10  0, 08  8  0, 08  14, 04( g ) 3 - mAl = a = Bài 6: Lấy 9,94g hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu cho tan trong lượng dư dung dịch HNO 3 loãng thấy thoát ra 3,584 lit khí NO (đktc) duy nhất. Khối lượng muối khan tạo thành: A. 39,7g B. 29,7g C. 39,3g D. 40,18g Lời giải:  Ý tưởng - Áp dụng công thức (1.2) tính khối lượng muối khan.  Phép tính mmuối nitrat = 9,94 + 62 3 3,584/22,4 =  39,7(g) Bài 7: Cho 3 kim loại Al, Fe, Cu tan hết trong 2 lit dung dịch HNO 3 thu được 1,792 lit (đktc) hỗn hợp khí gồm NO và N2O có tỉ khối so với He là 9,25. Nồng độ CM của dung dịch HNO3 ban đầu là (Biết He = 4) A. 0,28M B.1,4M C. 1,7M D. 1,2M Lời giải:  Ý tưởng - Từ ta nhẩm được mol (NO) = mol M hh (N2O) - Áp dụng công thức (2.1) tính mol   (HNO3 phản ứng) CM (HNO3).   Phép tính 1 1, 792   0, 04 2 22, 4 9 - mol (NO) = mol (N2O) = - CM  4  0, 04  10  0, 04  0, 28( M ) 2 Bài 8: ĐH 2007 KA: Hoà tan hoàn toàn 12g hỗn hợp Fe và Cu ( tỉ lệ mol 1:1) bằng axit HNO3 thu được V lit hỗn hợp khí X gồm NO và NO 2 và dung dịch Y (chỉ chứa 2 muối và axit dư). Tỉ khối của X so với H2 là 19. Giá trị của V là: A. 2,24 B. 3,36 C. 4,48 D. 5,6 Lời giải:  Ý tưởng - Tính mol(Fe) và mol(Cu)  Từ ta nhẩm được mol (NO) = M hh mol (NO2) = a mol Áp dụng ĐLBT electron tính V hh khí  = 22,4 2 a Phép tính 12  (2  3) 64  56  2  5, 6(lit ) Bài 9: ĐH Y Dược HN  22, 4  4 - Vhh khí 2000. Hoà tan 4,431g hỗn hợp Al và Mg trong dung dịch HNO 3 loãng thu được dung dịch X (không chứa muối amoni) và 1,568 lit (đktc) hỗn hợp khí không màu có khối lượng 2,59g trong đó có một khí hoá nâu trong không khí. Số mol HNO3 phản ứng là: A. 0,51 B. 0,455 C. 0,55 D. 0,49 Lời giải:  Ý tưởng - khí không màu hoá nâu ngoài   không khí khí NO  - Từ khí suy ra khí không màu còn lại M hh là N2O và mol (NO) = mol (N2O). - Tính số mol mỗi khí (a mol)  - Từ (2.1) tính số mol HNO 3 phản nN O ứng = 4 nNO + 10 = 14 a 2  Phép tính M hh  2,59 22, 4    37 1,568 - mol (NO) = mol (N2O) - mol (HNO3) = (4  10)  1,568  0, 49(mol ) 2  22, 4 Bài 10: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm 3 kim loại bằng dung dịch HNO 3 thu được 1,12 lit hỗn hợp khí X (đkc) gồm NO2 và NO. Tỉ khối hơi của X so với H2 là 18,2. Thể tích dung dịch HNO3 37,8% (d = 1,242g/ml) cần dùng là A. 20,18 ml B. 11,12 ml C. 21,47 ml Lời giải: 10 D. 36,7 ml  Ý tưởng - Giải hệ phương trình tìm mol mỗi khí (NO: x mol; NO2: y mol) - Áp dụng công thức (2.1) tính mol HNO3 phản ứng. - Tính thể tích dung dịch HNO3 phản ứng.  Phép tính x + y = 1,12/22,4 x = 0,03  y = 0,02 30x + 46y = 18,2 2 0,05 (4  0, 03  2  0,02)  63 37,8% Bài 11: Hoà tan 15,2g   21, 47(ml ) 1, 242 - Vdd axit phản ứng hỗn hợp A gồm Fe và Cu vào 500ml dung dịch HNO3 loãng dư thu được 2,24 lit khí NO (0 0C và 2 at). Để trung hoà axit còn dư phải dùng vừa đủ 80g dung dịch NaOH 20%. Nồng độ mol/l ban đầu của dung dịch HNO3 ban đầu là: A. 3,6M B. 1,8M C. 2,4M D. Đáp số khác Lời giải:  Ý tưởng - Tính mol khí NO theo công thức PV/RT - Áp dụng công thức (2.1) tính mol HNO3 phản ứng với kim loại. - Tính mol HNO3 dư = nNaOH tính  Phép tính 4    mol HNO3 ban đầu CM 2, 24  2 80  20% CM dd axit nitric =  0, 082  273 40  2, 4( M ) Bài 12: ĐH 2009KA: 0,5 Cho 3,024g một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO 3 loãng thu được 940,8 ml khí N xOy (đktc, sản phẩm khử duy nhất) có tỉ khối so với H2 là 22. Khí NxOy và kim loại M là: A. NO và Mg B. N2O và Fe C. NO2 và Al Lời giải:  Ý tưởng - Từ Mkhí khí N2O    - ĐLBT electron tìm MKL = f(n) 1  n  3 với n là hoá trị của kim loại ( ) 11 D. N2O và Al - Xác định kim loại.  Phép tính M KL  Bài 13: Hoà tan hoàn toàn 2,6g 024 3,   9n 0,9408 8 22, 4 n Chọn n = 3 và M KL = - 27 (Al) kim loại X bằng dung dịch HNO3 loãng, lạnh thu được dung dịch Y. Cho Y tác dụng với dung dịch NaOH đun nóng thấy thoát ra 224 cm3 khí (đkc). Kim loại X là: A. Mg B. Al C. Zn D. Fe Lời giải:  Ý tưởng nNH 4 NO3  nNH 3   - Dung dịch sau phản ứng tác dụng với NaOH có khí nên sản phẩm khử phải có muối NH4NO3 - ĐLBT (e) tìm mol R = f(n) với n 1  n  3 là hoá trị của kim loại ( ). - Tìm MKL = f(n) Chọn n thích hợp   và xác định R.   Phép tính M KL  Bài 14: Hoà tan 15,6g hỗn hợp 2,   6   32,5n 0, 224 8 22, 4 n Chọn n = 2 và M KL = - 65 (Zn) kim loại R có hoá trị không đổi vào dung dịch HNO 3 loãng dư. Khi phản ứng kết thúc thu được 896ml khí N 2. Thêm vào dung dịch mới thu được một lượng dung dịch NaOH nóng dư được 224ml một chất khí. (Các thể tích khí đo ở đktc). Kim loại R là: A. Zn B. Cu C. Al D. Mg Lời giải:  Ý tưởng nNH 4 NO3  nNH 3   - Dung dịch sau phản ứng tác dụng với NaOH có khí nên sản phẩm khử phải có muối NH4NO3 - ĐLBT electron tìm mol R = f(n) 1  n  3 với n là hoá trị của kim loại ( ). - Tìm MKL = f(n) Chọn n thích hợp   và xác định R.   Phép tính 12 M KL  15, Chọn n = 2 và MKL  6   32,5n 0,896 0, 224 10   8 = 65 (Zn) 22, 4 22, 4 Bài 15: Hoà tan 4,95g n hỗn hợp X gồm Fe và Kim loại R có hoá trị không đổi trong dung dịch HCl dư thu được 4,032 lit H2. Mặt khác, nếu hoà tan 4,95g hỗn hợp trên trong dung dịch HNO 3 dư thu được 0,336 lit NO và 1,008 lit N2O. Tìm kim loại R và % của nó trong X:(Các thể tích khí đo ở đktc). A. Mg và 43,64% B. Zn và 59,09% C. Cr và 49,09% D. Al và 49,09% Lời giải: Ý tưởng  - Gọi Fe (x mol) và R (y mol); hoá 1  n  3 trị R là n () -  ĐLBT electron Giải hệ phương   trình tìm x và ny.  Từ khối lượng hỗn hợp và khối   lượng Fe mR MR = f(n).  Chọn n thích hợp và xác định R. Phép tính 2x + ny 3x + ny = = 2 3 4,032/ 22,4  x = 0,045 0,336/22,4 + 8  1,008/22,4 M KL  ny = 0,27 4,95  0, 045  56     9n 0, 27 n - Chọn n = 3 và MKL = 27 (Al) Bài 16: Cho 3,6g Mg tan hết trong dung dịch HNO3 loãng dư sinh ra 2,24 lit khí X (sản phẩm khử duy nhất ở đktc), Khí X là: A. N2O B. NO2 C. N2 D. NO Lời giải:  Ý tưởng - Giả sử 1 mol X trao đổi n mol electron - Áp dụng ĐLBT electron tìm n và chọn khí X.  Phép tính  3, 6  2  24  3 n 2, 24 13 22, 4 X là khí NO. Bài 17: ĐH 2009 KA: Hoà tan 12,42g Al bằng dung dịch HNO 3 loãng dư được dung dịch X và 1,344 lit (đktc) hỗn hợp khí Y gồm N 2O và N2, tỉ khối của Y so với H 2 là 18. Cô cạn dung dịch X thu được bao nhiêu gam muối khan: A. 106,38g B. 34,08g C. 97,98g D. 38,34g Lời giải:  Ý tưởng - Dựa vào nhẩm nhanh số mol mỗi M hh khí. - Chứng minh: e nhường > e nhận   tạo khí phản ứng tạo muối amoni.  