CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
Chuyên đề : SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP
TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
A. PHẦN MỞ ĐẦU
I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Qua những năm giảng dạy ở nhà trường, tôi nhận thấy:
Trong quá trình dạy và học môn Hóa học, bên cạnh nắm vững lý thuyết thì
việc làm bài tập hóa học được coi là một phần không thể thiếu trong việc củng cố kiến
thức, rèn luyện những kĩ năng cơ bản của người lĩnh hội kiến thức, cụ thể là học sinh.
Tôi nhận thấy nhất là đối với học sinh lớp 10 (đa phần học sinh), khi vừa từ học sinh
trung học cơ sở lên học sinh trung học phổ thông các em chưa tự rèn luyện sâu kĩ năng
làm bài tập trắc nghiệm bởi những kiến thức ngày càng phong phú, đa dạng ở các lớp
học trên, hoặc là một số các em học sinh lớp 11, 12 với nhiều lí do khi làm dạng bài
tập trắc nghiệm chưa nắm vững được mục tiêu đề bài đặt ra, không nhận ra phương
pháp giải quyết bài tập đó sao cho hiệu quả.Vì vậy việc lựa chọn phương pháp thích
hợp để giải bài tập trắc nghiệm rất có ý nghĩa.
Để đạt được mục tiêu trên, đội ngũ giáo viên là những bậc thầy cô giữ vai trò rất quan
trọng, là người trực tiếp chỉ bảo hướng dẫn cho các em nhận biết được dạng bài tập
này sẽ lựa chọn bằng phương pháp này phù hợp hoặc bằng phương pháp kia ( một
trong số các phương pháp giải nhanh hoặc đôi lúc có thể kết hợp nhiều phương pháp
trong cùng một bài tập). Hiện nay trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng việc
đưa loại bài tập trắc nghiệm có nhiều lựa chọn vào các kì thi được áp dụng phổ biến vì
nó có nhiều ưu điểm:
+ Gây được niềm vui hứng thú học tập của học sinh.
+ Học sinh có thể tự kiểm tra, đánh giá kết quả học tập của mình một cách nhanh
chóng qua các bài kiểm tra trên lớp, trong các kì thi học kì, cao đẳng, đại học, hoặc
trong một bài trắc nghiệm của sách tham khảo, trên mạng Internet.
Thời gian làm bài đối với dạng bài tập trắc nghiệm trung bình khoảng từ 1 phút
(n) Tím
Trắng
B C
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
II. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Hệ thống một số bài tập trắc nghiệm được giải bằng phương pháp bảo toàn electron.
III. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Đưa ra cách giải nhanh bài tập trắc nghiệm liên quan đến kiến thức lớp 10, 11, 12
bằng phương pháp bảo toàn electron để áp dụng vào các giờ làm bài tập trắc nghiệm
nhằm giúp cho học sinh nâng cao kiến thức, biết cách lựa chọn đưa ra phương hướng
giải quyết phù hợp, giúp học sinh nhìn nhận một bài toán không chỉ có một cách làm
mà có thể làm bằng nhiều cách, và vì vậy học sinh sẽ rất thích thú khi chọn cách nhanh
nhất, hữu hiệu nhất, từ đó nâng cao được việc dạy và học, đạt đến chất lượng tốt trong
các kì thi, kiểm tra.
IV. NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
- Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài về một số dạng bài tập áp dụng phương pháp
bảo toàn electron.
- Đưa ra một trong những phương pháp giải nhanh, đó là “ phương pháp bảo toàn
electron” nhằm thấy được sự hữu hiệu của việc giải nhanh, tiết kiệm thời gian làm bài,
kết quả chính xác.
Trường THPT Tam Phước Trang:2
A
bài tập trắc nghiệm liên quan
Định luật bảo toàn electron giúp giáo viên và học sinh:
Giải rất nhanh nhiều bài tập, kể cả bài tập có nhiều chất oxi hoá và chất khử tham gia
phản ứng vì theo phương pháp này chúng ta không cần viết các phương trình phản ứng
xảy ra và dĩ nhiên liên quan đến việc không cần cân bằng các phương trình phản ứng.
