Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
PHÒNG GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO BÁ THƯỚC
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP "TÌM CÔNG THỨC
HÓA HỌC CỦA CÁC CHẤT CÔ CƠ"
1
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Người thực hiện: Lê Văn Tuân
Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường THCS Lương Ngoại
SKKN thuộc môn: Hóa Học
A - PHẦN MỞ ĐẦU
Để việc giảng dạy và bồi dưỡng học sinh môn Hóa học THCS nói riêng
và việc nâng cao chất lượng giáo dục THCS nói chung, giáo viên phải có hệ
thống bài tập và phương pháp phù hợp với đặc trưng bộ môn. Nhằm mục đích
học sinh có hứng thú học tập và cảm giác thích học, muốn tìm tòi, khám phá
những điều chưa biết một cách có hệ thống khoa học. Ôn thi học sinh giỏi môn
hóa học THCS phải có một hệ thống bài tập từ kiến thức cơ bản đến nâng cao
theo một trình tự lôgic, nhằm tạo cho học sinh tính tích cực tự giác ham học hỏi.
Dạng bài tập "tìm công thức hóa học của các chất vô cơ". rất phong phú
và đa dạng, mang nội dung vô cùng quan trọng trong việc nghiên cứu bộ môn
Hóa học. Đối với học sinh THCS cụ thể là học sinh lớp 8,9 khả năng tư duy về
hóa học đang còn hạn chế, vì lượng kiến thức lĩnh hội chưa nhiều, nên chưa có
nhiều kĩ năng tư duy, khả năng đột phá chưa cao, qua giảng dạy và bồi dưỡng
học sinh giỏi nhiều năm học sinh rất lúng túng, nhất là giải quyết bài tập xác
định công thức hóc học. Trong khi loại bài tập này hầu như năm nào cũng có
trong các đề thi học sinh giỏi các cấp.
2
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Thực trạng chung: Trường THCS Lương ngoại là trường thuộc xã đặc biệt
khó khăn. Hầu hết gia đình thuần nông, điều kiện học tập của học sinh còn hạn
chế, các em chưa có nhiều động lực trong học tập, phần lớn học sinh học chưa
tốt, nhất là các môn tự nhiện. Số học sinh học được và chăm học môn hóa học
rất ít. Qua khảo sát thực tế và thông qua giảng dạy nhiều năm cho thấy nhiều
học sinh còn rất lúng túng, nhất là khi giải quyết các bài toán biện luận xác định
công thức hóa học, học sinh làm rất yếu, hầu hết học sinh rất ngại học khi phải
4
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
làm dạng bài tập này. Vì vậy học sinh rất thụ động và không có hứng thú trong
các buổi học bồi dưỡng học sinh giỏi.
Đối với học sinh: Số lượng học sinh rất ít, số học sinh học được cũng
không nhiều, mỗi năm ôn thi học sinh giỏi chỉ có hai đến ba học sinh tham gia,
khả năng tư duy còn hạn chế, sư nhanh nhẹn không có, nếu giáo viên dạy mà
không có phương pháp, không có nội dung và hệ thông kiến thức phù hợp với
các em, thì các em hoc sinh sẽ không có hứng thú theo học và không có phương
pháp học ôn phù hợp với khả năng nhận biết của mình.
Từ những hạn chế đó, tôi không ngừng học hỏi và tìm ra những phương
pháp, những nội dung dạy phù hợp với tình hình thực tế của nhà trường cụ thể là
phù hợp với sự nhận thức của học sinh. Từ những kinh nghiệm của mình cùng
với sự tiến bộ dần dần của học sinh đến nay tôi đưa ra mảng kinh nghiệm
phương pháp giải các bài tập tìm công thức hóa học của các chất vô cơ.
III. GIẢI PHÁP VÀ TỔ CHỨC THỰC HIỆN
Phương pháp giải bài tập tìm công thức hóa học được chia thành các dạng
chính sau:
1. Tìm công thức hóa học của chất khi biết hóa trị của nguyên tố trong hợp chất.
2. Biện luận tìm các chất kim loại kiềm, kiềm thổ thuộc hai chu kỳ liên tiếp
nhau.
3. Biện luận khả năng xảy ra đối với các chất ban đầu đã cho.
4. Biện luận các khả năng có thể xảy ra đối với các chất tạo thành trong phản
dịch H
2
SO
4
0,3M. Để trung hòa lượng axit dư cần dùng 60 ml dung dịch NaOH
0,5M, Xác định tên kim loại?
