zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Tài Liệu Phổ Thông

» Sáng kiến kinh nghiệm

Sáng kiến kinh nghiệm Trung học cơ sở: Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại

Chia sẻ: Tran Thi Nghia | Ngày: | Loại File: DOCX | Số trang:37

Báo xấu

126
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu nghiên cứu của sáng kiến kinh nghiệm nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy – học Hóa học; giúp cho học sinh nắm chắc được phương pháp làm nhanh một số dạng bài tập; từ đó rèn kĩ năng giải nhanh một số dạng bài tập Hóa học.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm Trung học cơ sở: Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại

Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại MỤC LỤC NỘI DUNG Trang Phần I: Đặt vấn đề 2 I. Lý do chọn đề tài 2 II. Mục đích nhiệm vụ 3 III. Đôi tượng, thời gian, phương pháp 3 PhầnII. Giải quyết vấn đề 4 I.Cơ sở lý luận 4 II. Cơ sở thực tiễn 5 II. Đánh giá thực trạng 6 Bài tập định tính 11 Bài tập định lượng 12 28 Phần III.Kết luận và kiến nghị 33 I.Thực nghiệm sư phạm 33 II.Điều kiện áp dụng. 34 III. Đề xuất kiến nghị. 35 IV. Kết luận chung 35 Tài liệu tham khảo 36 1
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại PHẦN I. ĐẶT VẤN ĐỀ I . LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn Hóa học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông cơ bản và thiết thực đầu tiên về Hóa học, giáo viên bộ môn Hóa học cần hình thành ở các em một kĩ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động. Có những đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình và xã hội, có thể hòa nhập với môi trường thiên nhiên chuẩn bị cho học sinh học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động. Đối với dạng bài tập CO, H 2 khử Oxit kim loại loại nếu học sinh chỉ áp dụng theo phương pháp thông thường thì mất rất nhiều thời gian làm bài, hơn nữa lại trình bày dài dòng và khó hiểu; hơn nữa để giải nhanh bài tập nhất là bài tập trắc nghiệm định lượng cần đòi hỏi phải tiết kiệm thời gian mà đề thi trắc nghiệm trong các bài kiểm tra định kì chiếm khoảng từ 20% đến 50%, thi Đại học 100%... Xuất phát từ thực tế giảng dạy, nhiều năm ôn thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh tôi thấy dạng bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại là dạng bài tập Hóa học phổ biến, xuất hiện rất nhiều trong bài tập đại trà, thi học sinh giỏi các cấp, thi đại học. Hệ thống bài tập và phương pháp giải bài tập CO, H 2 khử Oxit kim loại có nhiều ý nghĩa: Học sinh tìm ra phương pháp giải nhanh rất hiệu quả đặc biệt trong dạng bài tập trắc nghiệm khách quan Đòi hỏi học sinh không những nắm rõ bản chất, kĩ năng tính toán mà còn tìm hướng giải quyết nhanh, ngắn gọn, tiết kiệm thời gian. Trong thời gian ngắn nhất đưa ra kết quả chính xác nhất và đó chính là mục tiêu chung của giáo viên, học sinh sẽ tận dụng tốt thời gian kiểm tra, thi cử. Học sinh có cách kiểm tra nhanh kết quả, rèn luyện tư duy cho học sinh đích đến, điểm đến. Vậy để nâng cao chất lượng giáo dục đại trà, tập trung mũi nhọn đội tuyển thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh. Tôi mạnh dạn đưa và chọn đề tài “ Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại ” II. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 2