2. Thực trạng trước khi thực hiện các giải pháp của chuyên đề
2.1. Thuận lợi
Hiện nay có nhiều sách tham khảo, ngay cả trên mạng internet cũng có các
phương pháp làm bài tập trắc nghiệm hiệu quả và nhanh gọn.
2.2. Khó khăn:
Ở bộ môn hóa học, bài tập rất đa dạng và phong phú nhưng theo phân phối chương
trình hóa học phổ thông không đề cập sâu đến các định luật bảo toàn giúp các em học
sinh có thể đọc và nghiên cứu trước khi vận dụng. Học sinh thường rất lúng túng khi
nhận dạng các dạng bài tập và cách giải các bài toán.
II. VẬN DỤNG GIẢI PHÁP CHUYÊN ĐỀ ĐƯA VÀO THỰC TIỄN
1. Cơ sở phương pháp:
• Biết : Phản ứng oxi hóa khử.
• Tổng số electron nhường = Tổng số electron nhận.
• Tổng số mol electron nhường = Tổng số mol electron nhận.
2. Một số chú ý:
• Chủ yếu áp dụng cho bài toán oxi hóa-khử các chất vô cơ.
• Có thể áp dụng cho một phương trình, nhiều quá trình hoặc toàn bộ quá trình.
• Xác định chính xác chất nhường và chất nhận electron.
• Chỉ cần xác định trạng thái đầu và trạng thái cuối số oxi hóa của nguyên tố,
không quan tâm đến trạng thái trung gian.
• Phương pháp này có thể sử dụng kèm theo các phương pháp bảo toàn khác: ví
dụ bảo toàn khối lượng hoặc bảo toàn nguyên tố.
3. Các dạng bài tập thường gặp:
1. Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp axit) loại 1.
2. Kim loại (hoặc hỗn hợp kim loại) tác dụng với axit (hoặc hỗn hợp axit) loại 2.
2+
, muối Al
3+
và H
2
. Vậy chỉ cần viết các quá trình nhường, quá trình
nhận electron để giải bài toán
Giải
Gọi x, y lần lượt là số mol của Fe và Al trong X.
Ta có:
+ Quá trình cho e:
Fe Fe
2+
+ 2e (1)
x 2x (mol)
Al Al
3+
+ 3e (2)
y 3y (mol)
+ Quá trình nhận e:
2H
+
+ 2e H
2
(3)
0,8 0,4 (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron:
Từ (1), (2), (3), ta có: 2x + 3y = 0,8 (4)
+ Theo bài ra: 56x + 27y = 11 (5)
+ Giải hệ pt (4) và (5) : x= 0,1 ; y = 0,2
O và 0,01 mol khí NO ( phản ứng không tạo NH
4
NO
3
). Tính giá
trị của m?
A. 11,34g B. 2,7g C. 27g D. 1,134g
Giải
+ Quá trình cho e:
Al Al
3+
+ 3e (1)
x 3x (mol)
+ Quá trình nhận e:
2N
+5
+ 8e 2N
+1
(2)
0,096 0,0122 (mol)
N
+5
+ 3e N
+2
(3)
0,03 0,01 (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron:
Từ (1), (2), (3), ta có: 3x = 0,03 + 0,096 = 0,126
=> x = 0,042 => m
Al
4
NO
3
Giải
Nhận xét: FeO là oxit kim loại (trong đó chứa kim loại Fe có số oxi hóa chưa cao nhất
là +2): Sản phẩm: Muối, sản phẩm khử và H
2
O+ Quá trình cho e:
Trường THPT Tam Phước Trang:5
FeO
3,24
= =0,045mol
72
n
X
0,336
= =0,015mol
22,4
n
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
Fe
2+
Fe
3+
+ 1e (1)
0,045 0,045 (mol)
- Sắt để ngoài không khí thì hỗn hợp sản phẩm có thể chứa: Fe dư, FeO, Fe
3
O
4
,
Fe
2
O
3
.
