Những sai lầm gặp phải trong giải toán và hiệu quả của phương pháp quy đổi - Ngô Xuân Quỳnh

Chia sẻ: Le Quoc Hung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

0
379
lượt xem
154
download

Những sai lầm gặp phải trong giải toán và hiệu quả của phương pháp quy đổi - Ngô Xuân Quỳnh

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ
Lưu

Nội dung Text: Những sai lầm gặp phải trong giải toán và hiệu quả của phương pháp quy đổi - Ngô Xuân Quỳnh

  1. O H N NH O l u y Ö n t h i ® ¹i h ä c n ¨ m 2 0 0 9 & 2 0 1 0 l uy Ön th i ®¹ i häc n¨m 20 09 & 20 10 C h u y ª n ® Ò : N h ÷ n g s a i l Ç m g Æ p p h ¶ i t r o n g g i¶ i t o ¸ n Chu yªn ®Ò: Nh÷ ng sa i l Çm g Æp ph¶i trong gi¶i to¸ n H O N O HN V µ h iÖ u q u ¶ c ñ a p h − ¬ n g p h ¸ p q u y ® æ i Vµ hiÖu qu¶ c ña ph −¬ ng ph¸p qu y ® æi Trong ®êi sèng h»ng ngµy chóng ta th−êng xuyªn dïng phÐp quy ®æi ®Ó tiÖn cho viÖc thanh to¸n nh− quy gi¸ trÞ cña hµng hãa ra tiÒn ®Ó tr¶ tiÒn chø kh«ng nh− ®æi hµng hãa ë thêi trung cæ, ®èi víi nh÷ng tµi s¶n gi¸ trÞ lín nh− nhµ, ®Êt, … th× quy ra gi¸ trÞ vµng hoÆc ®«la ®Ó thanh to¸n. Trong hãa häc ë nhiÒu tr−êng hîp ph¶n øng cã nh÷ng tr−êng hîp cã nh÷ng qu¸ tr×nh ph¶n øng diÔn ra rÊt phøc t¹p nh− trong ph¶n øng oxi hãa - khö ch¼ng h¹n cã nhiÒu ph¶n øng mµ tÊt c¶ c¸c chÊt trong cïng mét hîp chÊt, hçn hîp ®Òu ®ãng vai trß lµ chÊt oxi hãa hoÆc khö. VÝ dô: hçn hîp chøa FeO, Fe3O4, Fe2O3 hoÆc hçn hîp chøa Fe, FeS vµ FeS2, Cho nªn ®èi víi nh÷ng bµi tËp tÝnh to¸n d¹ng nµy mµ chóng ta dïng qu¸ tr×nh trao ®æi electron th× sÏ rÊt lµ phøc t¹p, hay lµ trong nh÷ng ph¶n øng ch¸y cña polime, hoÆc nh÷ng ph¶n øng trong dung dÞch NÕu gi¶i theo c¸ch th«ng th−êng th× rÊt mÊt nhiÒu thêi gian, thËm chÝ cßn kh«ng gi¶i ®−îc. V× thÕ n¶y sinh ra vÊn ®Ò lµ ph¶i “quy ®æi” ®Ó lµm ®¬n gi¶n h¬n, thuËn lîi h¬n. Ph−¬ng ph¸p quy ®æi lµ mét ph−¬ng ph¸p biÕn ®æi to¸n häc nh»m ®−a bµi toµn ban ®Çu lµ mét hçn hîp phøc t¹p vÒ d¹ng ®¬n gi¶n, qua ®ã lµm cho c¸c phÐp tÝnh trë nªn dÔ dµng, thuËn tiÖn. VËy víi ph−¬ng ph¸p quy ®æi th× viÖc gi¶i to¸n trë nªn t−¬ng ®èi lµ ®¬n gi¶n. Nh−ng nÕu chóng ta kh«ng biÕt c¸ch ¸p dông vµ hiÓu râ vÒ b¶n chÊt cña c¸c ph¶n øng hãa häc x¶y ra trong dung dÞch th× viÖc ¸p dông ph−¬ng ph¸p nµy sÏ kh«ng tr¸nh khái nh÷ng sai xãt. Nh÷ng sai xãt ®ã t«i ®· gÆp ë chÝnh c¸c em häc