Tài liệu Skkn rèn luyện kỹ năng giải nhanh bài toán trắc nghiệm axit nitric

Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt SỞ GIÁO DỤC - ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRUNG T M GDTX – DN HO ẰNG HOÁ Sáng kiến kinh nghiệm ĐỀ TÀI: RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI NHANH BÀI TOÁN TRẮC NGHIỆM AXIT NITRIC Họ và tên : Lê Thị Nguyệt Chức vụ : Giáo viên Đơn vị : Trung tâm GDTX – DN Hoằng Hoá Môn : Hoá Học Năm học 2011 - 2012 N¨m häc : 2011- 2012 1 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ I. Lí do chọn đề tài: GV: Lª ThÞ NguyÖt PHẦN I : ®Æt vÊn ®Ò - 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 ®îc Bé Gi¸o Dôc vµ §µo T¹o lùa chän cho kú 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. 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 Trung T©m gdtx – dn Ho»ng Ho¸ 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 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. - Đề xuất những ý tưởng để giải nhanh bài toán axit nitric, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn ho¸ häc ở trường phổ thông và là hµnh trang vững chắc để các em chuẩn bị bước vào kì thi PHÇN II: N¨m häc : 2011- 2012 2 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt NỘI DUNG SÁNG KIÕn KINH NGHIỆM I. 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 cách để giải nhanh bài toán axit nitric II. Những điểm cần lưu ý. II.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 nhường = � e nhận. II.2. Ph¬ng 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 HNO3 - 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. Fe, FeO Fe, Fe2O3 Ví dụ: Hỗn hợp: Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe2O3, FeO Fe,0o + Qui đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng: Ví dụ: Hỗn hợp: Fe, FeS, FeS2, Cu, CuS, CuS2, Cu2S, S �� � Fe, Cu, S + B»ng kinh nghiệm của mình, t«i 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 t«i 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: N¨m häc : 2011- 2012 3 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt II.3.1. Tính khối lượng muối mmuối = mkim loại + mgốc axit - Phạm vi áp dụng: (1.1) + kim loại tác dụng với HNO3 hoặc H2SO4 đặc + Với HNO3: nNO3 tạo muối = ne nhận = 3.nNO  nNO2  8nN 2O  10nN 2  8nNH 4 NO3 . mmuối = mkim loại + 62 �(3.nNO  nNO2  8nN 2O  10nN2 )  80nNH 4 NO3 (1.2) + Với hỗn hợp H2SO4 đặc và HNO3: (thường không tạo muối amoni) Tuy nhiên, trong các bài tập ta cũng thường gặp phản ứng chỉ tạo muối sunfat. mmuối = mkim loại + 62 �(3.nNO  nNO2  8nN2O  10nN2  8nNH 4 NO3 )  96 �nSO2 (1.3) 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) n NO3 tạo muối kim loại = ne nhận = 3.nNO  nNO2  8nN 2O  10nN2  8nNH 4 NO3 n NO3 tạo khí và muối amoni = nNO  nNO  2nN O  2nN  2nNH NO 2 2 2 4 = nnhêng.nKL 3 Thì (2) trở thành: naxit nitric phản ứng = 4 �nNO  2 �nNO  10 �nN O  12 �nN  10 �nNH NO 2 2 2 4 3 (2.1) Từ số mol axit phản ứng ta có thể tính được C%, C M, thể tích và khối lượng dung dịch HNO3 III. Nh÷ng bµi tËp minh ho¹: DẠNG 1: PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN ELECTRON N¨m häc : 2011- 2012 4 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt Bài 1: (ĐH KB 2008): Thể tích dung dịch HNO3 1M loãng ít nhất 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 phản ứng = 4nNO �� � Vdd axit phản ứng Vì thể tích dung dịch HNO3 cần dùng ít nhất nên Fe chỉ đạt đến hoá trị II. *Gợi ý Vdd HNO3 phản ứng 2 �0,15  2 �0,15 4� = 0,8 (lit) 3  1 Bài 2: 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 Phần 2: Hoà tan hết trong dung dịch HNO 3 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. Từ đó ta có: 2 �nH  3 �nNO hay 2 �VH  3 �VNO * Phép tính. 2 VNO = V = 2 2 �3,36  2, 24(lit ) 3 Bài 3: Chia m gam hỗn hợp X 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 HNO3 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 số oxi hoá là +2 còn tác dụng với HNO 3 dư thì Fe đạt số oxi hoá là +3. + P1: 2.Fe + 3. Al = 2. H2 � Fe + Al = NO ( Viết tắt số mol) + P2: 3. Fe +3. Al = 3. NO �� N¨m häc : 2011- 2012 5 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ - GV: Lª ThÞ NguyÖt mFe = 2. 56x; mAl = 2.27y * Phép tính 7,28 2x + 3y = 2. 22,4 x+y= x = 0,1 mol 5,6 22,4 y = 0,15 mol Vậy: mFe = 2 �0,1 �56 = 11,2(g) và mAl = 2 �0,15 �27 = 8,1(g) Bài 4: 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 - mol (NO) = 5 �22, 4  0, 04 ; 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 = 27 � Bài 5: Lấy 9,94g hỗn hợp X gồm Al, Fe, Cu cho tan trong lượng dư dung dịch HNO3 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 3,584 22,4 = 39,7(g) Bài 6: 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 N 2O 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 M hh ta nhẩm được mol (NO) = mol (N2O) - Áp dụng công thức (2.1) tính mol (HNO3 phản ứng) �� � CM (HNO3). * Phép tính 1 1, 792 - mol (NO) = mol (N2O) = 2 �22, 4  0, 04 N¨m häc : 2011- 2012 6 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ - CM  GV: Lª ThÞ NguyÖt 4 �0, 04  10 �0, 04  0, 28( M ) 2 Bài 7: 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 D. 36,7 ml Lời giải: * 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 30x + 46y = 18,2 �2 �0,05 - Vdd axit phản ứng x = 0,03 y = 0,02 (4 �0, 03  2 �0, 02) �63 37,8%   21, 47(ml ) 1, 242 Bài 8: (ĐH KA 2009): Cho 3,024g một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO3 loãng thu được 940,8 ml khí NxOy (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 D. N2O và Al Lời giải: *Ý tưởng � khí N2O - Từ Mkhí �� - ĐLBT electron tìm MKL = f(n) với n là hoá trị của kim loại ( 1 �n �3 ) - Xác định kim loại. * Phép tính M KL  - 3, 024  9n 0,9408 8� �� � Chọn n = 3 và MKL = 27 (Al) 22, 4 n Bài 9: Hoà tan hoàn toàn 2,6g kim loại X bằng dung dịch HNO 3 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 N¨m häc : 2011- 2012 7 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt - Dung dịch sau phản ứng tác dụng với NaOH có khí nên sản phẩm khử phải có muối NH4NO3 �� � nNH 4 NO3  nNH 3 - ĐLBT (e) tìm mol R = f(n) với n là hoá trị của kim loại ( 1 �n �3 ). - Tìm