- Fe, Al, Cr thụ động trong axit HNO
3
(đặc, nguội) và H
2
SO
4
(đặc, nguội)
* Ví dụ : Cho m (g) bột Fe để ngoài không khí. Sau một thời gian thu được
11,8(g) hỗn hợp X gồm các chất Fe, FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
. Hòa tan hỗn hợp X vào dung
dịch HNO
3
loãng dư thu được 2,24 (lít) NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị m
Fe
+ m
oxi
= m
hh X
=> m
oxi
= m
hh X
- m
Fe
= 11,8 – m
=> n
oxi
= (11,8-m)/32
+ Quá trình cho e:
Fe
o
Fe
3+
+ 3e (1)
m/56 3m/56 (mol)
+ Quá trình nhận e:
O
2
+ 4e 2O
-2
(2)
Fe
2+
+ 2e (1)
x 2x (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron, ta có:
số mol electron cho = số mol electron nhận = 2x
+ Quá trình nhận e:
Cu
2+
+ 2e Cu
(2)
2x x (mol)
+ Từ (1), (2), kết hợp đề bài, ta có: (64-56)x = 34-30 =4 => x = 0,5
=> Khối lượng sắt tham gia phản ứng là: 560,5 = 28g
+ Đáp án : C
5. Bài tập áp dụng:
Bài 1: Hòa tan hoàn toàn 1,5g hỗn hợp Y gồm Al và Mg bằng dung dịch H
2
SO
4
loãng
dư thu được 1,68 lít khí H
2
(đktc). Thành phần phần trăm khối lượng kim loại Al, Mg
trong Y lần lượt là:
A. 60% ; 40% B. 50% ; 50% C. 55% ; 45% D. 55,2% ; 44,8%
Giải
Gọi x, y lần lượt là số mol của Al và Mg trong Y.
Ta có:
1
30
27100 )/1,5 =60% => %Mg = 100-60 = 40%
+ Đáp án : A
Bài 2: Cho 5,4g Al và 6,4g Cu tác dụng hết với dung dịch H
2
SO
4
đặc, nóng thu được V
lít SO
2
là sản phẩm khử duy nhất (đktc). Giá trị của V là:
A. 8,96 B. 4,48 C. 3,36 D. 11,2
Giải
Al
5,4
n = =0,2mol
27
Cu
6,4
n = =0,1mol
64
+ Quá trình cho e:
Cu Cu
2+
+ 2e
0,1 0,2 (mol)
Al Al
3+
+ 3e
•
3
HNO
n
phản ứng =
-
3
NO
n
(tạo muối) +
-
3
NO
n
(tạo khí và muối amoni)= 3n
NO
+ n
NO
= 4
n
NO
+ Quá trình cho e:
R R
2+
+ 2e
Trường THPT Tam Phước Trang:8
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
0,25 0,5 (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron: số mol e cho = số mol e nhận = 0,5
= C
M
V= 0,20,1 = 0,02 mol (1)
2 4
H SO
n =
0,10,1 = 0,01 mol (2)
Từ (1), (2) =>
+
H
n =
0,02 + (0,012) = 0,04 mol
Theo bài cho, ta thấy
+
H
n
dư , n
Fe
phản ứng hết. Vì vậy tính số mol H
2
dựa vào số mol
Fe.
+ Quá trình cho e:
Fe Fe
2+
+ 2e (1)
0,01 0,02 (mol)
+ Quá trình nhận e:
2H
+
Gọi khối lượng mol của A là M
A
Ta có:
+ Quá trình cho e:
Trường THPT Tam Phước Trang:9
Fe
0,56
= =0,01mol
56
n
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
A A
2+
+ 2e (1)
1/ M
A
2/ M
A
(mol)
+ Quá trình nhận e:
2H
+
+ 2e H
2
(2)
< 0,09 < 0,09 (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron:
Từ (1), (2), ta có: 2/ M
A
1M và H
2
SO
4
0,5M, thu được 8,512 lít khí H
2
(đktc). Phần trăm khối lượng của Al
trong X là:
A. 56,25% B. 55,25% C. 57,25% D. 54,25%
Giải