sinh mµ t«i d¹y, vµ nay t«i xin trao ®æi cïng víi c¸c b¹n: Chóng ta cïng nhau xÐt vÝ dô sau VÝ dô: Hßa tan hoµn toµn 11,2 gam hçn hîp X gåm: Fe; FeO; Fe2O3 vµ Fe3O4 trong HCl d−, sau ph¶n øng thÊy t¹o ra 12,7 gam FeCl2. Hái sè gam FeCl3 thu ®−îc lµ bao nhiªu? Híng dÉn: Víi bµi to¸n nµy th× chóng ta biÕt r»ng hçn hîp X gåm: Fe; FeO; Fe2O3 vµ Fe3O4 cã thÓ cã nhiÒu h−íng quy ®æi: (Fe vµ Fe2O3); (Fe vµ FeO); (Fe vµ Fe3O4); (FeO vµ Fe3O4); (FeO vµ Fe2O3); (Fe3O4 vµ Fe2O3) hoÆc thËm chÝ lµ chØ mét chÊt FexOy. Nh−ng trong c¸c ph−¬ng ph¸p quy ®æi ë trªn th× viÖc hiÓu sai b¶n chÊt cña ph¶n øng sÏ dÉn tíi kÕt qu¶ kh¸c nhau. 1) C¸ch quy ®æi 01 Quy ®æi hçn hîp X vÒ: FeO vµ Fe3O4 01:  FeO  FeCl2 →  x  x Ta cã:   Fe3O4  FeCl2 + 2 FeCl3 →  y  y 2y Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña FeO vµ Fe3O4 => ta cã: 72x + 232y = 11,2 gam (*) MÆt kh¸c ta cã: nFeCl2 = x + y = 0,1 mol (2*)  x = 0, 075mol Tõ (*) vµ (2*) =>   mFeCl3 = 2.0, 025.(56 + 35, 5.3) = 8,125 gam →  y = 0, 025mol 2) C¸ch quy ®æi 02 : Quy ®æi hçn hîp X vÒ : FeO vµ Fe2O3  FeO  FeCl2 →  x  x Ta cã   Fe2 O3  2 FeCl3 →  y  2y Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña FeO vµ Fe2O3 => ta cã 72x + 160y = 11,2 gam (*) MÆt kh¸c nFeCl2 = x= 0,1 mol (2*) Tõ (*) vµ (2*) => y = 0,025 mol => mFeCl3 = 2.0, 025.(56 + 35,5.3) = 8,125 gam 3) C¸ch quy ®æi 03 Quy ®æi hçn hîp X vÒ: Fe3O4 vµ Fe2O3 03:  Fe3O4  FeCl2 + 2 FeCl3 →  x  x 2x Ta cã   Fe2 O3  2 FeCl3 →  y  2y Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe3O4 vµ Fe2O3 => ta cã 232x + 160y = 11,2 gam (*) MÆt kh¸c nFeCl2 = x= 0,1 mol (2*) Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) kh«ng trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng
  2. O H N NH O l u y Ö n t h i ® ¹i h ä c n ¨ m 2 0 0 9 & 2 0 1 0 l uy Ön th i ®¹ i häc n¨m 20 09 & 20 10 C h u y ª n ® Ò : N h ÷ n g s a i l Ç m g Æ p p h ¶ i t r o n g g i¶ i t o ¸ n Chu yªn ®Ò: Nh÷ ng sa i l Çm g Æp ph¶i trong gi¶i to¸ n H O N O HN V µ h iÖ u q u ¶ c ñ a p h − ¬ n g p h ¸ p q u y ® æ i Vµ hiÖu qu¶ c ña ph −¬ ng ph¸p qu y ® æi Tõ (*) vµ (2*) => y = -0,075 mol => nFeCl3 = 2 x + 2 y = 0,1.2 + 2.