CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc
BÁO CÁO SÁNG KIẾN
“HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG TOÁN HÓA
HỌC VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM"
I. TÁC GIẢ: Hà Thị Hồng Gấm.
Giáo viên môn: Hóa Học
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Tổ tự nhiên.
Đơn vị: Trường THPT Nguyên Bình.
II. LĨNH VỰC ÁP DỤNG:
Sáng kiến kinh nghiệm “ Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa
học về Nhôm và hợp chất của Nhôm" áp dụng bồi dưỡng học sinh khá giỏi, ôn thi
Đại học, Cao đẳng môn Hóa.
III. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN.
Là giáo viên giảng dạy bộ môn Hóa tại trường THPT Nguyên Bình với trên
50% học sinh là con em đồng bào dân tộc Mông, Dao, nhiều em chưa thật sự tự tin
khi học bộ môn Hóa, nhiều em còn rỗng kiến thức, nhà cách rất xa trường, nhiều em
học sinh phải ra thị trấn trọ học nên phần nào thiếu đi sự quan tâm của gia đình, nên
ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả học tập của các em.
Đối tượng học sinh tại Trường THPT Nguyên Bình nhìn chung có nhận thức còn
chậm so với nhiều trường bạn trong tỉnh. Điểm thi đầu vào trường thấp, một số học
sinh chưa biết viết đúng công thức hóa học, chưa hoàn thành được một phương trình
hóa học nên việc áp dụng giải các bài tập định lượng còn gặp rất nhiều khó khăn.
Trong quá trình giảng dạy, tôi nhận thấy trong số các bài toán thường gặp trong đề
thi thì các bài toán về kim loại chiếm tỉ lệ không nhỏ. Khi nói đến bài tập về kim loại
thì phần bài tập về nhôm và các hợp chất của nhôm là nội dung không thể thiếu ở bất
kì lần thi Tốt Nghiệp hay Đại Học, Cao Đẳng nào.
Bài tập về nhôm đã khó mà phần bài tập về hợp chất của nhôm càng khó hơn. Ví
dụ khi gặp bài toán: Cho dung dịch dung dịch kiềm tác dụng với muối nhôm thì tùy
thuộc vào tỷ lệ số mol của các chất tham gia phản ứng mà sản phẩm thu được có thể
là kết tủa hay dung dịch muối tan, hay cả hai trường hợp...Mặt khác sách giáo khoa 12
Phản ứng:
0,1
0,3
0,1
0,3
0,05
0,1
0,3
Sau phản ứng: 0
Vì NaOH còn dư nên có tiếp phản ứng:
Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4]
Ban đầu:
0,1
0,05
Phản ứng:
0,05 ← 0,05
nOH −
nAl3+
= 3,5 Tạo hỗn hợp Al(OH)3: x mol
[Al(OH)4]-: y mol
Hệ: x + y = 0,1
x = 0,05
3x + 4y = 0,35
y = 0,05
m↓ = 0,05 . 78 = 3,9 g
hoặc T = 3,5 nên nAl ( OH ) = n[Al (OH ) ] =
3
4
−
nAl3+
2
= 0,05 mol
So sánh 2 cách giải trên ta thấy cách giải vận dụng tỷ lệ, giải nhanh hơn rất
nhiều, giúp các em tiết kiệm thời gian và công sức. Việc lập hệ phương trình lại rất
phương pháp giải nhanh (vận dụng tỷ lệ T) Học sinh cũng phải hiểu được bản chất
của phản ứng hóa học để từ đó rút ra được tỷ lệ trong tính toán nhanh....
+ Ôn tập các công thức tính các đại lượng mol(n), khối lượng(m), thể tích khí,
thể tích dung dịch(V), công thức tính nồng độ mol(C M), nồng độ phần trăm( C
%)....Bên cạnh đó tôi lập bảng các công thức tính cần áp dụng cho học sinh để các
em thực hành áp dụng các công thức.
+ Củng cố hướng dẫn học sinh các phương pháp giải toán các dạng cơ bản. Từ
những dạng cơ bản học sinh mới có nền tảng để nắm bắt các phương pháp giải nhanh.
+ Ôn tập cho học sinh các Định luật cần áp dụng.