mAl ( NO3 )3  mNH 4 NO3  - m muối khan = Phép tính - ne nhường = 3 12,42/27 = 1,38 > (10 +  8) 1,344/(2 22,4) = 0,54 12, 42 1,38  0,54  (27  62  3)   (18  62)  106,38( g ) 27 8 - mmuối được khan thu = Bài 18: Hoà tan hoàn toàn 8,4g Mg vào 1 lit dung dịch HNO 3 vừa đủ. Sau phản ứng thu được 0,672 lit khí N2 (đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được 55,8g muối khan. Nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 đã dùng: A. 0,76M B. 0,86M C. 0,96M D. 1,06M Lời giải:  Ý tưởng - So sánh khối lượng muối Mg(NO 3)2 và khối lượng muối khan thu được, CMR phản ứng có tạo muối NH4NO3. - Tính số mol NH4NO3 - mol HNO3 phản ứng = tạo muối kim loại + tạo khí N2 + tạo muối NH4NO3  Phép tính 8, 4  (24  2  62)  51,8( g )  55,8( g ) 24 tạo muối NH4NO3 2 - Khối lượng Mg(NO3)2 =    8, 4 0, 672 55,8  51,8  2  2 24 22, 4 80  0,86( M ) 1 14 - CM HNO3 phản ứng = Bài 19: ĐH 2010 KB: Nung 2,23g hỗn hợp X gồm 3 kim loại Fe, Al, Zn trong oxi sau một thời gian thu được 2,71g hỗn hợp Y. Hoà tan hết Y vào dung dịch HNO 3 dư được 0,672 lit khí NO ở đkc (sản phẩm khử duy nhất). Số mol HNO3 phản ứng: A. 0,12 B. 0,14 C. 0,16 D. 0,18 Lời giải:  Ý tưởng - Áp dụng ĐLBTKL tính khối   lượng O số mol O (a mol)  - Trong bài toán này, các kim loại, O, N thay đổi số o.x.h - Áp dụng ĐLBT electron tìm số mol electron nhường (chính là số mol HNO 3 tạo muối)  Số mol HNO3 phản ứng = tạo muối + tạo khí Phép tính 2,0, 672 23 71  2, 0, 672 2   0,18( )  3 mol 22, 4 16 22, 4 Số mol HNO3 phản ứng = [] DẠNG 2: PHƯƠNG PHÁP QUI ĐỔI Bài 1: ĐH KB 2007: Nung m gam bột Fe ngoài không khí thu được 3g hỗn hợp chất rắn X. Hoà tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3 dư thu được 0,56 lit khí NO là sản phẩm khử duy nhất (đkc). Giá trị của m là: A. 2,22 B. 2,52 C. 2,32 D. 2,62 Lời giải:  Ý tưởng - Qui đổi 3g hỗn hợp X thành 3g hỗn hợp Fe (x mol) và O (y mol) - Từ khối lượng hỗn hợp và áp dụng phương pháp bảo toàn electron lập hệ. - Phép tính 56x + 16y = 3 3x – 2y x = 0,045 = 3 0,56/22,4  y = 0,03 - mFe = 56x = 56 0,045 = 2,52g  15 Bài 2: Đốt cháy 5,6g bột Fe trong bình đựng O 2 thu được 7,36g hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Hoà tan hỗn hợp X bằng dung dịch HNO 3 thu được V ml (đktc) hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2. Tỉ khối của Y so với H2 bằng 19. Thể tích V là: A. 672 B. 336 C. 448 D. 896 Lời giải:  Ý tưởng - Dựa vào nhẩm nhanh tỉ lệ số mol Mhh mỗi khí. (Trường hợp này số mol 2 khí  bằng nhau) nhỗn hợp = 2nNO - Qui đổi 7,36g hỗn hợp X thành Fe (x mol) và O (y mol)  - BTKL tính khối lượng O từ đó   tính số mol Fe và O  - Áp dụng ĐLBT electron (3.Fe –   2.O = 3.NO + 1.NO2) tính số mol NO và NO2 thể tích hỗn hợp hỗn hợp.  