MKL = f(n) �� � Chọn n thích hợp và xác định R. * Phép tính M KL  - 2, 6  32,5n 0, 224 8� �� � Chọn n = 2 và MKL = 65 (Zn) 22, 4 n Bài 10:(ĐH KA 2009): Hoà tan 12,42g Al bằng dung dịch HNO3 loãng dư được dung dịch X và 1,344 lit (đktc) hỗn hợp khí Y gồm N 2O và N2, tỉ khèi của Y so với H2 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 M hh nhẩm nhanh số mol mỗi khí. � phản ứng tạo muối amoni. - Chứng minh: e nhường > e nhận tạo khí �� - m muối khan = mAl ( NO3 )3  mNH 4 NO3 * Phép tính - ne nhường = 3 �12,42/27 = 1,38 > (10 + 8) �1,344/(2 �22,4) = 0,54 - mmuối khan thu được = 12, 42 1, 38  0,54 �(27  62 �3)  �(18  62)  106, 38( g ) 27 8 Bài 11: (ĐH KB 2010): 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 HNO3 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 � số mol O (a mol) Áp dụng ĐLBTKL tính khối lượng O �� - Trong bài toán này, các kim loại, O, N thay đổi số oxh Áp dụng ĐLBT electron tìm số mol electron nhường (chính là số mol HNO 3 tạo muối) Số mol HNO3 phản ứng = Số mol tạo muối + Số mol tạo khí * Phép tính 0, 672 2, 71  2, 23 0, 672  3�  0,18(mol ) ] 16 22, 4 22, 4 Số mol HNO3 phản ứng = [ 2 � DẠNG 2: PHƯƠNG PHÁP QUI ĐỔI N¨m häc : 2011- 2012 8 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt 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 x = 0,045 3x – 2y 0,56 = 3 � 22,4 y = 0,03 - mFe = 56x = 56 �0,045 = 2,52g Bài 2: Cho m gam hỗn hợp X gồm Fe và Fe 3O4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO3 3,2M. Sau phản ứng được 2,24 lit khí NO (đkc) duy nhất và còn lại 1,46g kim loại 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) � số mol O = y = - ĐLBT electron (2.Fe – 2.O = 3.NO) �� 2.Fe  3.NO 2 - Tìm m = 1,46 + 56x + 16y. * Phép tính - * 2, 24 2, 24 2, 24 0, 2 �3, 2  0, 2 �3, 2   3� 22, 4 22, 4 22, 4 m  1, 46  56 �  16 �  18,5( g ) 2 2 � tìm số mol HNO3 phản ứng �� � CM Áp dụng công thức (2) �� Phép tính 56x + 16y = 5,584 0,3136 22,4 3x – 2y = 3 � N¨m häc : 2011- 2012 x = 0,074 y = 0,09 9 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ - 3 �0, 074  CM  0,3136 22, 4 0,5 GV: Lª ThÞ NguyÖt  0, 472( M ) Bài 3: 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 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. � CM - mol HNO3 phản ứng = tạo muối + tạo khí = (12x + 2x) + 0,14 �� * Phép tính a + b = 3,136/22,4 - 46a + 30b = 20,133 �2 - a = 0,09 3,136 � 22,4 b = 0,05 � x = 0,12 12x + 2x – 12x = 3. 0,05 + 0,09 �� m = (72 + 80 + 232)x = 384 �0,12 = 46,08(g) - Nồng độ mol HNO3 phản ứng = 14 x  0,14 14 �0,12  0,14   7, 28( M ) 0, 25 0, 25 Bài 4: 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 )  mBaSO  98 x  233 y * Phép tính 2 2x + 6y = 3 � 4 20,16 22,4 64x + 32y = 30,4 N¨m häc : 2011- 2012 x = 0,3 y = 0,35 10 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt - mkết tủa = 98 �0,3 + 233 �0,35 = 110,95(g). Bài 5: Cho 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO 2. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, nếu thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được a gam chất rắn. Giá trị của m và a: A. 111,84g và 157,44g B. 112,84g và 157,44g C. 111,84g và 167,44g D. 112,84g và 167,44g Lời giải: * Ý tưởng - Qui đổi hỗn hợp ban đầu về Cu, Fe, S �� � Tính được số mol Cu, Fe, S - Thêm dung dịch BaCl2 dư vào X thì kết tủa là BaSO4 với nBaSO 4  nS �� � mkết tủa = 233nS. Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào X thì kết tủa là BaSO4, Cu(OH)2, Fe(OH)3 �� � Nung kết tủa thu được chất rắn là BaSO4; CuO; Fe2O3 �� � a = 233nS + 80nCu + 80nFe = m + 80nCu + 80nFe * Phép tính - mBaSO 4  m  (0,15 �2  0, 09 �2) �233  111,84( g ) DẠNG 3: KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI HỖN HỢP HNO3 VÀ H2SO4 Bài 1: Hoà tan hoàn toàn 19,2g kim loại M trong hỗn hợp dung dịch HNO 3 và H2SO4 đặc nóng thu được 11,2 lit khí X gồm NO 2 và SO2 có tỉ khối so với metan là 3,1. Kim loại M là: A. Mg B. Al C. Fe D. Cu Lời giải: * Ý tưởng - Giải hệ phương trình tìm số mol NO2 (a mol) và SO2 (b mol) - ĐLBT electron (n.M = 1.NO2 + 2.SO2) �� � M = f(n) với n 1 �n �3 ) - Xác định M. * Phép tính a + b = 0,5 46a + 64b = 0,5 �3,1 �16 N¨m häc : 2011- 2012 a = 0,4 b = 0,1 11 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt 19, 2  32n M = 0, 6 Chọn n = 2 và M = 64 (Cu) n Bài 2: Hoà tan 0,1 mol Cu vào 120ml dung dịch X gồm HNO 3 1M và H2SO4 0,5M. Sau khi phản ứng kết thúc thu được V lit khí NO duy nhất. Giá trị của V: A. 1,344 lit B. 1,49 lit C. 0,672 lit D. 1,12 lit Lời giải: Ý tưởng  Tính nhanh nCu; nH ; nNO   3 Viết PT ion thu gọn và xác định chất nào (Cu; H +; NO3-) phản ứng hết , Tính VNO  Phép tính - nCu = 0,1; nH = 0,24; nNO = 0,12 - � 3Cu2+ + 2NO + 4H2O 3Cu + 8H+ + 2NO3- �� - Từ PT ta có   3 nCu nH  nNO3 �� � H+ phản ứng hết   3 8 2 1 VNO = 22, 4 � �0, 24  1,344(lit ) 4 Bài 3: Dung dịch A chỉ chứa các ion H+; NO3-; SO42-. Đem hoà tan 6,28g hỗn hợp B gồm 3 kim loại có hoá trị lần lượt là I, II, III vào dung dịch A thu được dung dịch D và 2,688 lit khí X gồm NO2 và SO2. Cô cạn dung dịch D được m gam muối khan, biết rằng khí X có tỉ khối so với H2 là 27,5. Giá trị của m là: A. 15,76g B. 16,57g C. 17,56g D. 16,75g Lời giải: * Ý tưởng Nhẩm nhanh thấy số mol NO2 và SO2 bằng nhau. - Áp dụng công thức (1.3) tính khối lượng muối thu được. * Phép tính - mol (NO2) = mol (SO2) = 0,06 - mmuối = 6,28 + 62 �0,06 + 96 �0,06 = 15,76(g) Bài 4: Hoà tan hỗn hợp A gồm Cu và Ag trong dung dịch HNO 3 và H2SO4 thu được dung dịch B chứa 7,06g muối và hỗn hợp G gồm 0,05 mol NO 2 và 0,01 mol SO2. Khối lượng hỗn hợp A bằng: A. 2,58g B. 3,06g C. 3,00g D. 2,58g Lời giải: * Ý tưởng - Là bài toán ngược của bài 3. - Áp dụng công thức(1.3) để tính khối lượng hỗn hợp A. N¨m häc : 2011- 2012 12 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt * Phép tính - mhhA = 7,06 - 62 �0,05 – 96 �0,01 = 3,00(g) Bài 5: Hoà tan hết hỗn hợp gồm x mol Fe và y mol Ag bằng dung dịch hỗn hợp HNO3 và H2SO4 thấy có 0,062 mol khí NO và 0,047 mol SO 2 thoát ra. Đem cô cạn dung dịch sau phản ứng thì thu được 22,164g hỗn hợp các muối khan. Giá trị của x và y là: A. 0,07 và 0,02 B. 0,09 