Tiếp theo là một số dạng bài tập về Nhôm và Hợp chất cuả Nhôm được áp dụng
giải theo phương pháp giải nhanh. Kinh nghiệm giải quyết đã được tôi thực hiện và
đúc kết từ thực tế, trong giới hạn của chuyên đề này, tôi chỉ nêu 04 dạng bài tập
thường gặp, đây là 04 dạng bài tập tôi đã và đang thử nghiệm dạy trong các giờ Tự
chọn, ôn thi Tốt nghiệp và ôn thi Đại học và thấy có hiệu quả.
Dạng1: bài toán về dung dịch chứa ion kim loại Al3+tác dụng với dung dịch kiềm.
−
−
Dạng 2: bài toán về dung dịch chứa ion AlO 2 (hay [ Al (OH ) 4 ] ) tác dụng với dung
dịch axit.
Dạng 3: kim loại tác dụng với oxit kim loại(phản ứng nhiệt nhôm)
Dạng 4: . Cho hỗn hơp gồm Al và 1 kim loại kiềm (Na, K) hoặc kim loại kiềm thổ
(Ca, Ba) tác dụng với nước.
Để bồi dưỡng mỗi dạng tôi thường thực hiện theo các bước sau:
Bước 1: Chú ý Học sinh những nội dung kiến thức lý thuyết cần nắm.
Bước 2: Nêu phương pháp giải chung, một số chú ý khi áp dụng phương pháp giải.
Bước 3: Giới thiệu bài tập mẫu và hướng dẫn giải.
Bước 4: HS tự luyện và nâng cao(Giao bài tập về nhà ).
Sau đây tôi xin được báo cáo sáng kiến: Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số
dạng toán hóa học về Nhôm và hợp chất của Nhôm ,,
A. CÁC CÔNG THỨC TÍNH VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT CẦN VẬN DỤNG.
mdd = mct + mdung môi
Nồng độ mol/lít
CM =
n A (mol ) m A / M A
=
Vdd (líl )
Vdd
Quan hệ giữa C% và CM
CM =
10.C %.D
M
* Các định luật cần vận dụng:
*. Định luật bảo toàn khối lượng:
Nội dung: Tổng khối lượng các chất tham gia ản ứng bằng tổng khối lượng các
chất tạo thành sau phản ứng.
Với nội dung định luật trên khi vận dụng vào giải toán chúng ta cần hướng dẫn
học sinh vận dụng một cách sáng tạo theo nhiều dạng khác nhau bằng các hệ quả sau:
Hệ quả 1: Tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng các
chất sau phản ứng.
Hệ quả này được vận dụng dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ.
Hệ quả 2: Khối lượng của hợp chất ion bằng tổng khối lượng của cation và
anion tạo nên hợp chất đó.
*. Định luật bảo toàn nguyên tố:
Nội dung: Trong phản ứng hoá học, số nguyên tử của nguyên tố được bảo toàn.
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 NaAlO2 + 2H2O
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 + 6H2O 2Na[Al(OH)4] + 3H2 ↑
Hoặc:
2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2
3
Tuy nhiên:Viết theo cách nào thì : n H 2 = n Al ;
2
* Oxit và hiddroxit của nhôm có tính chất lưỡng tính.
+Tác dụng với axit:
Al2O3 + 6H+ 2Al3+ + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ Al3+ + 3H2O
+Tác dụng với dung dịch bazơ
+)
Al2O3 + 2OH- + 3H2O 2 [Al(OH)4]hoặc
Al2O3 + 2OH- 2 AlO2- + H2O
+)
Al(OH)3 + OH- [Al(OH)4]hoặc
Al(OH)3 + OH- AlO2- + 2H2O
Chú ý: - Kết tủa Al(OH)3 tan trong dung dịch kiềm mạnh và axit nhưng
không tan trong dung dịch kiềm yếu như dung dịch NH3.