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại 1. Mục đích : Nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy – học Hóa học. Giúp cho học sinh nắm chắc được phương pháp làm nhanh một số dạng bài tập. Từ đó rèn kĩ năng giải nhanh một số dạng bài tập Hóa học. Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập đặc biệt là trong giải bài tập Hóa học. Là tài liệu rất cần thiết cho việc ôn HSG khối 9 và giúp giáo viên hệ thống Hóa được kiến thức, phương pháp dạy học. 2. Nhiệm vụ: Nêu được những cơ sở lí luận về phương pháp giải nhanh các bài toán Hóa học, nêu ra một số phương pháp cụ thể và nguyên tắc áp dụng cho mỗi phương pháp. Thực trạng về trình độ và điều kiện học tập của học sinh lớp 9, đặc biệt là học sinh trong đối tượng HSG lớp 8, lớp 9 trước và sau khi vận dụng đề tài. Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút ra bài học kinh nghiệm để phát triển thành diện rộng, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy đặc biệt là việc bồi dưỡng HSG. Một số bài tập minh họa và bài tập vận dụng. III . ĐỐI TƯỢNG, THỜI GIAN, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1. Đối tượng nghiên cứu Các dạng bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại loại trong chương trình Hóa học THCS. 2. Thời gian nghiên cứu Hệ thống bài tập tích lũy nhiều năm. Đã áp dụng giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi. Tôi tiến hành nghiên cứu thêm và bổ sung hoàn thiện trong năm hoc 2017 2018. 3. Phương pháp nghiên cứu Để hoàn thành tốt đề tài này, tôi đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như: 3
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại Phân tích lí thuyết, điều tra cơ bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm và sử dụng một số phương pháp thống kê toán học trong việc phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm v.v… . Khảo sát đánh giá thực trạng học sinh giỏi Hóa học, qua đó đề ra những giải pháp hữu hiệu. Nghiên cứu kĩ SGK Hóa học 9 và các sách nâng cao về phương pháp giải bài tập, tham khảo các tài liệu đã được biên soạn và phân tích, hệ thống các dạng bài toán Hóa học theo nội dung đã đề ra. Đúc rút kinh nghiệm của bản thân trong quá trình dạy học. Tham khảo, học hỏi kinh nghiệm một số đồng nghiệp. Áp dụng đề tài vào chương trình giảng dạy đối với học sinh lớp 9 đại trà và ôn thi HSG. PHẦN II. NỘI DUNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. CƠ SỞ LÝ LUẬN Dạng bài toán cơ bản là dạng bài toán có nội dung đơn giản, chỉ vận dụng trực tiếp những kiến thức vừa học xong và vận dụng rất ít những kiến thức đã học, đa số học sinh đều có thể giải được. Từ bài toán cơ bản thay đổi giả thiết hoặc kết luận ta có những bài toán mới. Từ bài toán cơ bản kết hợp với các bài toán phụ dạng khác ta có bài tập nâng cao. Từ những bài tập nâng cao ta tìm ra nhũng cách giải mới hay hơn nhanh hơn. Về nguyên tắc, muốn giải nhanh và chính xác một bài toán Hóa học thì nhất thiết học sinh phải hiểu sâu sắc nội dung và đặc điểm của bài toán đó. Nắm vững các mối quan hệ giữa các lượng chất cũng như tính chất của các chất, viết đúng các phương trình phản ứng xảy ra. Thực tế có rất nhiều bài toán phức tạp: các dữ kiện đề bài cho ở dạng tổng quát hoặc không rõ, hoặc thiếu nhiều dữ kiện…tưởng chừng như không bao giờ giải được. Muốn giải chính xác và nhanh chóng các bài toán loại này thì phải chọn một phương pháp phù hợp nhất (phương pháp giải thông minh). Vì vậy học sinh phải biết nhận dạng bài tập, xác định hướng giải có phù hợp. Đây là khâu quan trọng nhất của quá trình giải bài tập. Để làm được điều đó học sinh đọc kĩ bài, tóm tắt được đầu bài theo sơ đồ tư duy: điều đã biết, điều chưa biết, sử dụng phương pháp nào nhanh và hiệu quả nhất. Trong đề tài này tôi khai thác định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố, định luật bảo toàn electron va dạng bài tập chất khí. Trong phạm vi của đề tài này, tôi xin 4
