A.MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề: Trắc nghiệm hoạt động thực để “đo lường” lực của đối tượng nhằm mục đích định Ra đời vào năm 1905 Pháp, trắc nghiệm dùng để đo trí thơng minh hay xác định số IQ lứa tuổi học trị , phương pháp chỉnh lý cơng bố Mỹ năm 1911 Ngày , trắc nghiệm nhiều quốc gia giới sử dụng hình thức để tuyển sinh đại học Tuyển sinh phương pháp trắc nghiệm đảm bảo độ xác tính cơng tuyển chọn , Bộ giáo dục đào tạo nước ta chủ trương tuyển sinh đại sinh đại học phương pháp trắc nghiệm Bài tập phương tiện để luyện tập , củng cố , hệ thống hóa , mở rộng , đào sâu kiến thức phương tiện để kiểm tra - đánh giá, nghiên cứu học sinh (trình độ, tư duy, mức độ nắm vững kiến thức, kĩ ) [2], [3], [15] Bài tập trắc nghiệm có hai loại : trắc nghiệm tự luận (thường gọi tập tự luận) trắc nghiệm khách quan (thường gọi tập trắc nghiệm) Bài tập trắc nghiệm khách quan (TNKQ) đòi hỏi học sinh phải nhanh nhạy nhận mối quan hệ vật, tượng số để nhanh chóng chọn đáp án hoăc nhẩm nhanh đáp số tốn Một kiểm tra hay thi theo phương pháp TNKQ thường gồm nhiều câu hỏi thời gian dành cho câu khoảng từ 1-2 phút Vì phải tư nhanh nên TNKQ có tác dụng lớn việc rèn luyện tư duy, phát triển trí thơng minh cho học sinh [15] Đối với hóa học mơn khoa học tự nhiên, địi hói cao logic, nhanh nhạy tư học sinh Do đó, tập trắc nghiệm vừa nội dung vừa phương pháp vừa phương tiện đẻ nâng cao chất lượng dạy học hóa học trường phổ thông cách hữu hiệu[15] Đặc biệt, năm học 2007, Bộ giáo dục đào tạo ban hành quy chế tuyển sinh đại học phương pháp TNKQ mơn hóa học đưa vào thí nghiệm lý, sinh nhanh nhạy việc giải tốn hóa học học sinh yêu cầu hàng đầu Yêu cầu tìm phương pháp giải tốn cách nhanh nhất, đường ngắn giúp học sinh tiết kiệm thời gian làm mà rèn luyện tư lực phát vấn đề học sinh Để phát vấn đề tốn, yêu cầu học sinh phải nắm vững lý thuyết sở phương pháp vận dụng để giải tốn hóa học Một số phương pháp thường dùng để giải tốn hóa học trường phổ thông là: phương pháp bảo tồn khối lượng, phương pháp bảo tồn điện tích, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp bảo tồn electron, phương pháp sử dụng đại lượng trung bình, phương pháp biện luận, Với lượng kiến thức lớn, chương trình Hóa học vơ trường THPT thách thức lớn với đại đa số học sinh Nhằm mục đích sưu tầm, hệ thống phân loại dạng tốn giải nhanh phương pháp áp dụng TNKQ, mạnh dạn chọn tiểu luận “Phân dạng phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm khách quan phần Hóa vơ trường THPT” II Mục đích đối tượng nghiên cứu: - Mục đích: hình thành phương pháp giải nhanh dạng tập TNKQ thường gặp chương trình Hóa vô trường THPT - Đối tượng: phương pháp giải tốn Hóa