và 0,01 C. 0,08 và 0,03 D.0,12 và 0,02 Lời giải: * Ý tưởng Áp dụng ĐLBT electron và công thức (1.3) giải hệ phương trình tìm x, y. * Phép tính 56x + 108y = 22,164 – 62 �3 �0,062 - 96 �0,047 3x + y = 3 �0,062 + 2 �0,047 x = 0,09 y= 0,01 Bài 6: Hoà tan bột Fe vào 200 ml dung dịch NaNO 3 và H2SO4. Đến phản ứng hoàn toàn thu được dung dịch A và 6,72 lit hỗn hợp khí X gồm NO và H 2 có tỉ lệ mol 2:1 và 3g chất rắn không tan. Biết dung dịch A không chứa muối amoni. Cô cạn dung dịch A thu được khối lượng muối khan là: A. 126g B. 75g C. 120,4g D. 70,4g Lời giải: * Ý tưởng: - Tính số mol: H+; NO3-; NO và H2 - Kim loại dư nên phản ứng chỉ tạo muối Fe2+ và H+, NO3- phản ứng hết. - Dung dịch sau phản ứng chỉ gồm Fe2+; Na+; SO42- nNa   nNO   nNO 3 - nFe  1,5 �nNO  nH 2 - nH  4.nNO  2.nH �� � nSO   3 2 4 2  nH 2 SO4  1 �n  2 H * Phép tính: mmuối khan = 0,2. 23 + (0,3 + 0,1) .56 + 0,5 . 96 = 75g IV. Nội dung thực nghiệm sư phạm IV.1. Mục đích thực nghiệm sư phạm N¨m häc : 2011- 2012 13 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt Mục đích thực nghiệm sư phạm nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp đã đưa ra thông qua hệ thống câu hỏi trắc nghiệm dưới dạng một bài kiểm tra 60 phút đối với học sinh lớp 11. IV.2. Nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm - Dùng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm đã soạn thảo dựa trên những ph¬ng pháp đã đưa, trình bày trước HS trong thời lượng 3 tiết. Sau đó tiến hành kiểm tra, đánh giá. - Phân tích các câu hỏi, đánh giá mức độ khó của vấn đề đã nêu ra. - Sơ bộ đánh giá khả năng tiếp thu kiến thức hoá học của học sinh và kết quả quá trình dạy học. - Đánh giá thái độ của học sinh. IV.3. Phương pháp thực nghiệm sư phạm Thực nghiệm sư phạm được tiến hành với 144 học sinh/4 lớp ở trung T©m gdtx – dn Ho»ng Ho¸ - Để đảm bảo tính trung thực và ngăn ngừa hiện tượng sao chép giữa những học sinh ngồi gần nhau, câu hỏi và câu trả lời được xáo trộn thành 4 đề. - Một học sinh được phát một đề và một phiếu làm bài, thời gian làm bài là 45 phút. - Ý kiến của giáo viên được tham khảo thông qua trao đổi trực tiếp và gián tiếp qua phiếu tham khảo ý kiến. - Ý kiến của giáo viên và các số liệu được phân loại và thống kê. - Nội dung kiểm tra và phiếu làm bài : PHIẾU THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM Giải nhanh bài toán axit nitric Họ, tên thí sinh:...................................................... Lớp............................. Các em vui lòng giải nhanh các bài toán sau đây trong thời gian 45 phút, sau đó chọn đáp án của mình bằng cách khoanh trßn ®¸p ¸n ®óng §Ò bµi: Câu 1: Cho 13,92g Fe3O4 tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3, sau phản ứng thu được dung dịch X và 0,448 lit khí N xOy (sản phẩm khử duy nhất ở đkc). Khối lượng HNO3 nguyên chất tham gia phản ứng là: A. 17,64g B. 33,48g C. 35,28g D. 12,60g Câu 2: Cho 11,8g hỗn hợp Al, Cu phản ứng với dung dịch HNO 3, H2SO4 dư thu được 13,44 lit hỗn hợp khí SO2, NO2 có tỉ khối so với H2 là 26. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là: A. 50,00g B. 61,20g C. 56,00g D. 55,80g N¨m häc : 2011- 2012 14 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt C©u3 : Hoµ tan 19,2 gam Cu b»ng dung dÞch HNO3 toµn bé lîng khÝ NO ( s¶n phÈm khö duy nhÊt ) thu dîc ®em oxi ho¸ thµnh NO2 råi chuyÓn hÕt thµnh HNO3 ThÓ tÝch khÝ oxi (®ktc) tham gia qu¸ tr×nh trªn : A.3,36 lit B. 4,48 lit C. 6,72 lit D. 2,24 lit Câu 4: Hoà tan hoàn toàn 25,6g hỗn hợp Fe, FeS, FeS2 và S bằng dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch Y và V lit khí NO duy nhất. Thêm dung dịch Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu được 126,25g kết tủa. Giá trị của V là: A. 27,58 B. 19,04 C. 24,64 D. 17,92 Câu 5: Hoà tan 5,95g hỗn hợp Zn và Al có tỉ lệ mol 1:2 bằng dung dịch HNO 3 loãng dư thu được 0,896 lit một sản phẩm khử duy nhất X chứa nitơ. Vậy X là: A. NO2 B. N2 C. NO D. N2O Câu 6: Cho m gam Al phản ứng hết với dung dịch HNO 3 dư thu được 8,96 lit (đktc) hỗn hợp khí NO và N2O có tỉ khối đối với H2 là 18,5. Giá trị của m là: A. 17,5 B. 15,3 C. 19,8 D. 13,5 Câu 7: Oxi hoá chậm m gam Fe ngoài không khí thu được 12g hỗn hợp X gồm 4 chất rắn. Hoà tan hoàn toàn X trong dung dịch HNO 3 dư thu được 2,24 lit khí NO (là sản phẩm khử duy nhất ở đkc). Giá trị của m là: A. 7,57 B. 7,75 C. 10,08 D. 10,80 Câu 8: Hoà tan hoàn toàn 45,9g kim loại R bằng dung dịch HNO 3 loãng thu được 26,88 lit (đktc) hỗn hợp khí N 2O và NO, trong đó số mol NO gấp 3 lần số mol N2O. Kim loại R là: A. Zn B. Al C. Mg D. Fe Câu 9: Hoà tan 12,8g Cu trong dung dịch HNO 3 thấy thoát ra V lit hỗn hợp khí NO và NO2 (đkc), tỉ khối của hỗn hợp khí đối với H2 là 19. Giá trị của V là: A. 2,24 lit B. 0,448 lit C. Đáp số khác D. 4,48 lit C©u 10: Cho 15 gam hçn hîp Al vµ Mg t¸c dông víi dung dÞch HNO 3d, ®Õn ph¶n øng hoµn toµn thu dîc dung dÞch X vµ 4,48 lit khÝ duy nhat NO ( ®ktc). C« c¹n dung dÞch X thu ®îc 109,8 gam muèi khan % sè mol cña Al trong h«n hîp ban ®Çu lµ : A. 36% B. 33,33% C, 64% D. 6,67% Câu 11: Cho 0,05 mol Al và 0,02 mol Zn tác dụng vừa đủ với 2 lit dung dịch HNO3 loãng, sau phản ứng thu được khí không màu, nhẹ hơn không khí. Phần dung dịch đem cô cạn thu được 15,83g muối khan. Nồng độ mol/l của dung dịch HNO3 đã dùng: A. 0,1450M B. 0,1120M C. 0,1125M D. 0,1175M N¨m häc : 2011- 2012 15 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt Câu 12: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm Mg; MgS; S trong dung dịch HNO 3 đặc nóng dư thu được 2,912 lit khí N2 duy nhất (đkc) và dung dịch Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y được 46,55g kết tủa. Khối lượng hỗn hợp X là:A. 4,8 B. 12,0 C. 7,2 D. 9,6 Câu 13: Cho 1,35g hỗn hợp gồm Cu, Mg, Al tác dụng hết với dung dịch HNO 3 thu được hỗn hợp khí gồm 0,01 mol NO và 0,04 mol NO 2. Biết phản ứng không tạo muối amoni. Khối lượng muối tạo ra trong dung dịch là: A. 5,96g B. 6,59g C. 5,69g D. 10,08g Câu 14: §Ó m gam ph«i s¾t ngoµi kh«ng khÝ ,sau mét thêi gian s¾t bÞ oxi ho¸ thµnh hçn hîp X gåm 4 chÊt cã khèi lîng 27,2 gam . Hoµ tan hÕt X trong 300ml