S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Trêng THPT T©n Yªn sè 1
LỜI NÓI ĐẦU
Giải nhanh bài tập hoá học là cách tốt nhất giúp thí sinh hoàn thành tốt bài thi
của mình. Qua thực tiễn giảng dạy, tôi rút ra một số kinh nghiệm giải toán hoá học
đối với dạng bài tập về nhôm và hợp chất của nhôm tác dụng với dung dịch kiềm.
Hy vọng rằng những ý kiến này sẽ giúp ích cho các em học sinh trong quá
trình học tập và tiết kiệm thời gian khi làm các bài thi và kiểm tra.
Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi xin trân trọng cảm ơn Ban giám hiệu nhà
trường, tổ chuyên môn, các đồng nghiệp và các em học sinh lớp 12A8 đã giúp đỡ
tôi hoàn thành đề tài này.
Đây chỉ là những ý kiến chủ quan của bản thân tôi rút ra được trong quá trình
giảng dạy. Tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến của Ban giám hiệu, hội đồng
khoa học nhà trường và các đồng nghiệp giúp tôi có được phương pháp dạy học
phần này tốt hơn nữa.
Tôi xin chân trọng cảm ơn.
Tác giả
Nguyễn Như Lan Phương
MỤC LỤC
Trang
NguyÔn Nh Lan Ph¬ng
1
S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Trêng THPT T©n Yªn sè 1
Mở đầu
A. Cơ sở lý luận của đề tài 1
B. Nội dung chính của đề tài
I. Tính chất hoá học của nhôm và hợp chất của nhôm 1
1) Al
2
O
3
hoạt để trong thời gian ngắn nhất có thể tìm ra đáp án của bài toán. Muốn làm được
điều này thì giáo viên giảng dạy đóng một vai trò hết sức quan trọng trong việc
hướng dẫn học sinh nhận dạng, phân loại và có cách giải phù hợp với mỗi bài toán.
Qua thực tế giảng dạy ở một số lớp 12, tôi nhận thấy nhiều em học sinh vẫn
còn rất lúng túng trong việc giải các bài tập về nhôm và hợp chất của nhôm với
dung dịch kiềm. Các em thường sử dụng cách giải truyền thống là viết và tính theo
phương trình hoá học, như vậy sẽ mất rất nhiều thời gian để giải quyết một bài
toán. Vì vậy, với thời lượng trung bình 1,5 đến 1,8 phút/câu thì các em không thể
hoàn thành được bài tập. Để giúp các em có thể giải nhanh được các bài tập phần
này, tôi đề xuất phương pháp giải giúp tiết kiệm thời gian khi làm bài thi trắc
nghiệm. Đó là
“ Phương pháp giải nhanh bài tập nhôm và hợp chất của nhôm tác
dụng với dung dịch kiềm”
B. NỘI DUNG CHÍNH CỦA ĐỀ TÀI
I. Tính chất hoá học của nhôm và hợp chất của nhôm
1) Al
2
O
3
và Al(OH)
3
là chất lưỡng tính
*Tác dụng với axit:
Al
2
O
3
+ 6H
+
2Al
3
+ 2OH
-
2 AlO
2
-
+ H
2
O
+) Al(OH)
3
+ OH
-
[Al(OH)
4
]
-
hoặc Al(OH)
3
+ OH
-
AlO
2
-
+ 2H
2
O
NguyÔn Nh Lan Ph¬ng
3
2
O
Tiếp đến, kim loại nhôm khử nước:
2Al + 6H
2
O 2Al(OH)
3
↓ + 3H
2
↑ (2)
Màng Al(OH)
3
bị phá huỷ trong dung dịch bazơ:
Al(OH)
3
+ NaOH Na[Al(OH)
4
] (3)
hoặc Al(OH)
3
+ NaOH NaAlO
2
+ 2H
2
O
Các phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên nhau cho đến khi nhôm bị tan hết. Vì
vậy có thể viết gộp lại:
2Al + 2NaOH + 6H
2
O 2Na[Al(OH)
Hiện tượng quan sát được khi nhỏ từ từ dung dịch bazơ vào dung dịch Al
3+
là ban đầu thấy xuất hiện kết tủa keo trắng, kết tủa tăng đến cực đại sau tan dần
đến hết tạo dung dịch trong suốt.
Tuy nhiên, Al(OH)
3
có tính axit rất yếu nên dễ bị axit mạnh đẩy ra khỏi
muối.