Giải:
Gọi R là công thức hóa học của kim loại hóa trị II
Gọi a là số mol của R
Số mol của H
2
SO
4
= 0,25.0,3 = 0,075
Số mol của NaOH = 0,06.0,5 = 0,03
PTHH: R + H
2
SO
4
RSO
4
+ H
2
(1)
6
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
amol amol amol
H
2
SO
O 2MOH (1)
amol 2amol
MOH + HCl MCl + H
2
O (2)
Phần1: amol amol
Do phần làm giấy quỳ tím hóa xanh nên dung dịch MOH còn dư nên HCl
phản ứng hết nên theo PTHH (1) (2) ta có a > 0,09
mà n
M2O
=
3
2 16M +
= a
⇒
3
2 16M +
> 0,09 suy ra M < 8,67
Là kim loại kiềm nên: M là Li
Ví dụ 3: Hòa tan 8,7 gam một hỗn hợp gồm K và một kim loại M thuộc phân
nhóm chính nhóm II trong dung dịch HCl dư thì thấy có 5,6 dm
3
H
2
( ĐKTC).
7
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
2
+ H
2
↑
9/
M
(mol) → 9/
M
Theo đề bài:
9 11
22,4M
<
⇒ M > 18,3 (1)
Mặt khác:
39 . 8,7 39(0,5 2 ) 8,7
2 0,5 0,5 2
a b M b bM
a b a b
+ = − + =
⇔
+ = = −
⇒ b =
10,8
78 M−
Vì 0 < b < 0,25 nên suy ra ta có :
10,8
(ở
đktc). Để trung hòa lượng axit còn dư phải dùng 50ml dung dịch NaOH 2M
a) Xác định 2 muối ban đầu
b) Tính % về khối lượng của mỗi muối trên.
DẠNG 2: BIỆN LUẬN TÌM CÁC CHẤT KIM LOẠI KIỀM, KIỀM THỔ
THUỘC HAI CHU KỲ LIÊN TIẾP NHAU
Phương pháp giải: Có thể đưa các bài toán này về dạng biện luận trong giải
hệ phương trình, tuy nhiên bài giải sẽ dài dòng còn phải thêm bước biện luận.
Với dạng toán này, phương pháp công thức trung bình rất hữu hiệu.
Phương pháp này là phương pháp quy hỗn hợp về một chất đại diện, do vậy các
phản ứng xảy ra đối với hỗn hợp xem như chỉ xảy ra với chất đại diện này.
Lưu ý: trong phương pháp công thức trung bình, các số liệu về hỗn hợp
(số mol, khối lượng, thể tích) xem như là số liệu riêng của chất đại diện.
Ví dụ 1: Hòa tan 28,4 g hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại kiềm thổ
bằng dung dịch HCl dư được 10 lít khí (54,6
0
C và 0,8604atm) và dung dịch X.
a) Tính tổng số gam các muối trong dung dịch X.
b) Xác định hai kim loại trên nếu chúng thuộc hai chu kì liên tiếp.
Giải:
a) Gọi công thức trung bình 2 muối cacbonat trên là ACO
3
Gọi a là số mol của hỗn hợp 2 muối này
Ta có phản ứng:
ACO
3
+ 2 HCl ACl
2
+ H
tủa. Xác định 2 kim loại kiềm và công thức của muối sắt clorua.
Giải:
Đặt công thức tổng quát của hỗn hợp hiđroxit là ROH, số mol là a (mol)
Thí nghiệm 1:
m
hh
=
10 8
100
⋅
= 0,8 gam
ROH + CH
3
COOH → CH
3
COOR + H
2
O (1)
1 mol 1 mol
suy ra :
0,8 1,47
17 59R R
=
+ +
⇒
R
≈ 33
vậy có 1kim loại A > 33 và một kim loại B < 33
Vì 2 kim loại kiềm liên tiếp nên kim loại là Na, K
Có thể xác định độ tăng khối lượng ở (1) : ∆m = 1,47 – 0,8=0,67 gam
7,2 (g) 6,48 (g)
suy ra ta có:
( 17) 56 17
7,2 6,48
33
R x x
R
+ +
=
=
giải ra được x = 2
Vậy công thức hóa học của muối sắt clorua là FeCl
2
Ví dụ 3: X là hỗn hợp 3,82 gam gồm A
2
SO
4
và BSO
4
biết khối lượng nguyên
tử của B hơn khối lượng nguyên tử của A là1 đvC. Cho hỗn hợp vào dung dịch
BaCl
2
vừa đủ,thu được 6,99 gam kết tủa và một dung dịch Y.
a) Cô cạn dung dịch Y thì thu được bao nhiêu gam muối khan
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có:
2
( )ACl BCl
m
+
=
3,82 + (0,03. 208) – 6,99 = 3,07 gam
b)
3,82
127
0,03
X
M = ≈
Ta có M
1
= 2A + 96 và M
2
= A+ 97
Vậy :
2 96 127
97 127
A
A
+ >
+ <
(*)
c) Nếu biết hai kim loại trong muối là hai kim loại kiềm thổ thuộc hai chu kỳ
liên tiếp, hãy xác định công thức các muối.