dung dÞch HCl a mol/lit thÊy tho¸t ra 3,36 lit khÝ H 2 ( ®ktc) vµ dung dÞch Y .Cho tiÕp dung dÞch HNO3 tíi d vµo dung dÞch Y thu ®îc dung dÞch Z chøa hçn hîp FeCl 3 ,Fe(NO3)3, HNO3 d vµ 2,24 lit N0 duy nhÊt tho¸t ra (®ktc) gi¸ trÞ m vµ a lµ : A.22,4g vµ 2M B. 16,8g vµ 3M C. 22,4g vµ 3M D. 16,8g vµ 2M Câu 15: Cho 3,2 gam Cu tác dụng với 100ml dung dịch HNO 3 0,8M và H2SO4 0,2M, sản phẩm khử duy nhất là NO. Số gam muối khan thu được là A. 7,90 B. 8,84 C. 5,64. D. 0,08 IV. 4. Kết quả thực nghiệm sư phạm Cách thống kê số liệu thực nghiệm Số HS đạt điểm Xi % HS đạt điểm Xi = Tổng số HS Dựa vào % HS đạt điểm Xi để đánh giá trình độ HS ở từng lớp và tính hiệu quả của phương pháp. Sau khi tiến hành cho HS làm bài kiểm tra, tôi thu phiếu làm bài và thống kê số liệu như các bảng sau : Lớp 11A Điểm Số HS % Số Xi đạt HS điểm Xi đạt điểm Xi 0 0 0,00 1 0 0,00 N¨m häc : 2011- 2012 Lớp 11B Số HS % Số đạt HS điểm đạt Xi điểm Xi 0 0,00 0 0,00 Lớp 11C Số HS % Số đạt HS điểm đạt Xi điểm Xi 0 0,00 1 2,63 Lớp 11D Số HS % Số đạt HS điểm đạt Xi điểm Xi 0 0,00 1 3,12 16 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ 2 3 4 5 6 7 8 9 10 1 2 3 5 7 7 5 2 1 3,03 6,06 9,09 15,15 21,21 21,21 15,15 6,06 3,04 2 2 6 7 7 8 6 2 0 5,00 5,00 15,00 17,50 17,50 20,00 15,00 5,00 0,00 GV: Lª ThÞ NguyÖt 3 2 5 7 6 6 5 2 1 7,89 5,26 13,16 18,42 15,79 15,79 13,16 5,26 2,64 4 3 5 5 5 6 3 0 0 12,50 9,37 15,63 15,63 15,63 18,75 9,37 0,00 0,00 Từ kết quả thực nghiệm trên, tôi nhận thấy : Các câu từ 1 đến 9, 11, 12, 13, nằm trong phương pháp đã đưa ra ở trên nên HS đều có khả năng làm được. Câu 10 : HS không biết chứng minh phản ứng có tạo muối amoni hay không. Bài này nên giải theo hệ : Gọi mol : Al (x) ; Mg (y) ; NH4NO3 (z). Lập hệ 3 phương trình rồi giải. Câu 15 : HS dễ nhầm (tính cả khối lượng Cu dư vào muối) Câu 14 : HS chưa tìm ra chìa khoá để giải. Nếu có làm, HS chỉ tìm ra được khối lượng, chưa tìm được nồng độ mol/l của dung dịch HCl. Bài được giải đơn giản như sau : Qui đổi 27,2g X thành Fe (x) và O (y)  Lập hệ 2 phương trình : 56.Fe + 16.O = 27,2 và 3.Fe – 2.O = 2.H2 + 3.NO Tìm được x và y �� � khối lượng Fe (m = 22,4g)  Bảo toàn e cho dung dịch Y + HNO3  � a = 0,15; b + 2c = 0,25; a + b = 0,3 Fe (a) ; FeO (b) ; Fe2O3 (c) �� �� � b = 0,15; c = 0,05 �� � nHCl = 2.0,15 + 2. 0,15 + 6 . 0,05 = 0,9 mol �� � CM = 0,9/0,3 = 3M Như vậy, điều đó chứng tỏ sự tư duy, phát hiện cái mới của HS còn hạn chế. Điều này hoàn toàn phù hợp với thực trạng của trường (do đầu vào, điều kiện để phát triển giáo dục còn hạn chế). Như vậy, phương pháp đưa ra ở trên đã góp 1 phần thúc đẩy sự nhận thức của HS về các dạng bài toán thường gặp của axit HNO3 mà HS có thể giải nhanh bµi tËp tr¾c nghiÖm PHẦN III : KẾT LUẬN vµ §Ò xuÊt Từ mục đích và nhiệm vụ của đề tài, tác giả đã tiến hành nghiên cứu và đã giải quyết được một số nội dung sau: - Đưa ra 1 số công thức để giải nhanh bài tập axit nitric N¨m häc : 2011- 2012 17 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ - - GV: Lª ThÞ NguyÖt Sưu tầm một số bài tập trong các