học xây dựng sở định luật; tập TNKQ III Nhiệm vụ nghiên cứu: - Sưu tầm tự soạn tập có kiện đặc biệt tốn giải nhanh giải nhẩm việc áp dụng định luật, phương pháp giải tốn Hóa học - Phân loại tập TNKQ đưa cách giải phương pháp Tuy nhiên, giới hạn tiểu luận, đối tượng mà tác giả nghiên cứu giới hạn chương trình hóa vơ trường THPT số phương pháp giải tốn hóa học thường sử dụng: - Phương pháp bảo tồn: Bảo tồn khối lượng (BTKL) Tăng giảm khối lượng Bảo tồn nguyên tố (BTNT) Bảo tồn electron (BT e) - Phương pháp sử dụng đại lượng trung bình: Sử dụng khối lượng mol trung bình M Sử dụng hóa trị trung bình - Phương pháp đường chéo Với đề tài này, tác giả mong muốn cung cấp tài liệu tham khảo hữu dụng cho học sinh cuối bậc THPT phương pháp làm tập TNKQ mơn hóa học để chuẩn bị tốt cho kỳ thi tốt nghiệp, tuyển sinh đại học Tiểu luận nhằm cung cấp phương pháp để soạn thảo tập TNKQ cách soạn thảo dựa vào đặc tính tốn có cách giải nhanh có kiện đặc biệt B NỘI DUNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI TỐN HĨA HỌC Ở TRƯỜNG PHỔ THƠNG CHƯƠNG I: PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN KHỐI LƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG I Phương pháp bảo tồn khối lượng:[2], [6], [11], [13], [14] Vào khoảng đầu năm 50 kỷ XVIII, nhà bác học vĩ đại người Nga M.V Lômônôxốp (1711-1765) Lavoadie (A.Lavoisier) người Pháp người phát ĐLBTKL: “Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng sản phẩm tổng khối lượng chất tham gia” Qua 100 năm sau, định luật hai nhà bác học Stat kiểm tra lại vào năm 1860-1870; Landon vào năm 1909 sử dụng cân với đọ xác 0,00001g I.1 Nội dung định luật: “Khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng” I.2 Vận dụng định luật vào giải tốn: Vận dụng định luật bảo tồn khối lượng giải tốn hóa học, giúp người học đưa phương pháp nhanh chóng để giải tốn TNKQ nhiều lần so với phương pháp thơng thường tính tốn theo phương trình, đồng thời người dạy dựa vào để xây dựng câu hỏi TNKQ liên quan đến định luật nhằm rèn luyện tư lực phát vấn đề người học Sau số dạng tốn sưu tầm xây dựng từ vận dụng ĐLBTKL: I.2.1 Dạng 1: Xác định khối lượng chất tham gia sản phẩm phản ứng hóa học dựa nguyên tắc phản ứng hóa học, dù chất tham gia phản ứng vừa đủ hay có chất dư tổng khối lượng chất trước phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành sau phản ứng (sản phẩm chất dư có): mtrước = msau Nếu sau phản ứng có chất tách khỏi mơi trường bay hay kết tủa khơng trùng trạng thái vật lý hệ không thay đổi nhưng: mtrước = msau = mtan + m↓ + m↑ Ví dụ 1: [10] Khử 4,64g hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 có số mol CO thu chất rắn Y Khí sau phản ứng dẫn vào dung dịch