* Vận dụng nội dung lý thuyết này giải bài toán khi cho hỗn hợp chất rắn chứa
Al, Al2O3, Al(OH)3, tác dụng với dung dịch kiềm hoặc hỗn hợp Al, Al2O3, Al(OH)3,
và kim loại kiềm, oxit kim loại kiềm vào nước.
b, Phản ứng xảy ra khi cho Al3+tác dụng với dung dịch bazơ (NaOH, KOH,
DUNG DỊCH KIỀM
* Kiến thức cần nắm vững
Khi cho dung dịch kiềm vào dung dịch Al3+ sẽ có các phương trình ion thu gọn
sau:
Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 ↓ (1)
Al(OH)3 +OH- → [Al(OH)4] - (Tan)(2)
Hay có thể viết phương trình (2) dạng:
Al(OH)3 + OH- → AlO2- + 2H2O
Tù (1) và (2) ta có: Al3+ + 4OH- → [Al(OH)4] - (3)
Ngoài ra khi bài toán ra dạng kim loại kiềm (M) tác dụng với dung dịch muối Al3+
còn có thêm phương trình:
2M + 2H2O → 2MOH + H2 (4)
Hay khi nung nóng kết tủa Al(OH)3 : 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (5)
* Phương pháp giải nhanh :
Áp dụng tỷ lệ:
n −
T = OH
nAl 3+
7
+ Từ (1) để có lượng kết tủa tối đa thì số mol OH- = 3 số mol Al3+
T=
nOH −
nAl3+
=3
+ Từ (3) nếu nOH = 4 n Al 3 + thì sẽ không còn kết tủa .
3+
+
(***)
(****)
Tùy thuộc vào đặc điểm đề bài cho mà các em cần nhận dạng đặc điểm bài toán và
vận dụng các cách giải bài tập cho hợp lí.
a) Bài toán thuận:
Đặc điểm của bài toán: Cho biết số mol của Al3+ và OH-, yêu cầu tính lượng kết
tủa.
*Cách giải nhanh:
Đặt
T=
nOH −
nAl 3+
+) Nếu T ≤ 3: Chỉ xảy ra (1) và chỉ tạo Al(OH)3 ↓. (Al3+ dư nếu T < 3)
n −
Khi đó
nAl (OH )3 = OH (Theo bảo toàn OH-)
3
+) Nếu 3 < T < 4: Xảy ra (1) và (2). Tạo hỗn hợp Al(OH) 3 ↓ và [Al(OH)4]-. (Cả
Al3+ và OH- đều hết)
Khi đó: Đặt số mol Al(OH)3 là x
* Một số ví dụ minh họa:
VD 1: Cho 450 ml dung dịch KOH 2M tác dụng với 100 ml dung dịch Al 2(SO4)3 1M
được dung dịch X. Tính nồng độ mol/l các chất trong dung dịch X?
Hướng dẫn giải:
Theo đề: + nOH − = 0,9 mol, nAl 3+ = 0,2 mol
T=
nOH −
= 4,5 > 4 Tạo [Al(OH)4]- và OH- dư
nAl3+
Dung dịch X có : nAl (OH )4− = n Al 3+ = 0,2 mol;
nOH − du = 0,9 – 0,2 . 4 = 0,1 mol
0, 2
CM (K[Al(OH)4]) = 0, 45 + 0,1 ≈ 0,36M
0,1
CM(KOH) = 0, 45 + 0,1 ≈ 0,18M
VD 2: Dung dịch A chứa 16,8g NaOH cho tác dụng với dung dịch chứa 8g Fe 2(SO4)3.
Thêm tiếp vào đó 13,68g Al2(SO4)3 thu được 500ml dung dịch B và m gam kết tủa.
Tính CM các chất trong B và m?
Hướng dẫn giải:Theo đề: + nNaOH = 0,42 mol;
+ nFe 2 ( SO4 ) 3 = 0,02 mol;
+ nAl 2 ( SO4 ) 3 = 0,04 mol
9
Dung dịch B gồm Na[Al(OH)4 ]:
0,06 mol
Na2SO4: (0,42 – 0,06)/2 = 0,18 mol
CM (Na[Al(OH)4 ]) = 0,12M;
CM (Na2SO4]) = 0,36M
b) Bài toán ngược:
Đặc điểm của bài toán: : Biết số mol của 1 tong 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 Al3+ . Tính lượng OH-.
