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

Chia sẻ: Nguyen Trung | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:0

Thêm vào BST

Báo xấu

308
lượt xem 106
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong đời sống hằng ngày chúng ta thường xuyên dùng phép quy đổi để tiện cho việc thanh toán như quy giá trị của hàng hóa ra tiền để trả tiền chứ không như đổi hàng hóa ở thời trung cổ, đối với những tài sản giá trị lớn như nhà, đất... thì quy ra giá trị vàng hoặc đôla để thanh toán.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

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

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
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
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
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
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