Ba(OH)2 dư thu 1,79g kết tủa Khối lượng chất rắn Y là: A 4,48g B 4,84g C 4,40g D 4,68g Cách giải: hh X + CO → Y + CO2 CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 ↓+ H2O n ↓ = n CO2 = 1,97 = 0, 01(mol) 197 Áp dụng ĐLBTKL, ta có: m X + m CO = m Y + mCO2 ⇒ m Y = m X + mCO − mCO2 ⇒ m Y = 4, 64 + 0, 01(28 − 44) = 4, 48(g) → Đáp án A Nhận xét: Sử dụng phương pháp BTKL, kiện “số mol nhau” đề không cần sử dụng cho ta kết Nếu học sinh sử dụng kiện giải tốn theo phương pháp tắc lí luận theo phương trình hóa học đưa tốn đến bế tắc khơng có liệu cho biết hh X bị khử hồn tồn hay khơng, sau phản ứng hh X cịn hay hết Nhưng lí luận theo ĐLBTKL, hh X cịn hay hết khơng quan trọng với việc tính tốn; giải tốn cách nhanh chóng Ví dụ 2: [17] Nung 13,4g hỗn hợp muối cacbonat kim loại hóa trị II, thu 6,8g chất rắn khí X Lượng khí X sinh cho hấp thụ vào 75ml dd NaOH 1M, khối lượng muối khan thu sau phản ứng (cho H =1, C =12, O =16, Na =23) A 5,8g B 6,5g C 4,2g D 6,3g Cách giải: Gọi chung công thức hỗn hợp muối: MCO3 t0 MCO3  MO + CO2 → Áp dụng ĐLBTKL, ta có: m MCO = m MO + mCO2 ⇒ mCO2 = m MCO − m MO = 13, − 6,8 = 6, 6(g) ⇒ n CO2 = 0,15(mol) ⇒ n NaOH = 0, 075x1 = 0, 075(mol) n T = NaOH = < → tạo muối NaHCO3 dư CO2 nCO2 CO2 + NaOH → NaHCO3 m NaHCO3 = 0, 075x84 = 6,3(g) Vậy chọn đáp án D Ví dụ 3: [tự ra] Hịa tan m(g) hỗn hợp Zn Fe cần vừa đủ 1l dd HCl 3,65M (d=1,19g/ml) thu chất khí 1250g dd D Vậy m có giá trị: A 65,63(g) B 61,63(g) C 63,65(g) D 63,61(g) Cách giải: mddHCl = 1000x1,19 = 1190(g) ; n HCl = 3, 65x1 = 3,65(mol) Zn + 2HCl→ ZnCl2 + H2 ↑ Fe + 2HCl→ FeCl2 + H2 ↑ Áp dụng ĐLBTKL, ta có: m hh(Zn,Fe) + mddHCl = mddD + m H ⇒ m = m hh(Zn,Fe) = 1250 + 2( Vậy chọn đáp án C 3, 65 ) − 1190 = 63, 65(g) Ví dụ 4: [15] Cho 115g hỗn hợp gồm ACO3, B2CO3, R2CO3 tác dụng hết với dd HCl thấy 0,448l CO2 (đktc) Khối lượng muối clorua tạo dung dịch là: A 115,22g B.151,22g C 116,22g D 161,22g Cách giải: ACO3 + 2HCl → ACl2 + H 2O + CO2↑ B2CO3 + 2HCl → 2BCl + H 2O + CO 2↑ R 2CO3 + 2HCl → 2RCl + H 2O + CO 2↑ n CO2 = 0, 448 = 0, 02(mol); n HCl = 2n H O = 2n CO2 = 2x0, 02 = 0, 04(mol) 22, Áp dụng ĐLBTKL: mmuối cacbonat + mHCl = mmuối clorua + m H O + mCO → mmuối clorua = mmuối cacbonat + mHCl - m H O − mCO2 = 115 + 0,04 x 36,5 - 0,02 (18 + 44) = 115,22 (g) → Chọn đáp án A Ví dụ 5: [21] Hòa tan 3,28g hỗn hợp muối MgCl2 Cu( NO3 )2 vào nước dung dịch A Nhúng vào dung dịch A Fe Sau khoảng thời gian lấy Fe cân lại thấy tăng thêm 0,8g Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu m gam muối khan Giá trị m là: A 4,24g B 2,48g C 4,13g D 1,49g Cách giải: giải theo phương pháp bảo tồn khối lượng: Áp dụng ĐLBTKL, ta có: sau khoảng thời gian độ tăng khối lượng