DẠNG 3 : BIỆN LUẬN CÁC KHẢ NĂNG XẢY RA ĐỐI VỚI CÁC CHẤT BAN
ĐẦU ĐÃ CHO
* Đây là dạng toán thường gặp khi chất ban đầu chưa xác định được cụ thể
tính chất hóa học (là kim loại hoạt động hay kém hoạt động ) nên ta phải xét
từng khả năng có thể xảy ra với chúng. Giải bài toán theo nhiều trường hợp và
chọn ra kết quả phù hợp.
Ví dụ 1: Cho 7,22gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại M có hóa trị không đổi.
Chia hỗn hợp làm 2 phần bằng nhau. Hòa tan hết phần 1 trong dung dịch axit
HCl được 2,128(lít) H
2
. Hòa tan phần 2 trong dung dịch HNO
3
thì tạo ra
1,792(lít) NO duy nhất đo (ĐKTC)
a) Xác định kim loại M.
b)Tìm % khối lượng mỗi kim loại trong X.
12
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Giải:
Khối lượng ½ hỗn hợp:
2
22,7
= 3,61(g),
n
H
2
=
↑
(2)
Fe + 4HNO
3
→
Fe(NO
3
)
3
+ NO
↑
+2H
2
O (3)
3M + 4nHNO
3
→
3M(NO
3
)
n
+ nNO
↑
+2nH
2
O (4)
Gọi
n
Fe = x,
n =2
⇒
M=18(loại )
n=3
⇒
M=27(chọn )(Al)
13
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
m
Fe=56.0,05=2,8(g)
n
Al=0,09/3=0,03
⇒
m
Al=0,03.27=0,81(g)
%Fe=
61,3
100.8,2
=77,56%
%Al=100-77,56=22,44%
* Trường hợp 2: M là kim loại đứng sau (H) trong dãy hoạt động hóa học.
Phần 1: n Fe = n H
2
= 0,095mol
Suy ra khối lượng của Fe = 0,095.56= 5,32> 3,16: vô lí!
Ví dụ 2: Hỗn hợp A gồm CuO và một oxit của kim loại hóa trị II (không đổi)
có tỉ lệ mol 1: 2.
Cho khí H
2
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
RO + H
2
→ R + H
2
O
2a 2a
3Cu + 8HNO
3
→ 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO ↑ + 4H
2
O
a
8
3
a
3R + 8HNO
3
→ 3R(NO
3
)
2
+ 2NO ↑ + 4H
2
O
2a
2
→ Cu + H
2
O
a a
3Cu + 8HNO
3
→ 3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO ↑ + 4H
2
O
a 8a/3
RO + 2HNO
3
→ R(NO
3
)
2
+ 2H
2
O
2a 4a
Theo đề bài :
8
0,015
4 0,1
3
15
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Bài 2. Nhiệt phân hoàn toàn 4,7gam một muối nitrat của kim loại M thu được 2g
một chất rắn. Xác định công thức của muối đã dùng.
Bài 3. Có một hỗn hợp gồm một oxit kim loại hóa trị II và một oxit kim loại hóa
tri III với tỉ lệ số mol tương ứng là 2:1.
Chia 32,2g hỗn hợp oxit này làm hai phần bằng nhau.
* Nung nóng phần I trong một ống sứ rồi cho luồng CO dư đi qua, thu được
một chất rắn nặng 12,1g.
* Phần 2 cho tác dụng với dung dịch NaOH loãng, dư thấy sau phản ưng còn
lại 8g một chất rắn không tan.
Xác định công thức của hai oxit đã dùng. Cho hiệu suất các phản ứng đạt 100%.
DẠNG 4: TIM CÔNG THỨC HÓA HỌC BẰNG CÁCH BIỆN LUẬN CÁC KHẢ
NĂNG XẢY RA ĐỐI VỚI CHẤT TẠO THÀNH SAU PHẢN ỨNG
* Áp dụng đối với những bài toán mà chất tạo thành trong phản ứng do chưa
xác định được tính chất hóa học rõ ràng (là kim loại hoạt động hay kém hoạt
động), do đó học sinh thường lúng túng khí viết các phản ứng tiếp theo sau đó,
hoặc thường gặp hơn là tự ý cho các chất phản ứng với nhau trongb khi chưa áp
dụng được khả năng phản ứng của chúng như thế nào.