Phép tính 2  22, 4  3 5, 6 7,36  5,6 Vhh khí =  2 56 16  0,896(lit )  896( ml ) Bài 3: Để 6,72g 3 1 Fe trong không khí thu được m gam hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Để hoà tan X cần dùng vừa hết 255ml dung dịch HNO3 2M thu được V lit khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đkc). Giá trị của m và V là: A. 8,4 và 3,360 B. 10,08 và 3,360 C. 8,4 và 5,712 D. 10,08 và 5,712 Lời giải:  Ý tưởng - Áp dụng công thức (2.1) tính số   mol NO2 thể tích NO2  - Áp dụng ĐLBT electron (3.Fe –   2.O = 1. NO2) số mol O (a mol)  - m = 6,72 + 16.a  Phép tính 22, 4  (2  0, 255  3  6, 72 )  3,36(lit ) 56 - VNO = m  6, 72  16  16 3 6, 72  0,15 56  10, 08( g ) 2 Bài 4: ĐH 2008KA: Cho 11,36g hỗn hợp X gồm: Fe; FeO; Fe 2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng dư được 1,344 lit khí NO (đkc) và dung dịch Y. Khối lượng muối khan thu được khi cô cạn dung dịch Y là: A. 49,09g B. 35,50g C. 38,72g D. 34,36g Lời giải:  Ý tưởng - Qui đổi X thành 11,36g hỗn hợp Fe (x mol) và O (y mol) - ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = 3.NO) kết hợp với mhỗn hợp X giải hệ tìm x, y. - Khối lượng muối Fe(NO3)3 = 242x.  Phép tính - 56x + 16y = 11,36 x = 0,16  3x – 2y = 3 1,344/22,4 - y = 0,1  Khối lượng Fe(NO3)3 = 242 0,16 = 38,72(g) Bài 5: Hoà tan hết m gam hỗn hợp Fe; FeO; Fe 3O4 trong dung dịch HNO3 đặc nóng dư được 448ml khí NO2 (đkc). Cô cạn dung dịch sau phản ứng được 14,52g muối. Giá trị của m: A. 3,36 B. 4,64 C. 4,28 D. 4,80 Lời giải:  Ý tưởng - Là bài toán ngược so với bài 4. - Qui đổi hỗn hợp về Fe (x mol) và O (y mol). Với mol Fe(NO3)3 = mol Fe=x - Dựa vào khối lượng muối tìm x. 3.Fe NO2   2 - Dựa vào ĐLBT electron (3.Fe – 2.O = 1. NO2) y = - m = 56x + 16y  Phép tính m  56  14,52  16  242 3 14,52 0, 448  242 22, 4  4, 64( g ) 2 Bài 6: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe 3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO 3 3,2M. Sau phản ứng được 2,24 lit khí NO (đkc) duy nhất và còn lại 1,46g kim loại 17 không tan. Giá trị của m: A. 17,04 B. 19,20 C. 18,50 D. 20,50 Lời giải:  Ý tưởng - Qui đổi X thành Fe (x mol) và O (y mol) - Vì kim loại dư nên Fe chỉ đạt Fe+2. - Áp dụng công thức (2) tìm số mol   HNO3 tạo muối số mol Fe (x mol)  2.Fe 3.NO   2 - ĐLBT electron (2.Fe – 2.O = 3.NO) số mol O = y = - Tìm m = 1,46 + 56x + 16y.  Phép tính 0, 2  3, 2  m  1, 46  56  2, 24 22, 4 2 0, 2  3, 2   16  2, 24 2, 24  3 22, 4 22, 4  18,5( g ) Bài 7: 2 Cho 5,584g hỗn hợp Fe và Fe3O4 tác dụng vừa đủ với 500ml dung dịch HNO 3 loãng. Sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 0,3136 lit khí NO duy nhất và dung dịch X. Nồng độ dung dịch HNO3 phản ứng là: A. 0,472M B. 0,152M C. 3,040M D. 0,304M Lời giải:  Ý tưởng - Qui đổi hỗn hợp thành 5,584g Fe(x mol) và O (y mol) - ĐLBT electron (3.Fe – 2.O =   3.NO) kết hợp với mhỗn hợp tìm x, y  - Áp dụng công thức (2) tìm số   mol HNO3 phản ứng CM   Phép tính 56x + 16y = 5,584 x = 0,074 3x – 2y = 30,3136/22,4 y =  0,09 3  0, 074  CM  0,3136 22, 4 0,5  0, 472( M ) Bài 8: ĐH 2009KB:Cho 61,2g hỗn hợp Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 3,36 lit khí NO duy nhất (đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4g kim loại. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan. Giá trị của m: 18 A. 151,5g B. 97,5g C. 137,1g D. 108,9g Lời giải:  Ý tưởng - Qui đổi hỗn hợp thành Cu (x mol);   Fe (y mol) và O (4y/3 mol) số mol  Fe3O4 là y/3 - Vì kim loại Cu dư nên Fe đạt đến Fe+2 - ĐLBT electron (2.Cu + 2.Fe – 2.O = 3.NO) kết hợp với khối lượng hỗn hợp, giải hệ tìm x, y. mCu ( NO3 )2  mFe ( NO3 )2  - mmuối khan = = 188x + 180y Phép tính - 64x + 232y/3 = 61,2 – 2,4 x = 0,375 2x + 2y – 8y/3 = 30,15  y = 0,45 - mmuối khan = 188x + 180y = 188 0,375  + 180 0,45 = 151,5(g) Bài 9: Cho 13,92g hỗn hợp Cu và một oxit sắt tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng được 2,688 lit khí NO duy nhất (đkc) và 42,72g muối khan. Công thức oxit sắt: A. FeO B. Fe2O3 C. Fe3O4 D. không xác định Lời giải:  Ý tưởng - Qui đổi hỗn hợp thành Cu (a mol); Fe (b mol); O (c mol) - Áp dụng ĐLBT electron (2.Cu + 3.Fe – 2.O = 3.NO) kết hợp với khối lượng hỗn hợp và khối lượng muối, giải hệ phương tình tìm a, b, c. - Gọi CTTQ của oxit là Fe xOy, tìm tỉ   lệ x : y = b : c Công thức oxit sắt.   Phép tính - 64a + 56b + 16c = 13,92 a = 0,15 2a + 3b – 2c = 3 2,688/22,4  b = 0,06 188a + 242b = 42,72 c = 0,06 - Vì b : c = 0,06 : 0,06 = 1 : 1 nên oxit là FeO (Đáp án A). Bài 10: Cho m gam hỗn hợp X gồm FeO; CuO và Fe 3O4 có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ 250ml dung dịch HNO 3 được dung dịch Y và 3,136 lit hỗn hợp NO2; NO (đktc), tỉ khối của hỗn hợp khí so với H2 là 20,143. Giá trị của m và nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 phản ứng là: A. 46,08g và 7,28M B. 23,04g và 7,28M 19 C. 23,04g và 2,10M D. 46,08g và 2,10M Lời giải:  Ý tưởng - Gọi số mol mỗi oxit là x. Qui đổi hỗn hợp thành Fe (4x); Cu (x); O (6x) - Giải hệ phương trình tìm số mol NO2 và NO. - ĐLBT electron (3.Fe + 2.Cu – 2.O = 3.NO + NO2), giải phương trình tìm x. - m = (72 + 80 + 232)x = 384x. - mol HNO3 phản ứng = tạo muối +   tạo khí = (12x + 2x) + 0,14 CM   Phép tính - a + b = 3,136/22,4 a = 0,09 46a + 30b = 20,133 2 3,136/22,4  b = 0,05 - 12x + 2x – 12x = 3. 0,05 + 0,09   x = 0,12  - m = (72 + 80 + 232)x = 384 0,12  = 46,08(g) 14 x  0,14 14  0,12  0,14   7, 28( M ) 0, 25 0, 25 - Nồng độ mol HNO3 phản ứng = Bài 11: Hoà tan hoàn toàn 30,4g hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuS, Cu 2S và S bằng dung dịch HNO3 thoát ra 20,16 lit khí NO duy nhất (đkc)và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu được bao nhiêu gam kết tủa: A. 81,55g B. 29,40g C. 110,95g D. 115,85g Lời giải:  Ý tưởng - Qui đổi hỗn hợp thành Cu (x mol); S (y mol) - ĐLBT electron (2.Cu + 6.S = 3.NO) và khối lượng hỗn hợp, giải hệ tìm x, y. - Khối lượng kết tủa =  mCu (OH )2  mBaSO4  98 x  233 y Phép tính - 2x + 6y = 3 20,16/22,4  x = 0,3 64x + 32y = 30,4 - mkết tủa = 98 0,3 + 233 y = 0,35 0,35 =  110,95(g). Bài 12: Hỗn hợp X gồm Zn; ZnS; S. Hoà tan 17,8g hỗn hợp X trong HNO 3 nóng dư thu được V lit khí NO2 duy nhất (đkc) và dung dịch Y. Thêm từ từ dung dịch Ba(OH) 2 dư vào dung dịch Y thu được kết tủa nặng 34,95g. Giá trị của V: 20