Fe độ giảm khối lượng dung dịch muối Vậy: m = 3,28 - 0,8 = 2,48 (g) Chọn đáp án B Nhận xét: Chỉ với áp dụng ĐLBTKL, giải tốn nhanh gọn; điều đòi hỏi HS phải nắm vững định luật biết phát vấn đề I.2.2 Dạng 2: Khi cation kết hợp với anion để tạo hợp chất axit, oxit, hiđroxit, muối, .thì ta ln có: khối lượng hợp chất = khối lượng cation + khối lượng anion Thơng thường để tính tốn khối lượng muối khan thu dung dịch sau phản ứng Ví dụ 6: [10] Cho 1,04g hỗn hợp hai kim loại tan hồn tồn dung dịch H2SO4 lỗng dư 0,672 lít khí H2 (đktc) Khối lượng hỗn hợp muối sunfat khan thu là: A 3,92g B 1,96g C.3,52g D.5,88g Cách giải: kim loại + H2SO4l → hh muối sunfat + H2 0, 672 n H = n H SO = nSO 2− = = 0, 03(mol) 22, Nhận thấy mmuối sunfat = mcation + manion = mkim loại + mSO2− = 1,04 + 0,03 x 96 = 3,92 (g) Vậy chọn đáp án A Nhận xét: - Nếu HS phát vấn đề tốn việc giải tốn trở nên vô đơn giản Nhưng HS áp dụng máy móc phương pháp giải truyền thống đặt ẩn, giải hệ đưa đến hệ phương trình nhiều ẩn số số phương trình, tốn trở nên phức tạp Các dạng tập sử dụng để rèn luyện lực phát vấn đề HS - Vận dụng định luật BTKL để tính khối lượng hợp chất phát triển thêm, hình thành nên phương pháp ứng dụng phổ biến giải tốn hóa học Đó phương pháp tăng giảm khối lượng Do đó, tập phần vận dụng kết hợp giải với phương pháp tăng giảm khối lượng II Phương pháp tăng giảm khối lượng:[2], [13], [14] II.1 Nguyên tắc phương pháp: Dựa vào tăng (giảm) khối lượng chuyển từ mol chất A thành mol nhiều mol chất B (có thể qua giai đoạn trung gian) ta dễ dàng tính số mol chất ngược lại trình phản ứng có thay đổi khối lượng chất II.2 Vận dụng phương pháp tăng giảm khối lượng giải tốn: II.2.1 Dạng tốn phản ứng hóa học có thay đổi thành phần hợp chất (có thể anion cation) làm chênh lệch khối lượng chất cũ chất mới: Ví dụ 1: giải lại ví dụ ĐLBTKL phương pháp tăng giảm khối lượng Theo (1), (2), (3): từ muối cacbonat chuyển thành muối clorua khối lượng muối tăng: 71 - 60 = 11g tạo mol CO2 Theo đề: n CO2 = 0, 02(mol) ⇒ khối lượng muối tăng: ∆m = 0, 02x11 = 0, 22(g) ⇒ mmuối clorua = mmuối cacbonat + ∆m = 115 + 0,22 = 115,22 (g) Vậy đáp án A Ví dụ 2: [10] Hịa tan 9,875g muối hiđrocacbonat vào nước, cho tác dụng với dung dịch H2SO4 vừa đủ đem cô cạn thu 8,25g muối sunfat trung hịa khan Cơng thức phân tử muối là: A NH4HCO3 B NaHCO3 C Ca( HCO3 )2 D KHCO3 Cách giải: gọi muối hiđrocacbonat: R(HCO3 )n với n hóa trị kim loại muối 2R(HCO3 ) n + nH 2SO → R (SO4 )n + 2nH 2O + 2nCO2 ↑ Theo phương trình: mol muối hiđrocacbonat chuyển thành mol muối sunfat khối lượng muối giảm: 61x 2n - 96n = 26n (g) khối lượng 2n mol CO2 Theo đề: ∆mgiảm = 9,875 - 8,25 = 1,625 (g) ⇒ n CO2 = 1, 625x 2n 0,125 = 