Cách giải nhanh: So sánh số mol Al(OH)3 với số mol Al3+ , tùy trường hợp mà có
thể có các trường hợp sau:
Nếu số mol Al(OH)3 = số mol Al3+: cả 2 chất phản ứng vừa đủ với nhau tạo
Al(OH)3. Khi đó:
nOH − = 3nAl (OH )3
Nếu nAl ( OH )3 < nAl 3+ thì có 2 trường hợp:
+) Chưa có hiện tượng hoà tan kết tủa hay Al3+ còn dư. Khi đó sản phẩm chỉ có
Al(OH)3 và nOH − = 3n Al ( OH )3 .
+) Có hiện tượng hoà tan kết tủa hay Al 3+ hết. Khi đó sản phẩm có Al(OH)3 và
[Al(OH)4 ]- :
Ta có:
n[ Al (OH )
−
+TH1: Al3+ dư Chỉ tạo Al(OH)3 nên số mol OH- = 3 . 0,3 = 0,9 mol.
V(dd NaOH) = 2,25 lít = Vmin
10
+TH2: Al3+ hết tạo
Al(OH)3: 0,3 mol
[Al(OH)4 ]-: 0,34 – 0,3 = 0,04 mol
Số mol OH- = 3 . 0,3 + 4 . 0,04 = 1,06 mol
V(dd NaOH) = 2,65 lít = Vmax.
*Kiểu 2: Biết số mol OH-, số mol kết tủa Al(OH)3. Tính số mol Al3+.
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 ]-
n[Al (OH )
−
4]
=
nOH −bai − 3nAl ( OH )3
4
(Theo bảo toàn nguyên tố (nhóm OH- ))
n[Al (OH ) ]− = nAl 3+ − nAl (OH )3 (TN 2) =
4
4
Ví dụ minh họa: TN1: Cho a mol Al2(SO4)3 tác dụng với 500ml dung dịch NaOH
1,2M được m gam kết tủa.
−
11
TN2: Cũng a mol Al 2(SO4)3 tác dụng với 750ml dung dịch NaOH 1,2M thu được
m gam kết tủa.
Tính a và m?
Hướng dẫn giải:
Vì lượng OH ở 2 thí nghiệm khác nhau mà lượng kết tủa không thay đổi nên:
TN1: Al3+ dư, OH- hết.
Số mol OH- = 0,6 mol nAl ( OH ) =
3
nOH −
3
= 0,2 mol m = 15,6 g
TN2: Al3+ và OH- đều hết và có hiện tượng hoà tan kết tủa.
Số mol OH- = 0,9 mol Tạo Al(OH)3: 0,2 mol
[Al(OH)4 ]-: 0,075 mol
∑ nAl 3+ = 0,2 + 0,075 = 0,275 mol
Số mol Al2(SO4)3 = 0,1375 mol = a.
* Một số bài tập tự luyện:
được 19,50 gam kết tủa. Phần trăm khối lượng của K trong X là:
A. 24,92%.
B. 12,46%.
C. 75,08%.
D. 87,54%.
Câu 6: Thêm 150 ml dung dịch NaOH 2M vào một cốc đựng 100 ml dung dịch
AlCl3 xM, sau khi phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc có 0,1 mol chất kết tủa. Thêm
tiếp 100 ml dung dịch NaOH 2M vào cốc, sau khi phản ứng hoàn toàn thấy trong cốc
có 0,14 mol chất kết tủa. Giá trị của x là
A. 1,6
B. 1,0
C. 0,8
D. 2
12
Câu 7: Thêm m gam kali vào 300 ml dung dịch chứa Ba(OH) 2 0,1M và NaOH
0,1M thu được dung dịch X. Cho từ từ dung dịch X vào 200 ml dung dịch Al 2(SO4)3
0,1M thu được kết tủa Y. Để thu được lượng kết tủa Y lớn nhất thì giá trị của m là:
A. 1,59
B. 1,17
C. 1,71
D.1,95
Câu 8: Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 và
0,1 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất
của V để thu được lượng kết tủa trên là
A. 0,35.
B. 0,25.
C. 0,45.
D. 0,05
+ Từ (1) để có lượng kết tủa tối đa thì
số mol ion [ Al (OH ) 4 ]− = số mol ion H+ = số mol Al(OH)3
+ Từ (2) nếu n H = 4 n[ Al (OH ) ] thì sẽ không còn kết tủa
⇒ Với một lượng kết tủa xác định mà giả thiết cho (ở đề bài) ta sẽ có có 2 trường hợp
cần lưu ý:
a/Trường hợp 1: n H = n↓
(*)
b/ Trường hợp 2: n H = 4 n [ Al (OH ) ] - 3n↓
(**)
−
+Nếu dung dịch X chứa ion [ Al (OH ) 4 ] và ion OH thì khi cho dung dịch axit ( chứa
ion H+ ) vào X sẽ có 2 trường hợp sau:
a/Trường hợp 1: n H = n↓ + nOH
(***)
b/ Trường hợp 2: n H = 4 n [ Al (OH ) ] - 3n↓ + nOH
(****)
* Một số chú ý khi giải bài tập:
+ ion [ Al (OH ) 4 ]− không phản ứng với ion OH+ Nếu dùng CO2 dư tác dụng với dung dịch chứa ion [ Al (OH ) 4 ]− thì chỉ tạo ra
kết tủa Al(OH)3 tương tự phản ứng (1) mà không xảy ra phản ứng (2).
+
4
−−
+
+
+
= 0,1 mol ⇒ n↓ < n H +
78
Ta có các phương trình phản ứng hoá học sau:
[Al(OH)4] - + H+ → Al(OH)3 +H2O (1)
Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O (2)
Áp dụng công thức giải nhanh ta có:
n H + = 4 n [ Al (OH ) ] - 3n↓ = 4.a – 3.0,1 = 0,2 ⇒ a = 0,125 mol
⇒ Ta chọn đáp án D
Ví dụ 2: Hòa tan 3,9 gam Al(OH)3 bằng 50 ml NaOH 3M được dung dịch X. Thêm
V lít dung dịch HCl 2M vào dung dịch X thu được 1,56 gam kết tủa. Giá trị của V là
A. 0,02
B. 0,24
C. 0,06 hoặc 0,12
D. 0,02 hoặc 0,24
Hướng dẫn giải:
4
−
3,9
= 0,05 mol; nNaOH = 0,05.3 = 0,15 mol
78
1,56
+ n↓ lần 2 =
= 0,02
78
+ n↓ =
15,6
= 0,2 mol;
78
+ nKOH =
−
−
m
mol
56
nHCl = 0,2.0,5 = 1 mol; Số mol KAlO2 =
14
40,18
= 0,21 mol
98
Ta có các phương trình phản ứng hoá học sau:
H+ + OH- → H2O
(1)
+
KAlO2 + H + H2O → Al(OH)3 + K+ (2)
Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O
(3)
Ta có 2 trường hợp:
A chỉ chứa một chất tan duy nhất. Cho từ từ 275ml dung dịch HCl 2M vào dung dịch
A thấy tạo ra 11,7 gam kết tủa. Giá trị của m là.
A. 29,4
B. 49
C. 14,7
D. 24,5
Hướng dẫn giải:
⇒m
n↓ =
11,7
= 0,15 mol;
78
nHCl = 0,275.2 = 0,55 mol;
Ta có các phương trình phản ứng hoá học sau:
K2O + H2O → 2KOH (1)
Al2O3 + 2KOH +3H2O → 2K[Al(OH)4] (2)
Dung dịch chứa một chất tan duy nhất là KAlO 2 hay K[Al(OH)4]. Vậy KOH
phản ứng vừa đủ với Al2O3
Gọi x là số mol Al2O3 ban đầu, ta có:
+ Trường hợp 1: n H + = n↓ (loại)
+ Trường hợp 2: n H = 4 n [ Al (OH ) ] - 3n↓ = 4.2x -3.0,15 = 0,55 ⇒ x = 0,125
Vậy m = 0,125.102 + 0,125. 94 = 24,5 gam.
Ta chọn đáp án D
Ví dụ 5: 100 ml ddA chứa NaOH 0,1M và NaAlO2 0,3M .Thêm từ từ HCl 0,1M
vào dung dịch A cho đến khi kết tủa tan trở lại một phần,lọc kết tủa ,nung ở nhiệt độ
cao đến khối lượng không đổi thu được 1,02g chất rắn .Thể tích dung dịch HCl đã
dùng là:
4
−
−
0,07
V = 0,1 = 0,7 lít. Ta chọn đáp án C
* Một số bài tập tự luyện:
Câu 1:(Trích đề ĐH KA -2008)Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol
Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa. Giá trị
lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là
A.0,45.