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại được trình bày một số bài tập định tính và bốn dạng bài tập định lượng. II. CƠ SỞ THỰC TIỄN Thực tế cho thấy quá trình học Hóa học đa số các em học sinh chỉ nắm được các khái niệm, các tính chất mà chưa biết vận dụng,khai thác, mở rộng, nâng cao bài toán, khó khăn khi kết hợp các dạng bài tập với nhau. Thậm chí có em còn mất gốc cả kiến thức cơ bản. Đối với giáo viên chỉ mới cung cấp kiến thức cơ bản sách giáo khoa hoặc các tài liệu tham khảo mà chưa có hệ thống các bài tập mở rộng giúp học sinh hiểu tận gốc rễ và cách phát triển mở rộng các bài toán.Trong quá trình dạy học người giáo viên phải giúp học sinh xây dựng tư duy: biết cách phát triển tính logic, tổng hợp bài toán, phát triển bài toán từ bài toán gốc, kết hợp nhiều dạng toán trong một bài để có những bài toán hay. Dạng bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại có sơ đồ phản ứng: Chất rắn X + CO,(H2 ) –> Chất rắn Y + CO2 (H2O,CO, H2 ) Bài toán thường tính toán các đại lượng như khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng hoặc thể tích khí CO, H2 tham gia phản ứng hoặc lượng CO2, H2O tạo thành. Hoặc cho các đại lượng yêu cầu xác định công thức hóa học của hợp chất.Nhưng ở các bài toán mở rộng, để xác định được lượng chất rắn Y và lượng chất khí , (hơi nước ) sau phản ứng thường kết hợp với nhiều bài toán phụ như: cho chất rắn Y phản ứng với dung dịch axit loãng (bài mở rộng cơ bản), cho chất rắn Y phản ứng với dung dịch axit đặc (bài nâng cao), cho hơi nước hấp thụ vào axit H2SO4 đặc, cho CO2 phản ứng với dung dịch kiềm....Vì vậy khi mở rộng bài toán cơ bản phải kết hợp với bài toán phụ như: Dạng bài tập CO2 phản ứng với dung dịch kiềm. Dạng bài tập kim loại phản ứng với dung dịch axit Dạng bài tập nồng độ dung dịch. Dạng bài tập chất khí. Dạng bài tập xác định công thức hóa học của hợp chất. Và cần vận dụng các phương pháp giải bài tập như: Phương pháp bảo toàn khối lượng ( BTKL ). Phương pháp bảo toàn nguyên tố. Phương pháp bảo toàn electron. 5
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại Phương pháp quy đổi. III.ĐÁNH GIÁ THỰC TRẠNG Trong những năm gần đây, vấn đề dạy và học môn hoá học đã và đang đổi mới và là một trong những môn có chuyển biến mạnh mẽ về đổi mới phương pháp dạy học. Được sự đồng tình của xã hội, nhất là các bậc cha mẹ học sinh tích cực phối hợp cùng với nhà trường trong công tác giáo dục đạo đức cho học sinh. Khó khăn: Đối với học sinh trung học cơ sở thì môn Hoá học cũng thế kiến thức nhiều mà đòi hỏi các em phải học nhớ rất kỹ thì mới có thể làm bất cứ dạng bài tập nào Đa số các em học sinh không thể phân biệt được các dạng bài tập và không nhớ nổi các phương pháp giải bài toán. Nhiều học sinh còn tình trạng luời học , không xác định được mục đích học tập nên mất gốc ngay từ đầu nên khi học Hóa cảm thấy vô cùng phức tạp. Tôi đã tiến hành khảo sát bài tập dạng 1,2 tại lớp 9A và 9B và thu được kết quả như sau: Kết quả khảo sát bài dạng 1,2 : (Chưa áp dụng đề tài) Điểm Điểm Điểm Điểm yếu Lớp Sĩ số giỏi khá TB SL % SL % SL % SL % 9 50 2 4 13 26 23 46 12 24 Qua kết quả trên ta thấy rằng số học sinh đạt điểm giỏi rất thấp,còn các em đạt điểm yếu kém khá nhiều. IV. GIẢI PHÁP 1.Mục tiêu của giải pháp 6