0,125(mol) ⇒ n M(HCO3 ) n = (mol) 26n n Ta có hệ thức tính MR: MR = 9,875 − 61n = 18n 0,125 n n R 18 (NH4) 39 (loại) ⇒ Chọn đáp án A Nhận xét: - Nếu HS dựa vào phương trình hóa học với số liệu đề để giải tốn phải chia trường hợp tương ứng với hóa trị R để đưa công thức muối sunfat phù hợp (công thức tổng quát không phù hợp với trường hợp n = 2) Nhưng sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng cần quan tâm đến tỉ lệ số mol CO2 với muối hiđrocacbon n Do với việc sử dụng phương trình tổng qt tính số mol CO2 tốn giải nhanh chóng nhiều lần - Dựa vào phương pháp này, cho ta rút công thức tính số mol khí CO2: Độ tăng (giảm) lượng muối theo đề Số mol = Độ tăng (giảm) lượng muối theo phương trình Ví dụ 3: [9] Oxy hóa hồn tồn a(g) hỗn hợp X (gồm Zn, Pb, Ni) b(g) hỗn hợp oxit Y (ZnO, PbO, NiO) Hòa tan b(g) Y dung dịch HCl lỗng thu dung dịch Z Cô cạn Z hỗn hợp muối khan có khối lượng (b + 55) gam Khối lượng a (g) hỗn hợp X ban đầu là: A a = b -16 B a = b - 24 C a = b- 32 D a = b - Cách giải: kim loại có hóa trị → gọi chung Mhh Mhh + t0 O  M hh O → MhhO + HCl → MhhCl2 + H2O Z chứa muối khan có khối lượng lớn khối lượng oxit 55g Đó độ chênh lệch khối lượng anion Cl- O2-: mol MhhO chuyển thành mol MhhCl2 tăng: 71 - 16 = 55 (g) Theo đề: ∆mtăng = 55 (g) ⇒ noxit = nmuối = (mol) Ta có: moxit = m M hh + mO ⇒ a = m M hh = moxit − mO = b − 1x16 = b − 16 Vậy đáp án A II.2.2 Dạng tốn cho kim loại vào dung dịch muối sau phản ứng có thay đổi khối lượng kim loại dung dịch phản ứng: Dựa vào kiện đề bài, thiết lập mối quan hệ ẩn số với đề cho: a Cho kim loại A có khối lượng ban đầu m(g) vào dung dịch muối B (Avà B hóa trị) - Khối lượng kim loại A tăng tăng a % (nguyên tử khối A< nguyên tử khối a B) thì: mKL giải phóng - mKL tan = ∆mtăng hay xm 100 - Khối lượng kim loại A giảm giảm b% (nguyên tử khối A > nguyên tử khối b B) thì: mKL tan - mKL giải phóng = ∆mgiảm hay xm 100 b Khi cho hai kim loại khác (cùng hóa trị ) nhúng vào hai dung dịch muối giống nhau: đầu cho số mol hai muối dùng cho phản ứng nghĩa số mol hai kim loại tan vào hai dung dịch muối Nếu khối lượng khối lượng hai kim loại tan vào dung dịch muối Ví dụ 4: [12] Cho m(g) Fe vào 100 ml dung dịch Cu(NO3)2 nồng độ Cu2+ lại dung dịch 1/2 nồng độ Cu2+ ban đầu thu chất rắn A có khối lượng (m + 0,16)g Tính m (khối lượng Fe) nồng độ ban đầu Cu(NO3)2 (phản ứng hồn tồn) A 1,12g Fe, C = 0,3 M B 2,24g Fe, C = 0,2 M C 1,12g Fe, C = 0,4 M D 2,24g Fe, C = 0,3 M 2+ Cách giải: sau phản ứng dư Cu , Fe phản ứng hết Gọi x số mol Fe có ban đầu Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu x x x Khối lượng chất rắn tăng lên 0,16g Cu sinh Ta có: 64x - 56x = 0,16 ↔ x = 0,16 = 0, 02(mol) ⇒ mFe = 0,02 x 56 = 1,12 (g); n Cu 2+ = 0, 02x2 = 0, 04(mol) bd ⇒ CCu(NO3 )2 = 0, 04 = 0, 4(M) Vậy, chọn đáp án C 0,1 Ví dụ 5: [10] Nhúng graphit phủ lớp kim loại hóa trị II vào dung dịch CuSO4 dư Sau phản ứng khối lượng graphit giảm 0,24g Cũng graphit nhúng vào dung dịch AgNO3 phản ứng xong khối lượng graphit tăng lên 0,52g Kim loại hóa trị II kim loại sau đây: A Pb B.Cd C.Fe Cách giải: gọi kim loại có hóa trị II M có khối lượng m(g) M + Cu2+ → M2+ + Cu ↓ mol → giảm M - 64 (g) mol 0, 24 (mol) M − 64 M+ ← ∆ mgiảm = 0,24 (g) Ag+ → M2+ + Ag ↓ D.Sn mol → tăng x 108 - M = 216 - M (g) mol 0,52 (mol) 216 − M ← ∆mtăng = 0,52 (g) Vì graphit tham gia phản ứng nên: 0, 24 0,52 ↔ M = 112 = M − 64 216 − M Vậy đáp án B: Cd II.2.3 Dạng tốn nhiệt phân (ví dụ: nhiệt phân muối cacbonat, muối nitrat, kết tủa hidroxit ) Ví dụ 6: [5] Nung nóng 50g hỗn hợp gồm NaHCO3 Na2CO3 khối lượng khơng thay đổi cịn lại 34,5g chất rắn Thành phần phần trăm khối lượng chất hỗn hợp ban đầu là: A 15% 85% B 16% 84% C 17% 83% D.21% 79% Cách giải: Khi nung có NaHCO3 bị phân hủy Gọi x số mol NaHCO3 t0 2NaHCO3  Na 2CO3 + CO2 + H 2O → mol → khối lượng giảm: x 84 - 106 = 62 (g) mol 15,5x2 = 0,5(mol) 62 ← ∆mgiảm = 50 - 34,5 = 15,5 (g) m NaHCO3 = 0,5x84 = 42(g) ⇒ % m NaHCO3 = 42 x100 = 84 (%) ; % m Na CO3 = 16 (%) 50 Vậy đáp án B Nhiệt phân muối nitrat kim loại: - Các muối nitrat kim loại khác cho sản phẩm nhiệt phân khác Tổng quát: t0 A ( NO3 )n  A ( NO2 )n + → n O2 t0 2B ( NO3 )m  B2Om + 2mNO2 + → k t0 M ( NO3 )k  M + kNO2 + O → (1) m O (2) (3) Phương trình (1) ứng với kim loại kiềm thổ(Ca, Ba), riêng kim loại kiềm thổ không cho sản phẩm cuối muối nitrit mà tiếp tục bị nhiệt phân tạo oxit kim loại kiềm thổ Phương trình (2) ứng với kim loại từ Mg → Cu dãy Beketop Phương trình (3) ứng với kim loại dứng sau Cu dãy Beketop - Khi nhiệt phân muối thường cho chất rắn có khối lượng giảm lượng khối lượng NO2 O2 Dựa vào kiện để giải tốn Ví dụ 7: [Tự ra] Nung nóng AgNO3 thời gian Sau để nguội, đem cân thấy khối lượng giảm 15,5g Khối lượng AgNO3 bị phân hủy thể tích khí 300C 1,5 atm là: A 40,25g; 2,07 lít 6,02 lít B 42,50g; 2,07 lít 6,22 lít C 42,50g; 2,40 lít 6,22 lít D 40,25g; 2,40 lít 6,30 lít Cách giải: t0 PTPƯ: AgNO3  Ag ↓ + NO ↑ + O2 → 170g → ∆mgiảm = 170 - 108 = 62 (g) 108g ← ∆mgiảm = 15,5 (g) x (g) m AgNO3 bị phân hủy = x = 170x15,5 = 42,5(g) 62 Theo phương trình: n O = 1  42,  n NO2 = n AgNO3 bị phân hủy =   = 0,125(mol) 2  170  Ở 300C; 1,5 atm thể tích khí là:  22,  0,125   ( 273 + 30 ) nRT  273  VO2 = = = 2, 07(lít) P 1,5  22,  0, 25   ( 273 + 30 ) nRT  273  VNO2 = = = 6, 22(lít) P 1,5 Vậy đáp án đáp án B Ví dụ 8: [12] Nung 13,85g muối KClOx khối lượng chất rắn thu