[Al(OH)
4
]
-
+ H
+
Al(OH)
3
+ H
2
O
Khi H
+
dư:
Al(OH)
3
+ 3H
+
Al
3+
+ 3H
2
O Al(OH)
3
↓ + NaHCO
3
Hiện tượng quan sát được khi sục CO
2
đến dư vào dung dịch AlO
2
-
là thấy
xuất hiện kết tủa keo trắng.
Nắm vững được những phản ứng này là điều kiện cần để giải quyết tốt các
bài tập dạng trên đây. Mỗi dạng bài cụ thể ta lại có những mẹo nhỏ riêng để giải
quyết nó.
II. Một số định luật được sử dụng
Học sinh cần vận dụng linh hoạt các định luật thường dùng trong hoá học,
đặc biệt là định luật bảo toàn nguyên tố: Số mol từng nguyên tố trước và sau phản
ứng không đổi.
III. Một số dạng bài tập cụ thể
1. Dạng bài muối Al
3+
tác dụng với dung dịch OH
-
Al
3+
+ 3OH
-
Al(OH)
OH
Al
n
T
n
−
+
=
+) Nếu T ≤ 3: Chỉ xảy ra (4) và chỉ tạo Al(OH)
3
↓. (Al
3+
dư nếu T < 3)
Khi đó
3
( )
3
OH
Al OH
n
n
−
=
(Theo bảo toàn OH
-
)
+) Nếu 3 < T < 4: Xảy ra (4) và (5). Tạo hỗn hợp Al(OH)
3
↓ và [Al(OH)
4
3,5
2
T
+
= =
thì
3
3
4
( )
[ ( ) ]
2
Al
Al OH
Al OH
n
n n
+
−
= =
+) Nếu T ≥ 4: Chỉ xảy ra (5) và chỉ tạo [Al(OH)
4
]
-
(OH
-
dư nếu T > 4)
Khi đó:
3
4
4
]
Ban đầu: 0,1 0,05
Phản ứng: 0,05 ← 0,05 0,05
Sau phản ứng: 0,05 0 0,05
Vậy sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được:
0,05 mol Al(OH)
3
↓ m
↓
= 0,05 . 78 = 3,9 g
0,05 mol Na[Al(OH)
4
]
Cách 2: Vận dụng tỉ lệ T
OH
n
−
=
0,35 mol,
3
Al
n
+
=
0,1 mol
3
OH
Al
Al
Al OH
Al OH
n
n n
+
−
= =
= 0,05 mol
So sánh 2 cách giải trên ta thấy cách 2 giải nhanh hơn rất nhiều, giúp các em
tiết kiệm thời gian và công sức. Việc lập hệ phương trình lại rất đơn giản, các em
chỉ cần nhớ công thức của sản phẩm là có thể giải quyết tốt bài toán dạng này.
VD 2: Cho 450 ml dung dịch KOH 2M tác dụng với 100 ml dung dịch Al
2
(SO
4
)
3
1M được dung dịch X. Tính nồng độ mol/l các chất trong dung dịch X?
Giải
OH
n
−
=
0,9 mol,
3
Al
n
+
=
C
M
(K[Al(OH)
4
]) =
0,2
0,36
0,45 0,1
M≈
+
C
M
(KOH) =
0,1
0,18
0,45 0,1
M≈
+
VD 3: Dung dịch A chứa 16,8g NaOH cho tác dụng với dung dịch chứa 8g
Fe
2
(SO
4
)
3
. Thêm tiếp vào đó 13,68g Al
2
(SO
4
)
hết, OH
-
dư
3
3
( )Fe OH
Fe
n n
+
= =
0,04 mol;
3
Al
n
+
=
0,08 mol;
OH du
n
−
=
0,42 – 0,04 . 3 = 0,3 mol
3
OH
Al
n
T
n
−
2
SO
4
]) = 0,36M
b) Bài toán ngược
Đặc điểm: Biết số mol của 1 trong 2 chất tham gia phản ứng và số mol kết tủa.
Yêu cầu tính số mol của chất tham gia phản ứng còn lại.
*Kiểu 1: Biết số mol Al(OH)
3
, số mol Al
3+
. Tính lượng OH
-
.
Cách làm:
Nếu số mol Al(OH)
3
= số mol Al
3+
: cả 2 chất phản ứng vừa đủ với nhau tạo
Al(OH)
3
. Khi đó:
3
( )
3
Al OH
OH
n n
−
[Al(OH)
4
]
-
:
Ta có:
3
3
4
( )
[ ( ) ]
Al OH
Al OH Al
n n n
− +
= −
3
4
( )
[ ( ) ]
3 4
Al OH
OH Al OH
n n n
− −
= +
VD1: Cho 0,5 lít dung dịch NaOH tác dụng với 300ml dung dịch Al
2
(SO
4
4
]
-
: 0,12 – 0,02 = 0,1 mol
NguyÔn Nh Lan Ph¬ng
8
S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Trêng THPT T©n Yªn sè 1
Số mol OH
-
= 3 . 0,02 + 4 . 0,1 = 0,46 mol
C
M
(NaOH) = 0,92M
VD2: Cho V lít dung dịch NaOH 0,4M tác dụng với 58,14g Al
2
(SO
4
)
3
thu được
23,4g kết tủa. Tìm giá trị lớn nhất của V?