Phương pháp: Gặp dạng toán này ta cũng phải chia từng trường hợp có thể
xảy ra đối với chất chưa xác định được khả năng phản ứng rồi giải để chọn
trường hợp phù hợp.
Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 20g hỗn hợp gồm MgCO
3
và RCO
3
(tỉ lệ mol 1:1)
bằng dung dịch HCl. Lượng khí CO
2
sinh ra hấp thụ hoàn toàn bởi 200ml dung
+ H
2
O
a a
Số mol CO
2
thu được = 2a
Số mol NaOH đã dùng = 2,5.0,2 = 0,5
Số mol kết tủa BaCO
3
hình thành = 39,4:197=0,2
Có 2 khả năng xảy ra đối với dung dịch A
Trường hợp 1: A chỉ chứa Na
2
CO
3
(xmol)
Các phản ứng:
CO
2
+ 2NaOH Na
2
CO
3
+ H
2
O
x x
Na
2
CO
2
+ NaOH NaHCO
3
y y
Na
2
CO
3
+ BaCl
2
BaCO
3
+ 2NaCl
x x
Ta có hệ: 84a + a(R+60) = 20
2x+ y = 0,5
x+y = 2a
x = 0,2
17
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Giải ra ta được a= 0,15 và R= - 10,6 (loại)
b) % MgCO
3
=84.0,1.100%:20 = 42% và %FeCO
3
= 58%
Bài tập vận dụng:
Bài 1. Hoà tan 115, 3 gam hỗn hợp gồm MgCO
3
nóng. Lượng khí SO
2
sinh ra được hấp thụ hết bởi 45ml dung dịch NaOH 0,2M
cho dung dịch chứa 0,608 g muối. Xác định kim loại nói trên.
Bài 3. Nung 8,08g một muối A thì thu được sản phẩm khí và 1,6g hợp chất rắn
không tan trong nước. nếu cho sản phẩm khí trên đi qua 200g dung dịch
NaOH.1,2% ở điều kiện xác định thì vừa đủ và thu được dung dịch muối có
nồng độ 2,47%.
Tìm công thức phân tử của muối A, biết khi nung số oxi hóa của kim loại A
không đổi.
Bài 4. Cho 23,9 g hỗn hợp gồm MgCO
3
và RCO
3
tác dụng với 100g dung dịch
H
2
SO
4
loãng chưa rõ nồng độ. Sau phản ứng thu được dung dịch A; chất rắn B
và 1,68 lít CO
2
(đktc). Cô cạn dung dịch A được 3 gam muối khan, còn nung
chất rắn B tới khối lượng không đổi được 20,3g chất rắn C và Vlit CO
2
(819
0
C;
1atm).
a) Tính nồng đọ phần trăm dung dịch H
Gợi ý: Đặt công thức của kim loại và gọi hóa trị của kim loại, từ dữ kiện bài
ra lập hệ phương trình, rồi biện luận theo hóa trị và tìm kết quả phù hợp.
Giải:
Gọi M là tên kim loại và n là hóa trị của nó
Giọi a là số mol M đã dùng, ta có phản ứng:
2M + 2nHCl 2MCl
n
+ n H
2
a 2a
Ta có hệ: aM = 11,7 (1)
an = 0,18.2 = 0,36 (2)
Lấy (1):(2) ta được M= 32,5n
Xét bảng sau:
n 1 2 3
M 32,5 65 97,5
Chỉ có n =2 ứng với M=65 là phù hợp
Vậy M là Zn
19
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Ví dụ 2: Hòa tan một kim loại chưa biết hóa trị trong 500ml dd HCl thì thấy
thoát ra 11,2 dm
3
H
2
( ĐKTC). Phải trung hòa axit dư bằng 100ml dd Ca(OH)
2
1M. Sau đó cô cạn dung dịch thu được thì thấy còn lại 55,6 gam muối khan. Tìm
theo các PTPƯ ta có :
55,6 (0,1 111) 44,5
x
RCl
m gam
= − ⋅ =
ta có :
1
x
⋅( R + 35,5x ) = 44,5 ⇒ R = 9x
X 1 2 3
R 9 18 27
Vậy kim loại thoã mãn đầu bài là nhôm Al ( 27, hóa trị III )
Ví dụ 3: Khi làm nguội 1026,4 gam dung dịch bão hòa R
2
SO
4
.nH
2
O ( trong
đó R là kim loại kiềm và n nguyên, thỏa điều kiện 7< n < 12 ) từ 80
0
C xuống
10
0
C thì có 395,4 gam tinh thể R
2
SO
4
.nH
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Khối lượng dung dịch bão hoà tại thời điểm 10
0
C:
1026,4 − 395,4 = 631 gam
ở 10
0
C, S(R
2
SO
4
) = 9 gam, nên suy ra:
109 gam ddbh có chứa 9 gam R
2
SO
4
vậy 631 gam ddbh có khối lượng R
2
SO
4
là :
631 9
52,1
109
gam
⋅
=
khối lượng R
3
được 14,35 kết tủa.