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại Đưa ra các dạng bài tập, đặc điểm từng dạng và phương pháp giải từng dạng, cách kết hợp với các dạng bài tập khác,cách sử dụng các phương pháp giải giúp học sinh xây dựng tư duy giải bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại cho học sinh đại trà và giúp học sinh giỏi thành thạo loại bài tập này. 2.Nội dung và cách thức thực hiện giải pháp A. BÀI TẬP ĐỊNH TÍNH 1. Đặc điểm bài toán Viết các phương trình phản ứng khi cho CO hoặc H 2 qua hỗn hợp các oxit, xác định sản phẩm thu được, hoặc cho sản phẩm phản ứng với các chất khác. Viết các phương trình phản ứng. 2. Phương pháp giải Dãy hoạt động hóa học của kim loại: K , Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu Ag, Hg, Pt, Au CO, H2 khử được các oxit kim loại từ Zn trở về cuối dãy điện hóa theo phương trình: nCO + M2On 2M + nCO2 nH2 + M2On 2M + nH2 O Sản phẩm của quá trình khử cho phản ứng với các chất khác. 3. Bài tập Bài 1: Cho một luồng khí H2 (dư) lần lượt đi qua các ống mắc nối tiếp đựng các oxit được nung nóng sau đây: Ống 1 đựng 0,01mol CaO,ống 2 đựng 0,02 mol CuO, Ống 3 đựng 0,02mol Al2O3,ống 4 đựng 0,01mol Fe3O4 và ống 5 đựng 0,05mol Na2O. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, lấy từng chất rắn còn lại trong mỗi ống lần lượt cho tác dụng với dung dịch: NaOH, CuCl2. Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra. BÀI GIẢI 7
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại Vì các phản ứng xảy ra hoàn toàn nên các oxit cũng được khử hết: CuO + H2 Cu + H2O 0,02 0,02 Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O 0,01 0,04 Nước di chuyển theo 1 chiều . Tổng số mol H2O là : 0,02 + 0,04 = 0,06 (mol) Na2O + H2O 2NaOH 0,05 0,06 Na2O hết, sau phản ứng hoàn toàn còn lại các chất rắn: CaO, Al2O3, Cu, Fe Tác dụng với dung dịch NaOH có các phản ứng: CaO + H2O Ca(OH)2 Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 +H2O Al2O3 + Ca(OH)2 Ca(AlO2)2 +H2O Tác dụng với dung dịch CuCl2 có các phản ứng: CaO + H2O Ca(OH)2 2NaOH + CuCl2 2NaCl + Cu(OH)2 Ca(OH)2 + CuCl2 CaCl2 + Cu(OH)2 Fe + CuCl2 FeCl2 + Cu Bài 2: Dẫn luồng khí H2 dư đi qua các ống lần lượt chứa các chất rắn dạng bột: CaO, CuO, Al2O3, Fe2O3 và Na2O, các ống đó đều được đốt nóng và mắc nối tiếp bằng các ống dẫn khí. Sau đó lấy các sản phẩm còn lại trong mỗi ống chia làm 2 phần: Phần 1 lần lượt tác dụng với khí CO2 . Phần 2 lần lượt cho tác dụng với dd AgNO3. Viết các PTPƯ. BÀI GIẢI Vì oxit của các kim loại đứng trước Al trong dãy hoạt động Hóa học không bị H2 khử. Khi dẫn luồng khí H2 qua CaO, CuO, Al2O3, Fe2O3, Na2O. CaO + H2 không phản ứng. CuO + H2 Cu+H2O Al2O3 + H2 không phản ứng. Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O 8