B. 0,35.
C. 0,25.
D. 0,05.
Câu 2: (Trích đề ĐH KA -2008)Hoà tan hoàn toàn 0,3 mol hỗn hợp gồm Al và Al4C3 vào
dung dịch KOH (dư), thu được a mol hỗn hợp khí và dung dịch X. Sục khí CO2 (dư) vào
dung dịch X, lượng kết tủa thu được là 46,8 gam. Giá trị của a là
A.0,55. B. 0,60.
C. 0,40.
D. 0,45.
Câu 3: Cho dung dịch A chứa 0,05 mol NaAlO2 và 0,1 mol NaOH tác dụng với dung
dịch HCl 2M. Thể tích dung dịch HCl 2M lớn nhất cần cho vào dung dịch A để thu
được 1,56 gam kết tủa là
A. 0,06 lít
B. 0,18 lít
C. 0,12 lít
D. 0,08 lít
Đáp án
1
A
2
B
3
C
4
C
16
5
C
6
B
3/.Dạng 3.BÀI TOÁN VỀ NHÔM TÁC DỤNG VỚI OXIT KIM LOẠI (PHẢN
ỨNG NHIỆT NHÔM)
* Định hướng phương pháp giải chung:
Phản ứng nhiệt nhôm: Al + oxit kim loại
oxit nhôm + kim loại
(Hỗn hợp X)
(Hỗn hợp Y)
C.29,40gam
D. 29,43 gam
Hướng dẫn giải:
+ nH2(1) = 0,1375 mol ;
+ nH2(2) = 0,0375 mol
- Hỗn hợp rắn Y tác dụng với NaOH giải phóng H2 → Al dư và vì phản ứng xảy ra
hoàn toàn nên thành phần hỗn hợp rắn Y gồm: Al2O3, Fe và Al dư
Gọi nFe = x mol ; nAl dư = y mol có trong 1/2 hỗn hợp Y
2x + 3y = 0,75
Từ đề ta có hệ phương trình:
1,5y = 0,0375
Giải hệ phương trình đại số ta được: x = 0,1; y = 0,025
17
n Fe
= = 0,05 mol
2
Theo đlbt khối lượng: m = (0,05.102 + 0,1.56 + 0,025.27).2 = 22,75 gam
→ đáp án A
Ví dụ 2: Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe3O4 trong điều kiện không
có không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X
tác dụng với dung dịch NaOH (dư) thu được dung dịch Y, chất rắn Z và 3,36 lít khí
H2 (ở đktc). Sục khí CO2 (dư) vào dung dịch Y, thu được 39 gam kết tủa. Giá trị của
m là:
A. 45,6
gam
B. 57,0 gam
C. 48,3 gam
+ nSO2 = 1,2 mol → nFe =
1, 2.2
=0,8 mol
3
+ mAl2O3 = 92,35 – 0,8.56 – 0,25.27 = 40,8 gam (1) → nAl2O3 = 0,4 mol
đlbt nguyên tố đối với O → nO(FexOy) = 0,4.3 = 1,2 mol
18
Theo
nFe 0,8
x
2
=
=
=
→ công thức oxit sắt là Fe2O3 (2)
nO 1, 2
y
3
Ta có:
- Từ (1) ; (2) → đáp án C
Ví dụ 4: Trộn 5,4 gam bột Al với 17,4 gam bột Fe3O4 rồi tiến hành phản ứng
nhiệt nhôm (trong điều kiện không có không khí). Giả sử chỉ xảy ra phản ứng khử
nAldu, = (0, 2 − x)
3
nFe O = (0, 075 − x)
8
2 3 du,
có phương trình:
1,12.2 9x
. 2 + (0,2 – x).3 = 0,24.2 → x = 0,16 mol
3
8
→ Hphản ứng =
nH +
- Ta
pu ,
0,16.100
= 80%
2
(1)
= 2nFe + 3nAl + 6nAl2O3 + 8nFe3O4
= 0,36 + 0,12 + 0,48 + 0,12 = 1,08 mol
được 0,4 mol H2. Hỏi số mol Al trong X là bao nhiêu?