(-0,075) = 0,05mol => mFeCl3 = 8,125 gam 4) C¸ch quy ®æi 04 : Quy ®æi vÒ FexOy FexOy => (3x-2y)FeCl2 + (2y-2x)FeCl3 0,1 0,1 x 6 Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => nFex O y = mol  → (56 x + 16 y ) = 11, 2 => =  Fe6 O7 → 3x − 2 y 3x − 2 y y 7 VËy : Fe6O7 => 4FeCl2 + 2FeCl3 Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => nFeCl2 = 0,05mol => mFeCl3 = 8,125 gam 5) C¸ch quy ®æi 05 Quy ®æi hçn hîp X vÒ: Fe vµ Fe2O3 05:  Fe  FeCl2 →  x  x   Fe2 O3  2 FeCl3 →  y  2y Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ Fe2O3 => ta cã 56x + 160y = 11,2 gam Ta cã nFeCl2 = x = 0,1 mol => y = 0,035 mol => => mFeCl3 = 2.0, 035.162,5 = 11,375 gam ≠ 8,125 gam 6) C¸ch quy ®æi 06 : Quy ®æi hçn hîp X vÒ : Fe vµ Fe3O4 quy  Fe  FeCl2 →  x  x   Fe3O4  FeCl2 + 2 FeCl3 →  y  y 2y Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ Fe3O4 => 56x + 232y = 11,2 gam (*) MÆt kh¸c nFeCl2 = x + y = 0,1 mol (2*)  3  x = 44 mol  7 Tõ (*) vµ (2*) =>   mFeCl3 = 2. → .(56 + 35,5.3) = 10,341 ≠ 8,125 gam  y = 7 mol 220   220 ph− nh− T¹i sao ë hai ph−¬ng ¸n quy ®æi vÒ : Fe vµ Fe2O3 vµ Fe vµ Fe3O4 l¹i cã kÕt qu¶ sai nh− vËy ? LiÖu chóng ta cã sai lÇm nµo trong qu¸ tr×nh gi¶i víi hai c¸ch quy ®æi nµy hay kh«ng? Fe 2 + 2H + Fe3+ Ta h·y chó ý vÒ vÞ trÝ cña c¸c cÆp oxi hãa – khö : ........ ........ Fe H2 Fe 2 + Ta c¨n cø vµo ý nghÜa cña d·y ®iÖn hãa, cÆp chÊt nµo cµng ë xa nhau th× kh¶ n¨ng x¶y ra ph¶n øng sÏ m¹nh VËy th× khi ®ã gi÷a hai ph¶n øng : Fe + 2 H  Fe → + 2+ + H 2 vµ 2 Fe3+ + Fe  3Fe2 + th× ph¶n øng nµo sÏ x¶y ↑ → ra ®Çu tiªn? 3+ TÊt nhiªn lµ ph¶n øng: 2 Fe + Fe  3Fe2 + sÏ ph¶i x¶y ra ®Çu tiªn råi. → tr− nh− Khi ®ã bµi to¸n trªn víi hai tr−êng hîp quy ®æi trªn ta sÏ tÝnh to¸n nh− sau: 7) 5”) C¸ch quy ®æi 05 05: 8) 6”) C¸ch quy ®æi 06 : Quy ®æi hçn hîp X vÒ: Fe vµ Fe2O3 Quy ®æi hçn hîp X vÒ : Fe vµ Fe3O4 Fe2 O3  2 Fe3+ HCl → Fe3 O4  FeCl2 + 2 FeCl3 → y 2y y y 2y 3+ 2 Fe + Fe  3 Fe → 2+ 2 Fe 3 + + Fe  3 Fe 2 + → 2y x 0,1 2y x 3x Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ Fe2O3 Gäi x vµ y lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ Fe3O4 => ta cã 56x + 160y = 11,2 gam => ta cã 56x + 232y = 11,2 gam (*) 0,1 7 Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => 3x + y = 0,1 mol (2*) Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => x = mol => y = mol 3 120  x = 0, 01875mol Tõ (*) vµ (2*) =>   7 0,1   y = 0, 04375mol => mFeCl3 = 2 -2  .162,5 = 8,125 gam  120 3   mFeCl3 = ( 2 y − 2 x ) .162,5 = 8,125 gam → Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) kh«ng trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng
  3. O H N NH O l u y Ö n t h i ® ¹i h ä c n ¨ m 2 0 0 9 & 2 0 1 0 l uy Ön th i ®¹ i häc n¨m 20 09 & 20 10 C h u y ª n ® Ò : N h ÷ n g s a i l Ç m g Æ p p h ¶ i t r o n g g i¶ i t o ¸ n Chu yªn ®Ò: Nh÷ ng sa i l Çm g Æp ph¶i trong gi¶i to¸ n H O N O HN V µ h iÖ u q u ¶ c ñ a p h − ¬ n g p h ¸ p q u y ® æ i Vµ hiÖu qu¶ c ña ph −¬ ng ph¸p qu y ® æi Ngoµi ra chóng ta cßn cã thÓ quy ®æi vÒ hçn hîp chØ chøa Fe vµ O. Gäi a vµ b lÇn l−ît lµ sè mol cña Fe vµ O => 56x + 16y = 11,2 (*) Fe − 2e  Fe +2 (1) → 0,1 0,1 0,1 Khi ®ã ®Ó thu ®−îc FeCl2 vµ FeCl3 th×: +3 O + 2e  O −2 (3) → Fe − 3e  Fe → (2) b 2b a − 0,1 3( a − 0,1) a − 0,1 Ta cã nFeCl2 = 0,1 mol => ne Fe / (1) = 0, 2mol v nFe / (1) = 0,1mol  nFe / (2) = ( a − 0,1) mol  neFe /(1) = 3 ( a − 0,1) mol → → Theo ®Þnh luËt b¶o toµn electron ta cã : 0,2 + 3.(a – 0,1) = 2b 3a – 2b = 0,1 (2*) Tõ (*) vµ (2*) = ta cã a = 0,15 mol vµ b = 0,175 mol => nFeCl3 = 0,15 − 0,1= 0,05mol => mFeCl3 = 8,125 gam --------- & --------- Riªng víi tr−êng hîp quy ®æi thµnh Fe vµ FeO th× viÖc cho hai chÊt nµy t¸c dông víi HCl kh«ng thÓ t¹o ra FeCl3. V× khi ®ã th× bµi to¸n sai hoµn toµn vÒ b¶n chÊt hãa häc. Nh−ng theo c¸c b¹n th× liÖu r»ng cã thÓ lµm ®−îc bµi nµy hay kh«ng? Chóng ta cã thÓ ®−a ra lùa chän chÊt cã kh¶ n¨ng biÕn thµnh Fe3+ ®−îc kh«ng? NÕu chóng ta x¸c ®Þnh ®−îc chÊt cã kh¶ n¨ng t¹o ra Fe3+ th× bµi to¸n cã thÓ gi¶i ®−îc? C¸c b¹n h·y cïng suy nghÜ ? VÝ dô: Hßa tan hoµn toµn 11,2 gam hçn hîp X gåm: Fe; FeO; Fe2O3 vµ Fe3O4 trong HCl d−, sau ph¶n øng thÊy t¹o ra 12,7 gam FeCl2. Hái sè gam FeCl3 thu ®−îc lµ bao nhiªu? Víi c¸ch quy ®æi hçn hîp X vÒ Fe vµ FeO [???] Vµ nh»m kh¾c s©u h¬n n÷a vÒ vÊn ®Ò hiÓu b¶n chÊt cña c¸c ph¶n øng x¶y ra vµ nh¾m nhÊn m¹nh ®−îc hiÖu qu¶ cña ph−¬ng ph¸p quy ®æi. T«i xin ®−a ra mét vÝ dô nh− sau: VÝ dô: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan võa hÕt vµo trong 700ml dung dÞch HCl 1M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc m gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m. VËy lµ cïng víi d¹ng to¸n lµ cho hçn hîp s¾t vµ c¸c oxit t¸c dông víi dung dÞch HCl d− th× ta còng sÏ cã mét bµi to¸n kh¸c. Nh−ng cã thÓ nãi ®©y lµ bµi to¸n sÏ cã t¸c dông nhÊn m¹nh ®−îc