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại Na2O + H2 không phản ứng. Trong quá trình phản ứng thì các oxit bazơ tan sẽ tác dụng với nước để tạo thành dd bazơ. Na2O + H2O 2NaOH CaO + H2O Ca(OH)2 Sau phản ứng ta thu được: Al2O3, Ca(OH)2, Cu, Fe, NaOH, CaO dư, Na2O dư. Đem sản phẩm tạo thành vào: +Phần I : Có khí CO2 Xuất hiện kết tủa có màu trắng: CaO + CO2 CaCO3 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Na2O + CO2 Na2CO3 (rắn, khan) Xuất hiện dung dịch không màu: CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O CO2 + NaOH NaHCO3 Al2O3 + Ca(OH)2 Ca(AlO2)2 + H2O Al2O3 + 2NaOH 2NaAlO2 + H2O Ngoài ra chúng ta còn thu được chất rắn màu xám nhẹ của Fe, màu đỏ của Cu do không phản ứng với CO2. Phần II: Cho tác dụng với dd AgNO3. Xuất hiện kết tủa có màu đen: AgNO3 + NaOHAgOH + NaNO3 2AgNO3 + Ca(OH)22AgOH + Ca(NO3)2 Xuất hiện chất rắn màu xám bạc, sau đó một thời gian lại xuất hiện chất rắn màu đỏ. Fe + 2AgNO3Fe(NO3)2 + 2Ag Cu + 2AgNO3Cu(NO3)22 + 2Ag Fe(dư) + Cu(NO3)2Fe(NO3)2 + Cu Ngoài ra chúng ta thu được Al2O3 , CaO và Na2O có màu trắng. Nhận xét: Để làm được loại bài tập định tính học sinh cần nắm được kiến thức về tính chất hóa học của nước,về tính chất hóa học của oxit axit ,oxit bazơ,về tính chất hóa học của muối và các hợp chất khác kết hợp với dạng CO, H2 khử oxit kim loại.Từ đó viết đúng các phương trình phản ứng. 9
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại B: BÀI TẬP ĐỊNH LƯỢNG DẠNG 1 BÀI T ẬP CO, H 2 KHỬ OXIT KIM LOẠI SỬ DỤNG ĐỊNH LUẬT BTKL, BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ CÁC CÔNG THỨC CƠ BẢN . 1. Đặc điểm bài toán Bài toán thường tính toán các đại lượng như khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng hoặc thể tích khí CO, H2 tham gia phản ứng hoặc lượng CO2, H2O tạo thành. Hoặc cho các đại lượng yêu cầu xác định công thức hóa học của hợp chất. 2. Phương pháp giải Khi cho CO, H2 phản ứng với Oxit kim loại hoặc hỗn hợp oxit kim lo ại ( ch ất rắn X) thu được kim loại hoặc hỗn hợp kim loại và các oxit ( chất rắn Y) và CO 2 , H2.Ta có sơ đồ: Chất rắn X + CO,(H2 ) –> Chất rắn Y + CO2 (H2O,CO, H2 ) CO, H2 khử được các oxit kim loại từ Zn trở về cuối dãy điện hóa. * Khử các oxit, CO , H2 lấy oxi của oxit để tạo ra kim loại và CO2 , H2O theo phản ứng: CO + O (oxit)  CO2 H2 + O (oxit)  H2O => nO (oxit) = nCOpu = npu = nCO2 = nH2O Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mY = mX mO Khối lượng chất rắn X giảm chính là khối lượng của của Oxi trong các oxit. 3. Các trường hợp thường gặp Trường hợp 1:Bài toán cơ bản: Bài toán cho hai trong ba đại lượng khối lượng của chất rắn X, khối lượng chất rắn Y, lượng CO,CO2, H2 ,H2O.Tính một đại lượng còn lại. Ví dụ 1: Khử hoàn toàn 24 gam hỗn hợp CuO và FexOy bằng H2 dư ở nhiệt độ cao thu được 17,6 gam hỗn hợp 2 kim loại. Khối lượng H2O tạo thành là bao nhiêu. 10
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại BÀI GIẢI mO (trong oxit) = moxit mkloại = 24 17,6 = 6,4 gam. mO ( H 2O) = 6,4 gam ; mol gam. Cách nhẩm: Khi làm trắc nghiệm ta chỉ cần nhẩm: nH2O = nO = 0,4.Khối lượng H2O =7,2g. Ví dụ 2: Thổi rất chậm 2,24 lít (đktc) một hỗn hợp khí gồm CO và H2 qua một ống sứ đựng hỗn hợp Al2O3, CuO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng là 24 gam dư đang được đun nóng. Sau khi kết thúc phản ứng khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là bao nhiêu. BÀI GIẢI Thực chất phản ứng khử các oxit là: CO + O CO2 H2 + O H2O. Vậy: . mO = 1,6 gam. Khối lượng chất rắn còn lại trong ống sứ là: 24 1,6 = 22,4 gam Cách nhẩm: nO trong hỗn hợp oxit bằng số mol khí nên: mY = 24 0,1.16 = 22,4g Ví dụ 3: Thổi từ từ V lít hỗn hợp khí (đktc) gồm CO và H2 đi qua một ống đựng 16,8 gam hỗn hợp 3 oxit: CuO, Fe3O4, Al2O3 nung nóng, phản ứng hoàn toàn. Sau phản ứng thu được m gam chất rắn và một hỗn hợp khí và hơi nặng hơn khối lượng của hỗn 11