giảm 46,21% so với khối lượng muối ban đầu Xác định công thức muối Nếu cho tồn thể khí thu phản ứng tác dụng với 32g Cu (phản ứng hồn tồn) Tính khối lượng chất rắn thu sau phản ứng A KClO3; 36,8g B KClO4; 40g Cách giải: t0 KClO x  KCl + → x O2 Độ giảm khối lượng khối lượng oxi C.KClO4; 38,4g D.KClO3; 38,5g D C AgNO = ,3M CCu( NO ) = ,5 M 3 Bài tập 11: [tự ra] Hòa tan 13,2g hỗn hợp bột Fe, FeO Fe2O3 vào dd HCl Sau phản ứng thu chất rắn A kim loại; 0,56 lit chất khí B ddC - Cho ddC tác dụng hết với dd NaOH dư thu kết tủa D Nung kết tủa D khơng khí đến khối lượng khơng đổi 12g chất rắn - Mặt khác, lấy khối lượng chất rắn A khối lượng hỗn hợp đem hòa tan hồn tồn dd H2SO4 đặc, nóng dư thu 3,36 lit khí mùi xốc (đktc) Tính %mFeO hỗn hợp? A 10,53% B 27,27% C 16,36% D 44,32% Hướng dẫn: gọi số mol Fe, FeO, Fe2O3 hỗn hợp a, b, c n H2 = 0,56 = 0, 025(mol) 22, Sau phản ứng dư Fe chứng tỏ tồn lượng muối Fe3+ ddC chuyển thành muối Fe2+ Gọi số mol Fe dư d Thiết lập mối liên hệ ta hệ phương trình: 56a + 72b + 160c = 132  a = 0,1 3a = 3,36.2 = 0,3  22,  b = 0, 05 ↔  d = 0, 025 + c c = 0, 025 b + d d = 0, 05  + c = 0, 075   ⇒ %m FeO = 0, 05.72 100 = 27, 27(%) Chọn đáp án B 13, CHƯƠNG V: PHƯƠNG PHÁP DÙNG CÁC GIÁ TRỊ TRUNG BÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHÉO I Phương pháp dùng giá trị trung bình: Nội dung phương pháp chia thành nhiều dạng: - Phương pháp khối lượng mol trung bình (M) - Phương pháp số nguyên tử cacbon trung bình - Phương pháp số nguyên tử hiđro trung bình - Phương pháp gốc hiđrocacbon trung bình - Phương pháp nhóm chức trung bình - Phương pháp hóa trị trung bình Phương pháp dùng chủ yếu hóa hữu cơ, vô thường sử dụng phương pháp: khối lượng mol trung bình (M) hóa trị trung bình I.1 Phương pháp khối lượng mol trung bình(M): [13] I.1.1 Khối lượng mol trung bình: I.1.1.1 Khái niệm: - Khối lượng mol trung bình (KLMTB) hỗn hợp khối lượng mol hỗn hợp I.1.1.2 Cơng thức tính KLMTB: M= m hh M1n1 + M n + + Mi n i = n hh n1 + n + + n1 (1) Trong : mhh tổng số gam hỗn hợp nhh tổng số mol hỗn hợp M1, M2 …Mi khối lượng mol chất hỗn hợp n1, n2 … ni số mol tương ứng chất Đối với chất khí thể tích tỉ lệ với số mol nên (1) viết lại: M= M1V1 + M V2 + + Mi Vi V1 + V2 + + V1 (2) Với V1, V2 … Vi : thể tích chất khí tương ứng Từ (1) (2) suy ra: M = M1x1 + M2x2 + … + Mixi (3) Với x1, x2, … xi thành phần % số mol thể tích ( hỗn hợp khí) tương ứng chất lấy theo số thập phân ( nghĩa 100% ứng với x = 1) Chú ý: Nếu hỗn hợp có hai chất có khối lượng mol tương ứng M1 M2 công thức (1), (2), (3) viết dạng: (1) suy M= M1n1 + M (n − n1 ) n (2) suy M= M1V1 + M (V − V1 ) V (3) suy M = M1x + M2 (1-x) Trong n1, V1, x số mol, thể tích, thành