A. 0,3 mol
B. 0,6 mol
C. 0,4 mol
D. 0,25 mol
Câu 3. Cho 8,1 gam bột Al trộn với 16 gam Fe2O3 thu được hỗn hợp A. Nung
nóng hỗn hợp A đến hoàn toàn trong điều kiện không có oxi thu được hỗn hợp B. Cho
B vào dung dịch HCl dư, thể tích H2 thoát ra (đktc) là:
A. 6,72 lít. B.
7,84 lít.
C. 4,48 lít.
D. 5,6 lít.
Câu 4.(Trích đề tuyển sinh ĐH-CĐ khối B-2011) Thực hiện các phản ứng nhiệt
nhôm hỗn hợp gồm m gam Al và 4,56 gam Cr2O3 (trong điều kiện không có O2), sau
khi phản ứng kết thúc, thu được hỗn hợp X. Cho toàn bộ X vào một lượng dư dung
dịch HCl (loãng, nóng), sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 2,016 lít H2
(đktc). Còn nếu cho toàn bộ X vào một lượng dư dung dịch NaOH (đặc, nóng), sau
khi phản ứng kết thúc thì số mol NaOH đã phản ứng là:
A. 0,06 mol B. 0,14 mol
C. 0,08 mol
D. 0,16 mol.
Câu 5.(Trích đề tuyển sinh ĐH-CĐ khối B-2012) Nung nóng 46,6 gam hỗn hợp
gồm Al và Cr2O3 (trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Chia hỗn hợp thu được sau phản ứng thành hai phần bằng nhau. Phần một phản ứng vừa đủ
với 300 ml dung dịch NaOH 1M (loãng). Để hòa tan hết phần hai cần vừa đủ dung dịch
chứa a mol HCl. Giá trị của a là:
A. 0,9
B. 1,3
C. 0,5
D. 1,5
LOẠI KIỀM THỔ (Ca,Ba) TÁC DỤNG VỚI NƯỚC.
* Định hướng phương pháp giải :
Thứ tự phản ứng như sau:
Trước hết: M (kim loại kiềm) + H2O MOH + ½ H2
Sau đó: Al + MOH + H2O → MAlO2 + 3/2 H2
Từ số mol của M cũng là số mol của MOH và số mol của Al ta biện luận để
20
biết Al tan hết hay chưa.
+Nếu nM = nMOH ≥ nAl Al tan hết
+Nếu nM = nMOH < nAl 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.
Chú ý: Nếu bài cho hỗn hợp Al và Ca hoặc Ba thì quy về hỗn hợp kim loại kiềm và
Al bằng cách: 1Ca ⇔ 2Na và 1Ba ⇔ 2Na
rồi xét các trường hợp như trên,
để giải bài toán ngắn gọn hơn.
Một số ví dụ minh họa:
Ví dụ 1: Hoà tan hỗn hợp X gồm Na và Al vào nước dư thu được V lít khí. Cũng
hoà tan m gam hỗn hợp X trên vào dung dịch NaOH dư thì thu được
7
V lít khí. Tính
4
%(m) mỗi kim loại trong hỗn hợp ban đầu.
Hướng dẫn giải
B. 29,87%.
C. 49,87%.
D. 77,31%.
Hướng dẫn giải
Vì thể tích khí khi tác dụng với NaOH nhiều hơn khi tác dụng với nước nên chứng
tỏ Al còn dư khi hòa tan vào nước và lượng khí sẽ tính theo Na:
Na + H2O → NaOH + ½ H2
21
x
x
x/2
NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2
x
x
3x/2
`x/2 + 3x/2 =2x = V/22,4
=> x = V/11,2
(1)
Khi tác dụng với NaOH dư thì lượng Al dư sẽ phản ứng hết, khi đó lượng khí thoát
ra sẽ gồm 2 phản ứng trên cộng với lượng Al dư (y mol) phản ứng với NaOH
NaOH + Al + H2O → NaAlO2 + 3/2 H2
y
y
3y/2
=> 2x + 3y/2 = 1,75V/22,4
=> y = 5V/224
(2)
V
A. 29,9
B. 24,5
C. 19,1
D. 16,4
Câu 3:(Trích đề thi ĐHKA 2013). Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na 2O và BaO. Hòa tan
hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu được 1,12 lít khí H 2 (đktc) và dung dịch Y, trong
đó có 20,52 gam Ba(OH)2. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu được
m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 23,64
B. 15,76
C. 21,92
D. 39,40
Câu 4: 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. 5,4g
B. 5,5g
C. 5,6g
D. 10,8g
Câu 5: Cho hỗn hợp X gồm 2 kim loại kiềm và 1 kim loại kiềm thổ tan hết vào nước
dư thu được V lít H2 (đktc) và dd A. Thêm 0,2 mol Al 2(SO4)3 vào dd A thì được 0,3
mol Al(OH)3. Tính V?