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại hợp V là 0,32 gam. Tính V và m. BÀI GIẢI Thực chất phản ứng khử các oxit trên là CO + O CO2 H2 + O H2O. Khối lượng hỗn hợp khí tạo thành nặng hơn hỗn hợp khí ban đầu chính là khối lượng của nguyên tử Oxi trong các oxit tham gia phản ứng. Do vậy: mO = 0,32 gam. . Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: moxit = mchất rắn + 0,32 16,8 = m + 0,32 m = 16,48 gam. lít. Nhận xét: Đây là các bài toán cơ bản mở đầu làm cơ sở cho các dạng tiếp theo nên giáo viên cho học sinh hiểu rõ bản chất và vận dụng thành thạo. Khi gặp những bài này trong đề trắc nghiệm học sinh chỉ cần nhẩm kết quả. Thay đổi hình thức giả thiết và kết luận ta các trường hợp sau: Trường hợp 2 : Chất rắn X + CO,(H2 ) –> Chất rắn Y + CO2 (H2O ) Chất rắn Y cho tác dụng với lượng dung dịch axit thu được lượng chất khí.Sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố: lượng kim loại trong X bằng lượng kim loại trong Y bằng lượng kim loại cho phản ứng với axit.Đưa bài toán về dạng cơ bản như trường hợp 1. Ví dụ 1: Khử hết m gam Fe3O4 bằng CO thu được hỗn hợp A gồm FeO và Fe. A tan vừa đủ trong 0,3 lít dung dịch H2 SO4 1M cho ra 4,48 lít khí (đktc). Tính m? BÀI GIẢI Fe3O4 (FeO, Fe) 3Fe2+ 12
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại n mol mol Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố Fe: 3n = 0,3 n = 0,1 gam Ví dụ 2: Dẫn H2 đến dư đi qua 25,6 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, MgO, CuO nung nóng cho đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Sau phản ứng thu được 20,8 gam chất rắn. Mặt khác 0,15 mol hỗn hợp X tác dụng vừa đủ với 225ml dung dịch HCl 2M. Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra và tính % số mol của mỗi chất trong hỗn hợp X. BÀI GIẢI Gọi a,b,c lần lượt là các số mol các oxit Fe3O4, MgO, CuO Ptpư: Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O (1) a 3a CuO + H2 Cu + H2O (2) c c Fe3O4+ 8 HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O (3) a 8a MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O (4) b 2b CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O (5) c 2c * Theo 3,4,5 ta có 0,15 mol hh X phản ứng vừa đủ với 0,45 mol HCl Vậy (a+b+c)…………………… ….(8a+2b+2c)……. 13
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại Ta có : 0,15(8a+2b+2c) = 0,45(a+b+c) => 5a – b – c = 0 (**) * Vậy ta có hệ pt: 232a +40 b + 80 c = 25,6 168a + 40b + 64c = 20,8 5a – b – c = 0 Giải hệ pt ta có a= 0,05 ; b = 0,15; c=0,1 * % số mol trong hỗn hợp: %n Fe3O4=0,05 .100/0,3 = 16,67% % nMgO = 0,15 .100/0,3 = 50 % % n CuO = 0,1. 100/0,3 = 33,33% Trường hợp 3: H2 khử oxit kim loại sau phản ứng cho hỗn hợp khí và hơi qua H2SO4 đặc.H2SO4 đặc hấp thụ H2O làm giảm nồng độ. Từ đó tính được khối lượng H2O.Đưa bài toán về dạng cơ bản như trường hợp 1. Ví dụ : Khử một lượng oxit sắt chư biết bằng H2 nóng, dư. Sản phẩm hơi tạo ra hấp thụ bằng 100g axit H2SO4 98% thì nồng độ axit giảm đi 3,405%. Chất rắn thu được sau phản ứng khử được hoà tan bằng axit sunfuric H2SO4 loãng thấy thoát ra 3,36 lít khí. Tìm công thức của oxit sắt đã dùng BÀI GIẢI Gọi công thức oxit sắt là: FexOy Phương trình phản ứng : FexOy + yH2  xFe + yH2O Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 Nồng độ H2SO4 còn lại là: 98 – 3,405 =94,595% Gọi là khối lượng H2O là a.  = 0,94595 14