đề thi đại học và trên mạng giúp HS rèn luyện kĩ năng giải nhanh bµi tËp tr¾c nghiÖm Thông qua phiếu điều tra, bài kiểm tra, gặp gỡ trao đổi trực tiếp với giáo viên, đồng thời dựa trên một số kinh nghiệm của bản thân rút ra trong quá giảng dạy, các thắc mắc của đồng nghiệp, bước đầu tôi đã hoàn thiện sáng kiến của mình. - Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể là tài liệu tham khảo cho các giáo viên và học sinh lớp 11 và 12. Và t«i hi vọng, sáng kiến này sẽ là tài liệu được dùng trong tiết học tự chọn lớp 11 (Chương Nitơ – photpho). Tuy nhiên do hạn chế về mặt thời gian và do kinh nghiệm của bản thân còn quá ít, đồng thời trong khuôn khổ của một sáng kiến kinh nghiệm nên đề tài không tránh khỏi những thiếu sót nên t«i hi vọng sẽ nhận được nhiều ý kiến đóng góp của các Thầy, Cô đi trước và các bạn đồng nghiệp để có thể mở rộng đề tài và đưa ra được nhiều hướng giải nhanh hơn cho bài toán axit nitric hơn nữa. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Ngày 15 tháng 05 năm 2012 Gi¸o viªn : Lª ThÞ NguyÖt ý kiÕn ®¸nh gi¸ cña tæ chuyªn m«n : ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. N¨m häc : 2011- 2012 18 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ý kiÕn ®¸nh gi¸ cña héi ®ång khoa häc : ................................................................................................................................ ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ................................................................................................................................. ............................................................................................................................. ... Môc lôc I. Môc ®Ých nghiªn cøu II. Môc ®Ých nghiªn cøu PhÇn I Trang 1 1 PhÇn II I. Nh÷ng kiÕn thøc cÇn trang bÞ II. Nh÷ng ®iÓm cÇn lu ý II.1 Ph¬ng ph¸p b¶o toµn electron II.2 Ph¬ng ph¸p quy ®æi II.3 Mét sè c«ng thøc ¸p dung cÇn nhí II.3.1 C«ng thøc tÝnh khèi l¬ng muèi II.3.2 C«ng thøc tÝnh sè mol axit Nh÷ng bµi tËp minh ho¹ D¹ng 1 : Ph¬ng ph¸p b¶o toµn electron D¹ng 2 : Ph¬ng ph¸p quy ®æi D¹ng 3 : kim lo¹i t¸c dông víi hçn hîp HNO3 vµ H2SO4 IV. Néi dung thùc nghiÖm s ph¹m IV.1. Môc ®Ých thùc nghiÖm s ph¹m IV.2. NhiÖm vô thùc nghiÖm s ph¹m IV.3. Ph¬ng ph¸p thùc nghiÖm s ph¹m. N¨m häc : 2011- 2012 2 2 2 2 3 3 3 4 4 8 10 13 13 13 13 19 Trung t©m gdtx – dn ho»ng ho¸ GV: Lª ThÞ NguyÖt IV.4. KÕt qu¶ thùc nghiÖm s ph¹m PhÇn III 15 KÕt luËn vµ ®Ò xuÊt 17 Tµi liÖu tham kh¶o 1. §æ Xu©n Hng (2008). Híng dÉn gi¶i nhanh bµi tËp tr¾c nghiÖm hãa häc v« c¬ vµ ®¹i c¬ng. Nhµ XB §H QG HN. 2. Th¹c sü. Cao ThÞ Thiªn An (2007). Ph¬ng ph¸p gi¶i nhanh bµi tËp tr¾c nghiÖm hãa häc v« c¬. Nhµ XB §H QG HN. 3. Th¹c sü.NguyÔn ThÞ Khoa Phîng (2008). Ph¬ng ph¸p gi¶I bµi tËp hãa häc ®¹i c¬ng – v« c¬. Nhµ XB §H QG HN. 4. Vò Anh TuÊn – Ph¹m ThÞ Ngäc H¶i (2007). Híng dÉn «n tËp m«n hãa häc 2007-2008. Nhµ XB GD. 5. Ph¹m §×nh HiÕn – Vò Anh TuÊn – Ph¹m ThÞ Ngäc H¶I (2008). Híng dÉn «n tËp m«n hãa häc 2008-2009. Nhµ XB GD. N¨m häc : 2011- 2012 20