Giải
Số mol Al
3+
= 0,34 mol.
Số mol Al(OH)
3
= 0,3 mol < số mol Al
3+
nên có 2 trường hợp xảy ra.
. Tính số mol Al
3+
.
Cách làm: So sánh số mol OH
-
của bài cho với số mol OH
-
trong kết tủa.
Nếu số mol OH
-
của bài cho lớn hơn số mol OH
-
trong kết tủa thì đã có hiện
tượng hoà tan kết tủa.
Sản phẩm của bài có Al(OH)
3
và [Al(OH)
4
]
-
3
4
( )
[ ( ) ]
3
4
Al OH
OH bai
Al OH
thu được 0,2 mol Al(OH)
3
.
Thêm tiếp 0,9 mol NaOH thấy số mol của Al(OH)
3
là 0,5. Thêm tiếp 1,2 mol
NaOH nữa thấy số mol Al(OH)
3
vẫn là 0,5 mol. Tính x?
Giải
0,6 0,9 1,2 2,7
OH
n mol
−
= + + =
∑
;
3
( )Al OH
n =
0,5
Số mol OH
-
trong kết tủa là 1,5 mol < 2,7 mol có tạo [Al(OH)
4
]
-
NguyÔn Nh Lan Ph¬ng
9
3+
tác dụng với lượng OH
-
khác
nhau mà
lượng kết tủa không thay đổi hoặc thay đổi không tương ứng với sự thay đổi OH
-
,
chẳng hạn như:
TN1: a mol Al
3+
tác dụng với b mol OH
-
tạo x mol kết tủa.
TN2: a mol Al
3+
tác dụng với 3b mol OH
-
tạo x mol kết tủa hoặc 2x mol kết tủa.
Khi đó, ta kết luận:
TN1: Al
3+
còn dư và OH
-
hết.
3
( )
3
OH
−
= − =
VD: TN1: Cho a mol Al
2
(SO
4
)
3
tác dụng với 500ml dung dịch NaOH 1,2M được m
gam kết tủa.
TN2: Cũng a mol Al
2
(SO
4
)
3
tác dụng với 750ml dung dịch NaOH 1,2M thu được m
gam kết tủa.
Tính a và m?
Giải
Vì lượng OH
-
ở 2 thí nghiệm khác nhau mà lượng kết tủa không thay đổi nên:
TN1: Al
3+
dư, OH
-
hết.
Số mol OH
-
+
=
∑
0,2 + 0,075 = 0,275 mol
Số mol Al
2
(SO
4
)
3
= 0,1375 mol = a.
2. Dạng bài cho H
+
tác dụng với dung dịch AlO
2
-
hay [Al(OH)
4
]
-
:
Biết số mol Al(OH)
3
, số mol [Al(OH)
4
]
-
. Tính lượng H
+
.
[ ( ) ]
Al OH
Al OH
n n
−
<
thì có 2 trường hợp:
+) Chưa có hiện tượng hoà tan kết tủa hay [Al(OH)
4
]
-
còn dư. Khi đó sản
phẩm chỉ có Al(OH)
3
và
3
( )Al OH
H
n n
+
=
= số mol OH
-
bị mất từ [Al(OH)
4
]
-
.
+) Có hiện tượng hoà tan kết tủa hay [Al(OH)
4
bị mất từ [Al(OH)
4
]
-
(Từ [Al(OH)
4
]
-
Al(OH)
3
: mất 1 OH
-
nên cần 1 H
+
.
Từ [Al(OH)
4
]
-
Al
3+
: mất 4 OH
-
nên cần 4 H
+
.)
VD3: Cho 1 lít dung dịch HCl tác dụng với 500ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH
1M và NaAlO
2
4
]
-
dư.
Khi đó:
3
( )Al OH
H
n n
+
=
= 0,4 mol
Tổng số mol H
+
đã dùng là 0,5 + 0,4 = 0,9 mol
Vậy C
M
(HCl) = 0,9M
TH2: [Al(OH)
4
]
-
hết
Khi đó: Sản phẩm có Al(OH)
3
: 0,4 mol
Al
3+
: 0,75 – 0,4 = 0,35 mol
2
Sau đó: Al + MOH + H
2
O MAlO
2
+ 3/2 H
2
Từ số mol của M cũng là số mol của MOH và số mol của Al ta biện luận để
biết Al tan hết hay chưa.