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại  = 3,6 nH2O = 0,2 mol nH2 = 0,15mol = > nFe = 0,15 mol = nO ta có = = Công thức oxit sắt là: Fe3O4 Nhận xét : Để giải được bài toán này học sinh cần nắm rõ kiến thức nồng độ dung dịch, kết hợp với bài toán cơ bản CO, H2 khử oxit kim loại. Trường hợp 4 : Xác định công thức oxit kim loại. Trong phần này thường gặp bài tập xác định công thức oxit kim loại hoặc oxit sắt. Để xác định công thức của oxit sắt (FexOy) ta có thể làm như sau: x n Fe x n Fe y nO y nO Cách 1: Lập tỉ lệ hoặc , hoặc có các trường hợp sau: x n 1 2 3 hoÆc Fe (FeO) ; (Fe2 O3 ) ; (Fe3O4 ) y nO 1 3 4 Fex Oy Cách 2: Xác định khối lượng mol phân tử Ví dụ 1: Tìm công thức một oxit sắt biết nung nóng 11,6 gam oxit này và cho một dòng khí CO đi qua đến phản ứng hoàn toàn nhận được sắt nguyên chất và một lượng khí được hấp thụ bởi dd Ca(OH)2 dư tách ra 20 gam kết tủa. BÀI GIẢI FexOy + yCO xFe + yCO2 (1) 0,2 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (2) 15
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại 0,2 0,2 Từ (1) ta có: x = 3 và y = 4 CTHH: Fe3O4 Ví dụ 2: Dẫn H2 dư qua 8,14 gam hỗn hợp A gồm CuO, Al2O3 ,FenOm nung nóng, sau khi phản ứng hoàn toàn thu được 1,44 gam H2O. Mặt khác, hoà tan hoàn toàn 8,14 gam A cần dùng 170 ml dung dịch H2SO4 loãng 1M thu được dung dịch B. Cho B tác dụng với dung dịch NaOH loãng dư, lọc lấy kết tủa đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 5,2 gam chất rắn. Xác định công thức FenOm và tính khối lượng từng chất trong A. BÀI GIẢI Đặt x, y, z là số mol của CuO, Al2O3 và FenOm trong hỗn hợp: 80x + 102y + (56n + 16m)z = 8,14 (1) Phản ứng khử bằng H2: CuO + H2 Cu + H2O x x FenOm + mH2 nFe + mH2O z mz Ta có số mol H2O: x + mz = 1,44/18 = 0,08 (2) A + dd H2SO4 CuO + H2SO4 CuSO4 + H2O mol: x x x Al2O3 + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2O mol: y 3y y 2FenOm + 2mH2SO4 nFe2(SO4)2m/n + 2mH2O mol: z mz nz/2 16
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại Ta có số mol H2SO4 : x + 3y + mz = 0,17 (3) Dd B có: CuSO4 = x mol Al2(SO4)3 = y mol Fe2(SO4)2m/n = 0,5nz mol. B + NaOH dư : CuSO4 + 2NaOH Na2SO4 + Cu(OH)2 mol: x x Al2(SO4)3 + 8NaOH 2NaAlO2 + 3Na2SO4 + 4H2O y Fe2(SO4)2m/n + 4m/n NaOH 2Fe(OH)2m/n + 2m/n Na2SO4 0,5nz nz Nung kết tủa: Cu(OH)2 CuO + H2O x x 2Fe(OH)2m/n Fe2O3 nz 0,5nz Ta có: 80x + 160 .0,5nz = 5,2 hay x + nz = 0,065 (4) Từ (1), (2), (3), (4): x= 0,02; y=0,03; mz =0,06; nz=0,045 n: m = 3: 4 (Fe3O4)  z = 0,015 mCuO = 1,60 g ; m Al2O3 = 3,06 g ; m Fe3O4 = 3,48 g . Nhận xét : Để giải được bài toán này học sinh cần nắm rõ kiến thức về cách lập công thức hóa học của hợp chất, kết hợp với bài toán cơ bản CO, H 2 khử oxit kim loại. 17
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại Tiếp tục tăng độ khó các bài toán bằng để tìm được lượng chất khí sau phản ứng hoặc tìm được chất rắn sau phản ứng bằng các bài toán phụ khi cho các chất này phản ứng với các chất khác. Ta có thêm các dạng sau: DANG 2: BÀI T ẬP CO, KHỬ OXIT KIM LOẠI KẾT HỢP VỚI BÀ I TẬP CO2 PHẢN ỨNG VỚI KIỀM. 1. Đặc điểm bài toán Bài toán thường tính toán các đại lượng như khối lượng chất rắn trước và sau phản ứng hoặc thể tích khí CO, tham gia phản ứng hoặc lượng CO 2, tạo thành, kết hợp với dạng bài CO2 phản ứng với kiềm cho bài toán nghịch. 2. Phương pháp giải Chất rắn X + CO –> Chất rắn Y + CO2 (CO ) Cho hỗn hợp chất khí sau phản ứng tác dụng với dung dịch kiềm.