viÖc hiÔu râ b¶n chÊt cña c¸c ph¶n øng hãa häc x¶y ra. Víi bµi to¸n nµy t«i mong r»ng c¸c em häc sinh còng nh− c¸c b¹n ®ång nghiÖp cÇn ph¶i chó ý t×m hiÓu kü vÒ b¶n chÊt cña mét bµi to¸n råi h·y ®−a ra ph−¬ng ph¸p gi¶i cho phï hîp. Tr¸nh t×nh tr¹ng hiÓu sai b¶n chÊt ®Ó råi dÉn tíi ®−a ra kÕt qu¶ sai. Víi häc sinh häc líp 12 th× sau khi häc xong d·y ®iÖn hãa cña kim lo¹i th× ta cã ®−îc vÞ trÝ cña c¸c cÆp oxi Fe 2 + 2H + Fe3+ hãa – khö cña s¾t: Fe H2 Fe 2 + Th× trong bµi to¸n nµy sÏ cÇn ph¶i lu ý ®iÓm g× khi ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p gi¶i : Chóng ta ®· biÕt r»ng ph¶n øng gi÷a oxit víi axit sÏ x¶y ra ®Çu tiªn khi cho hçn hîp trªn vµo dung dÞch axit HCl, sau ®ã theo d·y ®iÖn hãa cña kim lo¹i th× sÏ cã ph¶n øng gi÷a Fe3+ víi Fe råi míi ®Õn ph¶n øng cña Fe t¸c dông víi HCl. NÕu chóng ta kh«ng l¾m râ ®−îc ®iÒu nµy th× viÖc gi¶i to¸n vµ ¸p dông c¸c ph−¬ng ph¸p gi¶i sÏ sai lÇm. Vµ t«i xin lÊy vÞ dô trªn ®Ó chøng minh. Tr− ®a h− ph−¬ng Tr−íc tiªn t«i xin ®a ra c¸ch lµm cña bµi to¸n theo h−íng cña ph−¬ng ph¸p quy ®æi ®èi víi vÝ dô trªn a) H−íng quy ®æi 01 : Ta quy ®æi hçn hîp X vÒ : Fe vµ Fe2O3 víi sè mol lÇn l−ît lµ a vµ b mol => 56a + 160b = 20 gam (*) Ta cã c¸c ph−¬ng tr×nh ph¶n øng : Fe2O3 + 6HCl => 2FeCl3 + 3H2O b mol b mol Fe 2 + 2H + Fe3+ Sau ®ã, do vÞ trÝ cña cÆp oxi hãa – khö : Fe H2 Fe 2 + Nªn sÏ cã ph¶n øng : 2FeCl3 + Fe => 3FeCl2 b mol b mol Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) kh«ng trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng
  4. O H N NH O l u y Ö n t h i ® ¹i h ä c n ¨ m 2 0 0 9 & 2 0 1 0 l uy Ön th i ®¹ i häc n¨m 20 09 & 20 10 C h u y ª n ® Ò : N h ÷ n g s a i l Ç m g Æ p p h ¶ i t r o n g g i¶ i t o ¸ n Chu yªn ®Ò: Nh÷ ng sa i l Çm g Æp ph¶i trong gi¶i to¸ n H O N O HN V µ h iÖ u q u ¶ c ñ a p h − ¬ n g p h ¸ p q u y ® æ i Vµ hiÖu qu¶ c ña ph −¬ ng ph¸p qu y ® æi Sau ®ã khi hÕt FeCl3 th× sÏ cã tiÕp ph¶n øng cña: Fe + 2HCl => FeCl2 + H2 mol a - b mol a - b mol Theo ®Ò bµi ta cã: a – b = 0,15 mol (2*) Tõ (*) vµ (2*) => a = 11/54 vµ b = 29/540 mol VËy tæng sè mol cña nguyªn tö Fe lµ: a + 2b = 14/45 mol => mFe2 O3 = 24,89 gam b) H−íng quy ®æi 02: ®æi Ta quy ®æi hçn hîp vÒ Fe vµ O víi sè mol lÇn lît lµ a vµ b mol => 56a + 16b = 20 gam (*) Trong ph¶n øng cña hçn hîp X víi dung dÞch HCl th× sau