+Nếu n
M
= n
MOH
≥ n
Al
Al tan hết
+Nếu n
M
= n
MOH
< n
Al
Al chỉ tan một phần.
+Nếu chưa biết số mol của M và của Al, lại không có dữ kiện nào để khẳng
định Al ta hết hay chưa thì phải xét hai trường hợp: dư MOH nên Al tan hết hoặc
thiếu MOH nên Al chỉ tan một phần. Đối với mỗi trường hợp ta lập hệ phương
trình đại số để giải.
Nếu bài cho hỗn hợp Al và Ca hoặc Ba thì quy về hỗn hợp kim loại kiềm và
S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Trêng THPT T©n Yªn sè 1
2Na H
2
2Al 3H
2
x 0,5x y 1,5y
Tổng số mol H
2
= 0,5x + 1,5y = 7
x = 2 y = 4
Vậy hỗn hợp X có 2 mol Na; 4 mol Al
%(m) Na = 29,87%; %(m)Al = 70,13%
Một số bài tập tham khảo
Câu 1. Một hỗn hợp gồm Na, Al có tỷ lệ số mol là 1: 2. Cho hỗn hợp này vào
nước. Sau khi kết thúc phản ứng thu được 8,96 lít H
2
(đktc) và chất rắn không tan.
Khối lượng chất rắn là:
A. 5,6g B. 5,5g C. 5,4g D. 10,8g
Câu 2. Trộn một dung dịch chứa a mol NaAlO
2
với một dung dịch chứa b mol
HCl. Để có kết tủa sau khi trộn thì:
A. a = b B. a = 2b C . b < 4a D. b < 5a
Câu 3. Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al
2
(SO
4
)
với 120 ml dd NaOH. Lọc lấy kết tủa
và nung đến hoàn toàn được 2,04g chất rắn.
TN2: Trộn 100 ml dd Al
2
(SO
4
)
3
với 200 ml dd NaOH. Lọc lấy kết tủa và nung đến
khối lượng không đổi được 2,04g chất rắn. Tính nồng độ của các dd Al
2
(SO
4
)
3
và
dd NaOH ở trên.
A. 1M và 0,3M B. 1M và 1M
C. 0,3M và 1M D. 0,5M và 1M
NguyÔn Nh Lan Ph¬ng
13
S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Trêng THPT T©n Yªn sè 1
Câu 6. Cho a mol AlCl
3
vào dd chứa 0,6 mol NaOH, cũng cho a mol AlCl
3
vào dd chứa 0,9 mol NaOH thì thấy lượng kết tủa tạo ra bằng nhau. Tính a?
A. 0,275 B. 0,2 C. Cả A và B D. Kết quả khác
Câu 7. Cho 200 ml dung dịch NaOH vào 200 ml dung dịch 200 ml dung dịch
AlCl
A. 11,5g B. 6,72g C. 18,25g D. 15,1g
C. THỰC NGHIỆM
NguyÔn Nh Lan Ph¬ng
14
S¸ng kiÕn kinh nghiÖm Trêng THPT T©n Yªn sè 1
Tôi đã tiến hành thực nghiệm với học sinh của lớp 12 A8 (lớp thực nghiệm)
và 12 A5 (lớp đối chứng) trường THPT Tân Yên số 1 với 10 câu hỏi trắc nghiệm
trong thời gian 18 phút trước và sau khi hướng dẫn các em cách giải này. Kết quả
như sau: (Lấy thang điểm 10)
Điểm 12 A5 (lớp đối chứng) 12 A8 (lớp thực nghiệm)
Số HS % Số HS %
Giỏi: 9 - 10 7 14,28 10 21,28
Khá: 7 – 8 14 28,57 18 38,30
TB: 5 – 6 19 38,78 14 29,79
Yếu, kém: < 5 9 18,37 5 10,63
=
∑
49
=
∑
100
=
∑
47
=
∑
100
*Đánh giá kết quả thực nghiệm
Tôi có tham khảo ý kiến của các em học sinh về cách giải bài ở hai lớp. Với
lớp 12 A5 (Lớp đối chứng), đa số các em giải theo cách thông thường là viết và
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………….…
2. Đánh giá, xếp loại của Hội đồng khoa học cấp ngành
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………………….…
NguyÔn Nh Lan Ph¬ng
17