Để tính được lượng CO2 cần sử dụng phương pháp giải toán CO2 phản ứng với kiềm.Sau khi tìm được lượng CO2 đưa bài toán về dạng cơ bản.Thường gặp bài toán nghịch. Bài toán nghịch: VD: Cho x mol CO2 tác dụng với a mol OH tạo thành b mol kết tủa ( b mol muối trung hòa). Tìm giá trị x biết b, biết a và b Phương trình: CO2 +2  + H2O (1) CO2 + H (2) Giải: Với bài toán này thì chúng ta chú ý đến giá trị a, b. Nếu a=2b thì bài toán rất đơn giản x= b Nếu a> 2b thì bài toán có thể có 2 đáp số vì xảy ra 2 trường hợp + Trường hợp 1: OH dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (1) Vậy x= b + Trường hợp 2: Xảy cả 2 phản ứng (1),(2): Vậy x= ab 3. Bài tập Trường hợp 1 : OH dư, tức là chỉ xảy ra phản ứng (1) Vậy x= b Ví dụ 1: Thổi một luồng khí CO dư đi qua ống sứ đựng hỗn hợp hai oxit Fe 3O4 và CuO nung nóng đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,32 gam hỗn hợp 18
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại kim loại. Khí thoát ra đưa vào bình đựng dung dịch Ca(OH)2 dư thấy có 5 gam kết tủa trắng. Tính khối lượng hỗn hợp hai oxit kim loại ban đầu? BÀI GIẢI Phương trình Fe3O4 + 4CO 3Fe + 4CO2 (1) CuO + CO Cu + CO2 (2) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (3) Ta có: Theo phương trình (1) và (2): Theo định luật bảo toàn khối lượng: Ví dụ 2: Cho khí CO qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hợp A gồm FeO và Fe2O3 đốt nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được chất rắn B gồm 4 chất có khối lượng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống được hấp thụ bằng dung dịch Ba(OH) 2 dư và ta thu được 9,062 gam kết tủa. Mặt khác hòa tan B bằng dung dịch HCl dư thấy thoát ra 0,6272 lít khí H2 (đktc) a. Tính thành phần phần trăm khối lượng các chất trong A. b. Tính thành phần phần trăm khối lượng các chất trong B. Biết trong B số mol Fe3O4 bằng 1/3 tổng số mol FeO và, Fe2O3 . BÀI GIẢI Câu a: Fe2O3 + CO 2 Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO 3FeO + CO2 FeO + CO Fe + CO2 CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓+ H2O Chất rắn B gồm 4 chất có số mol: , Fe2O3 (x mol); Fe3O4 (y mol); FeO (z mol); Fe (u mol) 19
Xây dựng tư duy qua bài tập CO, H2 khử Oxit kim loại 9,062 : 197 = 0,046 (mol) Theo định luật BTKL: mA + mCO = mB + mCO2 Hay mA + 28. 0,046 = 4,784 + 44. 0,046 mA = 5,52 (g) Gọi a, b lần lượt là số mol FeO và, Fe2O3 trong hỗn hợp A, ta có hệ PT a + b = 0,04 a = 0,01 mol 72a + 160b = 5,52 b = 0,03 mol % FeO = .100% = 13% và % , Fe2O3 = 100% 13% = 87% Câu b: , Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O Fe3O4 + 8HCl → 2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O FeO + 2HCl → FeCl2 + H2O Fe + 2HCl → FeCl2 + H2↑ Số mol Fe = u = số mol H2 = 0,6272 : 22,4 = 0,028 (mol) (I) Theo đề số mol Fe3O4 bằng 1/3 tổng số mol FeO và Fe2O3 Hay y = 1/3(z + x) (II) Khối lượng rắn B: 160x + 232y + 72z + 56u = 4,784 (III) Vì nFe trong A = nFe trong B Nên a + 2b = 2x + 3y + z + u 0,01+ 2.0,03 = 2x + 3y + z + u (IV) Giải hệ PT(I, II, III, IV) ta có : x = y = 0,006 ; z = 0,012 ; u = 0,028 % Fe2O3 = = 20,07% % Fe3O4 = = 29,10% % FeO = = 18.06% % Fe = 100% (20,07+ 29,10 + 18.06)% = 32,77% Nhận xét : Qua 2 ví dụ ta thấy để đưa bài toán về dạng cơ bản cần tính được lượng CO2 .Muốn tính lượng CO2 phải thông qua bài toán phụ qua dạng toán CO2 phản ứng với kiềm. Tăng độ khó ở bài toán phụ xác định lượng CO2 bằng trường hợp sau : 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.