A. 10,08 lít
B. 14,56 lít
22
C. 10,08 lít hoặc 14,56 lít
D.14,56 lít hoặc 10,80 lit
Câu 6:Cho m gam hỗn hợp X gồm Al và Na vào H 2O thu được 500 ml dd Y chứa 2
tôi đưa ra một số dạng bài toán hóa về kim loại nên áp dụng phương phương pháp giải
nhanh.
Trong năm học 2012-2013, 2013-2014 tôi đã mạnh dạn triển khai nội dung này
trong quá trình giảng dạy trong các giờ ôn tập, tự chọn, ôn thi tốt nghiệp, phụ đạo bồi
dưỡng học sinh khá giỏi đối với các em học sinh lớp 12A,B,C của nhà trường. Hầu
hết các em tiếp thu rất tốt và vận dụng rất nhanh trong việc giải các bài tập hoá học có
liên quan đến phương pháp này và giải một cách nhanh chóng đi đến đáp số, giúp các
em học sinh tự tin hơn trong việc giải các bài tập dạng này và góp phần giúp các em
có thêm kỹ năng giải bài toán hóa học và thêm yêu thích bộ môn, học tập đạt kết quả
cao hơn, đáp ứng được mục tiêu của cải cách giáo dục hiện nay và đặc biệt là thi trắc
nghiệm trong các kì thi hiện nay.
Nội dung đã được nghiên cứu và đã được dạy ở lớp 12A,B,C của 2 năm học liền
kề. Kết quả khảo sát bài kiểm tra của các lớp đã được dạy theo nghiên cứu.
Năm
học
20122013
Lớp
12A,B,C
Số học
sinh
105
Điểm
tốt
10
(9,5%)
Điểm
2014- 12A,B,C
102
23
45
25
9
Đã triển
2015
(22,5%) (44,1%) (24,6%) (8,8%)
khai
SKKN
Qua bảng ở trên ta thấy kết quả của các lớp dạy thực nghiệm cao hơn nhiều so
với lớp không áp dụng cách dạy theo nghiên cứu. Ta thấy rằng khi nắm được dạng
toán và phương pháp giải nhanh bài toán đó thì kết quả chắc chắn sẽ cao.
23
3. Khả năng và điều kiện cần thiết để áp dụng sáng kiến:
Sáng kiến kinh nghiệm: Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa
học về kim loại được áp dụng giảng dạy trong các tiết ôn tập, luyện tập, ôn thi tốt
nghiệp, ôn thi đại học và ôn thi học sinh giỏi cho học sinh 12 ở trường THPT.
4. Thời gian áp dụng.
Tôi đã áp dụng giảng dạy chuyên đề này trong năm học 2013 - 2014 và năm học
2014 - 2015 và cụ thể là lớp 12A,B,C ở trường THPT Nguyên Bình, và có thể áp
dụng trong những năm tiếp theo để nâng cao nhận thức cũng như kiến thức cho học
sinh khối 12 về bộ môn hóa học nói chung và bài toán về kim loại Nhôm và các hợp
chất của nhôm nói riêng.
V. KẾT LUẬN
Trên đây là báo cáo sáng kiến: “Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán
4.Mười sáu phương pháp và kĩ thuật giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học NXB Sư Phạm Hà nội
5.PP giải toán hoá vô cơ - Quan Hán Thành .NXB TRẺ .
6.Hướng dẫn ôn thi tốt nghiệp THPT năm 2012-2013; năm 2013-2014. NXB
Giáo Dục.
7.Một số đề thi đại học các năm.
8.Một số câu hỏi trắc nghiệm - nguồn internet.
25