a) Viết phản ứng xảy ra ở dạng tổng quát
b) Xác định muối đã dùng.
Bài 3: Cho 11,7g một kim loịa hóa trị II tác dụng với 350ml dung dịch HCl
1M. Sau khi phản ứng xong thấy kim loịa vẫn còn dư. Cũng lượng kim loại này
nếu tác dụng với 200ml dung dịch HCl 2M. Sau khi phản ứng xong thấy axit
vẫn còn dư. xác định kim loại nói trên.
21
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Bài 4: Một hỗn hợp A gồm M
2
CO
3
, MHCO
3
, MCl (M là kim loại kiềm)
Cho 43,71 gam A tác dụng hết với V ml (dư) dung dịch HCl 10,52%
(d=105g/ml) thu được dung dịch B và 17,6 gam khí C. Chia B làm hai phần
bằng nhau.
Phần 1 phản ứng vừa đủ với 125ml dung dịch KOH 0,8M, cô cạn dung dịch
thu được m (gam) muối khan.
Phần 2 tác dụng hoàn toàn với AgNO
3
, dư thu được 68,88 gam kết tủa
trắng.
a) Tính khối lượng nguyên tủ của M
b) Tính % về khối lượng các chất trong A
c) Tính giá trị của V và m
d) Lấy 10,93 gam hỗn hợp A rồi nung nhẹ đến khi không còn khí thoát ra.
Khi đã áp dụng SKKN
9
5% 44.5% 35,5% 25%
* Đối với học sinh ôn thi đội tuyển hoc sinh giỏi lớp 8,9
Năm học
Số
HS
Cấp trường Cấp huyện
Không đạt Đạt HSG Không đạt Đạt HSG
2009 - 2010
Khi chưa áp dụng SKKN
5 3 2 4 1
2010 - 2011
Khi đã áp dụng SKKN
5 2 3 3 2
2011 - 2012
Khi đã áp dụng SKKN
5 1 4 2 3
2012 2013
Khi đã áp dụng SKKN
6 0 6 0 6
Trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi đã vận dụng đề tài này và rút ra
một số kinh nghiệm thực hiện như sau:
Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho mỗi dạng bài tập cần bồi dưỡng
cho học sinh. Xây dựng được nguyên tắc và phương pháp giải các dạng bài toán
đó.
Tiến trình bồi dưỡng kỹ năng được thực hiện theo hướng đảm báo tính kế
thừa và phát triển vững trắc. Sau mỗi dạng tôi luôn chú trọng đến việc kiểm tra,
đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm và nhấn mạnh những sai sót mà học
sinh thường mắc phải.
THỦ TRƯƠNG ĐƠN VỊ Thanh hóa, ngày 20 tháng 3 năm 2013
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác
Người viết
24
Liên hệ: Nguyễn Văn Hùng ĐT:0946734736; Mail: [email protected]
Lê Văn Tuân
TÀI LIỆU THAM KHẢO:
1. 500 bài tập hóa học(lí thuyết và bài toán) - Đào Hữu Vinh - NXBGD.
2. Chuyên đề bồi dưỡng Hóa học 8-9 - Lê Xuân Trọng.
3. Giới thiệu đề thi tuyển sinh từ năm 2001 đến năm 2006. Đào Hữu Vinh-
Nguyễn Hữu Thạc. NXB Hà Nội.
4. Bài tập nâng cao Hóa 9 - Lê Xuân Trọng - NXBGD 2004.
5.Tuyển tập 108 bài toán nâng cao hóa lớp 9- Hoàng Vũ-NXB Hà Nội
6.Chuyên đề bồi dưỡng hóa học cấp 3 - Nguyễn Đình Độ - NXB Đà Nẵng.
25