cïng chØ thu ®−îc Fe2+ nªn ta cã: O o + 2e  O −2 → Fe − 2e  Fe 2 + → b 2b a 2a +  2a = 2b + 0,3 → (2*) 2 H + 2e  H 2 → 0,3 0,15 Tõ (*) vµ (2*) => a = 14/45 vµ b = 29/180 => mFe2 O3 = 24,89 gam §ã lµ hai kÕt qu¶ cã ®−îc khi tiÕn hµnh theo ph−¬ng ph¸p quy ®æi ph©n tö vµ quy ®æi nguyªn tö. Qua ®ã chóng ta cã thÓ thÊy ®−îc hiÖu qu¶ cña ph−¬ng ph¸p quy ®æi khi ¸p dông vµo viÖc gi¶i to¸n. Cßn víi c¸c h−íng vµ c¸ch quy ®æi kh¸c nh−: (Fe, FeO), (FeO, Fe2O3), th× nã sÏ khiÕn cho bµi to¸n lµ phi thùc tÕ do kh«ng cã kh¶ n¨ng t¹o ra khÝ H2. VËy viÖc hiÓu b¶n chÊt hãa häc x¶y ra trong mét bµi to¸n lµ rÊt quan träng, nã sÏ quyÕt ®Þnh xem chóng ta gi¶i bµi to¸n ®ã ®óng hay sai. Cßn nÕu ta xÐt bµi to¸n theo ph−¬ng ph¸p t¨ng gi¶m khèi l−îng th× nh− thÕ nµo? Ta cã s¬ ®å hãa bµi to¸n: Fe   FeO  + HCl H 2  → + NaOH d− t0 Fe3O4  dung dich D  KÕt tña  m gam r¾n → kk →  Fe2O3  Ta cã Fe + 2HCl => FeCl2 + H2 nH2 = 0,15mol  nHCl = 0,3mol  sè mol HCl ph¶n øng víi oxit l : 0,4mol → pø → 2− − VËy khi ®ã O  2Cl vËy khi ®ã sè mol cña O trong oxit l : 0,2 mol => mFe = 20 – 0,2.16 = 16,8 gam → thay b»ng => nFe = 0,3 mol => VËy khèi l−îng cña Fe2O3 l : 0,15.160 = 24 gam. Qua ®©y ta nhËn thÊy r»ng cã hai kÕt qu¶ kh¸c nhau? VËy c¸ch nµo lµ c¸ch sai? Vµ sai ë ®iÓm nµo? theo ph− Ta ph©n tÝch chi tiÕt bµi toµn theo tõng ph−¬ng tr×nh: Khi cho hçn hîp X gåm: Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 vµo dung dÞch axit HCl th× sÏ cã c¸c ph¶n øng sau: Fe2O3 + 6HCl => 2FeCl3 + 3H2O Fe3O4 + 8HCl => 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O FeO + 2HCl => FeCl2 + H2O Fe 2 + 2H + Fe3+ Sau ®ã, do vÞ trÝ cña cÆp oxi hãa – khö : Fe H2 Fe 2 + VËy khi ®ã sÏ cã ph¶n øng gi÷a : 2FeCl3 + Fe => 3FeCl2 sau ®ã míi cã ph¶n øng Fe + 2HCl => FeCl2 + H2 Khi ta bá qua ph¶n øng gi÷a FeCl3 víi Fe th× khi ®ã ta sÏ cã cø 2 O2- sÏ bÞ thay thÕ bëi 2Cl-. Mµ quªn ®i l−îng Fe ®· tham gia ph¶n øng víi muèi FeCl3 khi ®ã kÕt qu¶ cña bµi to¸n sÏ sai lÖch ®i mét l−îng do thiÕu l−îng Fe tham gia ph¶n øng nµy. Vµ ë bµi to¸n nµy ®· ®−îc kh¸ nhiÒu t¸c gi¶ gi¶i vµ cho r»ng c¸ch trªn lµ ®óng. Hä cho r»ng: “Trong vÝ dô nµy do sau ph¶n øng s¾t kh«ng thay ®æi sè oxi hãa hoµn toµn thµnh sè oxi hãa cao nhÊt mµ nã l¹i kh«ng bao gåm s¾t cã sè oxi hãa lµ (+2) vµ (+3). Nªn chóng ta sÏ kh«ng thÓ nµo kÕt hîp ®−îc ph−¬ng ph¸p