+ Quá trình cho e:
Mg Mg
2+
+ 2e (1)
x 2x (mol)
Al Al
3+
+ 3e (2)
y 3y (mol)
+ Quá trình nhận e:
2H
+
+ 2e H
2
(3)
0,76 0,38 (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron:
Từ (1), (2),(3) ta có: 2x + 3y = 0,76 (4)
+ Theo đề bài: 24x +27y =7,68 (5) => x = 0,14 mol ; y =0,16 mol
=> %Al = (0,1627100)/7,68 = 56,25%
2
SO
4
đặc nóng, phản ứng
kết thúc thu được 6,72 lít SO
2
là sản phẩm khử duy nhất (đktc). Kim loại R là:
A. Al B. Mg C. Cu D. Zn
Giải
2
SO
6,72
n = =0,3 mol
22,4
+ Quá trình cho e:
R R
n+
+ ne
0,6/n 0,6 (mol)
+ Quá trình nhận e:
S
+6
+ 2e S
+4
0,6 0,3 (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron: số mol e cho = số mol e nhận = 0,6
+ Biện luận với n = 1 ; 2 ; 3 => n =3 => M
R
= 27 => R là Al
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
+ Đáp án : A
Bài 10: Hòa tan hoàn toàn 11,2g Fe vào dung dịch HNO
3
dư, được dung dịch X và
6,72 lít hỗn hợp khí Y gồm NO và 1 khí Z (với tỉ lệ thể tích là 1 : 1 ; đktc ). Biết chỉ
xảy ra 2 quá trình khử, khí Z là:
A. NO
2
B. N
2
O C. N
2
D. NH
3
Giải
+ Quá trình cho e:
Fe Fe
3+
+ 3e (1)
0,2 0,6 (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron: số mol e cho = số mol e nhận = 0,6
+ Quá trình nhận e:
N
+5
+ 3e N
+2
(2)
0,45 0,15 (mol)
N
lít khí N
2
O là sản phẩm khử duy nhất(đktc). Giá trị của V là:
A. 2,24 B. 4,48 C. 8,96 D. 1,68
Giải
Al
5,4
= =0,2(mol)
27
n
Gọi a là số mol N
2
O tạo thành
+ Quá trình cho e:
Al → Al
3+
+ 3e (1)
0,2 → 0,6 (mol)
+ Quá trình nhận e:
2N
+5
+ 8e → 2N
+1
8a 2a (mol)
+Theo định luật bảo toàn electron:
Từ (1) và (2), ta có:
8a = 0,6 => a = 0,075 (mol). Vậy:
2
N O
V =
(2)
2x → x (mol)
Từ (1) và (2), ta có: (M
A
-64)x = 0,12 (3)
* Mặt khác:
+ Quá trình cho e:
A → A
2+
+ 2e (4)
x → 2x (mol)
+Theo định luật bảo toàn electron: số mol e cho = số mol e nhận = 2x
+ Quá trình nhận e:
Ag
+
+ 1e → Ag
o
(5)
2x → 2x (mol)
Từ (4) và (5), ta có: [(2108)-M
A
]x = 0,26 (6)
+ Lấy (3) chia (6): => M
A
= 112 => A là Cd.
+ Đáp án : B
Bài 13: Cho khí CO nóng qua ống sứ đựng m(g) Fe
2
O
3
= m
X
+
2
CO
m
=>
2 3
Fe O
m
= (m
X
+
2
CO
m
) - m
CO
= 6,72 + (0,0344) – 0,0328 = 7,2g
+ Đáp án : C
Bài 14: Hoà tan hết 2,16 gam FeO trong HNO
3
sau phản ứng thấy thoát ra 0,224 lít
khí X (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. X là:
Trường THPT Tam Phước Trang:13
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
A. NO
2
B. NO C. N
α
= 3
=> (2) N
+5
+ 3e N
+2
+ Vậy X là NO
+ Đáp án : B
Bài 15: Nhúng thanh kim loại Zn vào một dung dịch chứa hỗn hợp 3,2g CuSO
4
và
6,24g CdSO
4
. Sau phản ứng, Cu và Cd bị đẩy hoàn toàn khỏi dung dịch, vậy khối
lượng thanh kẽm tăng hay giảm là bao nhiêu?