b¶o toµn ®− ph− ph− electron víi ph−¬ng ph¸p quy ®æi ®Ó gi¶i. VËy ra cÇn chó ý r»ng : Kh«ng ph¶i bÊt cø bµi to¸n nµo liªn quan tíi c¸c oxit s¾t còng cã thÓ gi¶i b»ng ph−¬ng ph− ph− ph¸p quy ®æi kÕt hîp víi ph−¬ng ph¸p b¶o toµn electron. ph− ®− Chóng ta chØ cã thÓ ¸p dông ph−¬ng ph¸p quy ®æi ®−îc khi mµ s¾t thay ®æi nªn tr¹ng th¸i 1 sè oxi hãa. Víi bµi to¸n nµy chóng ta còng vÉn sÏ dïng ph−¬ng ph¸p quy ®æi nh−ng kÕt hîp víi ph−¬ng ph¸p b¶o toµn khèi ph− nh− ph− l−îng, b¶o toµn nguyªn tè vµ b¶o toµn ®iÖn tÝch” Nh− vËy lµ hä ®· sai lÇm vµ ch−a hiÓu râ b¶n chÊt cña c¸c qu¸ tr×nh ph¶n øng x¶y ra trong dung dÞch. -------------------- & -------------------- Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) kh«ng trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng
  5. O H N NH O l u y Ö n t h i ® ¹i h ä c n ¨ m 2 0 0 9 & 2 0 1 0 l uy Ön th i ®¹ i häc n¨m 20 09 & 20 10 C h u y ª n ® Ò : N h ÷ n g s a i l Ç m g Æ p p h ¶ i t r o n g g i¶ i t o ¸ n Chu yªn ®Ò: Nh÷ ng sa i l Çm g Æp ph¶i trong gi¶i to¸ n H O N O HN V µ h iÖ u q u ¶ c ñ a p h − ¬ n g p h ¸ p q u y ® æ i Vµ hiÖu qu¶ c ña ph −¬ ng ph¸p qu y ® æi Vµ tõ hai kÕt qu¶ trªn, chóng ta cã thÓ dÔ dµng tÝnh ®−îc sè mol cña axit tham gia ph¶n øng: 2b + 0,15.2 = 28/45 mol < 0,7 mol VËy khi ®ã ta kh«ng thÓ nãi ®−îc : “võa hÕt vµo trong 700ml dung dÞch HCl 1M vµ d÷ kiÖn nµy kh«ng cÇn võa 1M” dïng tíi trong viÖc gi¶i to¸n. VËy bµi to¸n ë trªn viÕt ®óng l¹i sÏ cã d¹ng: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan trong 700ml dung dÞch HCl 1M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc m gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m. Khi ®ã th× víi ®Ò bµi nµy chóng ta sÏ ¸p dông ph−¬ng ph¸p b¶o toµn khèi l−îng, b¶o toµn nguyªn tè vµ b¶o toµn ®iÖn tÝch ®Ó gi¶i khi mµ chóng ta t×m ®−îc l−îng Fe hoÆc l−îng FeCl3 tham gia ph¶n øng víi nhau. Vµ còng tõ bµi to¸n trªn, chóng ta cã thÓ biÕn ®æi thµnh nhiÒu bµi to¸n kh¸c t−¬ng ®−¬ng: Bµi 1: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan trong 700ml dung dÞch HCl 1M, thu ®−îc V lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc 24 gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ V. H−íng dÉn: Ta cã nFe2 O3 = 0,15mol  nFe = 0,3mol  nO = 0, 2mol → → Ta quy ®æi hçn hîp X vÒ hçn hîp chØ chøa Fe vµ O. khi ®ã ta cã c¸c qu¸ tr×nh cho vµ nhËn electron. O o + 2e  O −2 → Fe − 2e  Fe 2 + → 0,2 2.0,2 0,3 2.0,3 +  2.0,3 = 2.0, 2 + 2 x  x=0,1 mol =>V=2,24 lit → → 2 H + 2e  H 2 → 2x x VËy khi ®ã ta sÏ dÔ dµng tÝnh ®−îc sè mol axit ph¶n øng: 0,6 mol => axit cßn d− sau ph¶n øng. Bµi 2: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan võa ®ñ trong V ml dung dÞch HCl 1M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc 24 gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ V. §¸p sè: V = 622 ml Bµi 3: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan võa ®ñ trong 800 ml dung dÞch HCl a M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc 24 gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ a. §¸p sè: a = 0,75M Bµi 4: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan võa ®ñ trong V ml dung dÞch H2SO4 1M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch NaOH d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc 24 gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ V. §¸p sè: V = 300 ml Bµi 5: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan trong 300 ml dung dÞch H2SO4 1M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch Ba(OH)2 d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc m gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m. §¸p sè: 93,9 gam Bµi 6: Cho 20 gam hçn hîp X gåm Fe, FeO, Fe3O4 vµ Fe2O3 hßa tan trong 200 ml hçn hîp Y gåm: H2SO4 1M vµ HCl 0,2M, thu ®−îc 3,36 lÝt H2 (ë ®ktc) vµ dung dÞch D. Cho dung dÞch D t¸c dông víi dung dÞch Ba(OH)2 d−, läc kÕt tña vµ ®em nung ngoµi kh«ng khÝ ®Õn khèi l−îng kh«ng ®æi thu ®−îc m gam chÊt r¾n. X¸c ®Þnh gi¸ trÞ m. §¸p sè: 70,6 gam Ngoµi ra c¸c b¹n cã thÓ ph¸t triÓn thªm thµnh nhiÒu d¹ng bµi to¸n kh¸c dùa trªn c¬ së cña bµi to¸n gèc. Bµi viÕt nµy ®−îc t«i viÕt trong thêi gian ng¾n, ngay sau khi ph¸t hiÖn nh÷ng sai lÇm cña c¸c em häc sinh vµ cña mét sè b¹n ®ång nghiÖp. Nªn sÏ kh«ng tr¸nh khái nh÷ng thiÕu xãt. RÊt mong ghi nhËn ®−îc nh÷ng ý kiÕn ®ãng gãp vÒ bµi viÕt nµy. Để tìm hiểu và đăng kí học, hãy gọi điện tới số 09798.17.8.85 (gặp Thầy Quỳnh) Biên soạn và giảng dạy: Thầy Ngô Xuân Quỳnh (E_mail: hoahoc.org@gmail.com – Website: hoahoc.org) kh«ng trªn ®−êng thµnh c«ng kh«ng cã b−íc ch©n cña kÎ l−êi biÕng

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

Đồng bộ tài khoản