A. Tăng 3,39g B. Giảm 3,39g C. Tăng 1,39g D. Giảm 1,39g
(Cho biết Cu: 64 ; Cd: 112)
Giải
+ Quá trình cho e:
Zn → Zn
2+
+ 2e (1)
0,05 0,1 (mol)
+ Quá trình nhận e:
Cu
+2
+ 2e → Cu
o
(2)
Nhận xét:
• Al
0
→
Al
+3
Trường THPT Tam Phước Trang:14
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
• Fe
+3
; Cu
+2
→
hỗn hợpX: Fe
0
, Cu
o
, Fe
+2
, Fe
+8/3
, và Fe
+3
, Cu
+2
3
HNO
→
2
NO
V
= 0,06 22,4 = 1,344 lít
+ Đáp án : D
Bài 17: Nung m(g) Fe
2
O
3
với khí CO thiếu thu được 6,52(g) hỗn hợp Y gồm 4 chất
rắn. Hòa tan Y hết vào dd HNO
3
thì thu được 6,72lít khí NO (đktc) duy nhất. Giá trị
của m là:
A. 12,72 B. 12,0 C. 14,0 D. 13,72
Giải
n
NO
= 0,3 (mol)
+ Quá trình cho e:
C
+2
→ C
+4
+ 2e (1)
a → a → 2a (mol)
+ Quá trình nhận e:
N
+5
+ 3e → N
gam
m m m m
m
= + −
⇒ =
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
Gọi m là khối lượng thanh kim loại A lúc ban đầu.
+ Quá trình cho e:
A → A
2+
+ 2e (1)
x → 2x (mol)
+Theo định luật bảo toàn electron: số mol e cho = số mol e nhận = 2x
+ Quá trình nhận e:
Cu
+2
+ 2e → Cu
o
(2)
2x → x (mol)
Từ (1) và (2), ta có: (M
A
-64)x = 0,05m/100 (3)
* Mặt khác:
+ Quá trình cho e:
A → A
2+
+ 2e (4)
x → 2x (mol)
•
-
3
NO
n
(tạo muối) = n
e nhận
=3n
NO
+
2
NO
n
• m
muối nitrat
= m
kim loại
+
-
3
NO
m
(tạo muối)
• Ở bài này ta chỉ quan tâm đến số e nhận, vậy ta chỉ cần biết đến quá trình
nhận e.
Gọi a, b lần lượt là số mol NO, NO
2
.
Theo bài ra: a + b = 0,05 (1)
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
Bài 20: Để m(g) phôi sắt A trong không khí, sau phản ứng thu được 12g chất rắn B
gồm Fe, FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
. Cho B tác dụng hoàn toàn với HNO
3
dư thu được 2,24 lít
khí NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị m là:
A. 11,2g B. 22,4g C. 5,8g D. 10,08g
Giải
m (g) Fe
2
O
+
→
12g X có: Fe, FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3
+ Quá trình nhận e:
O
2
+ 4e → 2O
-2
12-m
32
→
12-m
8
(mol)
N
+5
+ 3e → N
+2
0,3 0,1 (mol)
+ Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: Tổng số mol electron nhường = tổng số
mol electron nhận
⇒
3m 12-m
= + 0,3 m =10,08(gam)
56 8
⇒
+ Đáp án : D
6. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM
Qua quá trình giảng dạy, tôi đã nhận thấy học sinh rất phấn khởi khi được làm các
bài tập từ dễ đến khó để giải nhanh dạng bài tập trắc nghiệm, học sinh đã biết lựa chọn
kiến thức giúp các em học sinh có thể rút ra được nhiều kinh nghiệm, vận dụng khi làm
các bài tập trắc nghiệm khách quan với một lượng thời gian ngắn nhằm đem lại kết quả
học tập cao hơn.
Vì thời gian có hạn nên không tránh khỏi những sai sót, kính mong các thầy cô góp ý
kiến để tôi có thể học hỏi nhiều kinh nghiệm hay hơn nữa. Tôi xin chân thành cảm ơn
quý thầy cô. CÁC TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Bài giảng trọng tâm chương trình chuẩn. Tác giả: Cao Cự Giác
Trường THPT Tam Phước Trang:19
CHUYÊN ĐỀ:
ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM HÓA HỌC
2. Phương pháp mới giải nhanh các bài toán hoá học. Tác giả: Phùng Ngọc Trác
3. 741 bài tập trắc nghiệm hoá học. Tác giả: Nguyễn Thị Ngọc Ánh
4. Bộ đề thi trắc nghiệm. Tác giả: Cao Thị Thiên An
5. Tạp chí hoá học và ứng dụng. Hội hoá học Việt Nam
Biên Hoà, ngày 22 tháng 03 năm 2014
Người thực hiện
Nguyễn Thị Diệp Lan
Trường THPT Tam Phước Trang:20