phần % số mol thể tích ( hỗn hợp khí ) chất thứ M1 I.1.1.3 Tính chất: - M khơng phải số mà có giá trị phụ thuộc vào thành phần lượng chất hỗn hợp - M nằm khoảng khối lượng mol phân tử chất nhỏ lớn Mmin < M < Mmax - Hỗn hợp hai chất A, B có MA < MB có thành phần tính theo số mol tương ứng a%, b% : a% = b% = 50 M= MA + MB a% < 50% < b% M> MA + MB a% > 50% > b% M< MA + MB I.1.2 Vận dụng giải tốn: Trong vô vơ, thường gặp dạng tốn xác định khối lượng nguyên tử kim loại thuộc phân nhóm nằm chu kỳ nhau; xác định thành phần hỗn hợp muối cation anion; xác định % số lượng đồng vị nguyên tố; % thể tích khí hỗn hợp I.1.2.1 Vận dụng giải tốn liên quan đến hỗn hợp kim loại hỗn hợp muối Ví dụ 1: [tự ra] Hồ tan hết 7,6g hỗn hợp kim loại X Y nhóm IIA thuộc chu kỳ liên tiếp dd HCl dư thu 5,6 lit khí (đktc) X Y kim loại sau đây? A Mg Ca B Be Mg C Ca Sr Cách giải: gọi công thức kim loại X, Y M n H2 = 5, = 0, 25(mol) 22, M + H C l → M C l2 + H 2↑ 0,25mol 0,25mol D Sr Ba ⇒ M= 7, = 30, Giả sử X< M = 30,4 63 A 65 Cu , CuCl B 65 Cu , CuCl2 C 64 Cu , CuCl2 D 64 Cu , CuCl Cách giải: gọi đồng vị Cu: A Cu Ta có: M Cl = 75 25 35 + 37 = 35,5 100 100 Trong CuClx, %mCu = 47,228% ⇔ M Cu 100 = 47, 228 ↔ M Cu = 0, 47228M Cu + 16, 7659x M Cu + 35,5x ↔ 0,52772M Cu = 16, 7659x ↔ M Cu = 31, 771x (1) Mà: M Cu = 63 0,73 + A2 0,27 = 63 0,73 + (63 + x) 0,27 (vì A − A1 = x M Cu > 63) ⇔ M Cu = 63 + 0, 27x (2) Từ (1) (2) ⇒ x ≈ 2; MCu = 63,54; A2 = 65 Chọn đáp án B I.1.2.3 Dạng tốn liên quan đến hỗn hợp khí: Ví dụ 4: [tự ra] Hỗn hợp A gồm khí N2, H2, NH3 (và chất xúc tác) có tỉ khối so với H2 6,05 Nung nóng A thời gian thấy tỉ khối hỗn hợp so với H2 tăng 0,348 Vậy, hiệu suất tạo khí NH3 là: A 10% b 18,75% C 34% D 27% Cách giải:  N : x(mol)  H : y(mol) mol hỗn hợp A ↔ x + y + z =  NH : z(mol)  Theo đề: d hh = 6, 05 ↔ M tr = 28x + 2y + 17z = 6.05.2 = 12,1 (1) (2) H2 Mặt khác: y = 4x (3) Từ (1), (2), (3) ⇒ x = 0,1; y = 0,4; z = 0,5 N + 3H t ,p xt 2NH Ban đầu: 0,1 0,4 0,5 Phản ứng: a 3a 2a Cân bằng: 0,1-a 0,4-3a 2a+0,5 28(0,1 − a) + 2(0, − 3a) + 17(2a + 0,5) = 6,398.2 = 12, 796 − 2a ⇒ − 2a = 0,946 ⇒ a = 0, 027 Ms = Hiệu suất tạo khí NH3 là: 27% Vậy đáp án D I.2 Phương pháp hóa trị trung bình: Thường áp dụng dạng tốn hỗn hợp mà hóa trị ngun tố khơng đổi tốn Ví dụ 5: [17] Hỗn hợp A gồm kim loại X,Y có hóa trị khơng đổi khơng có kim loại hóa trị I Lấy 7,68g hỗn hợp A chia thành phần nhau: - Phần 1: nung khí O2 dư để oxi hóa hồn tồn, thu 6g hỗn hợp rắn B gồm oxit - Phần 2: hòa tan hồn tồn dd chứa HCl H2SO4 lỗng, thu V lit khí H2 (đktc) ddC Tính V A 2,352lit B 4,704lit C 3,024lit D 1,176lit Cách giải: gọi kí hiệu chung kim loại X, Y là: M; hóa trị trung bình x ; số mol hỗn hợp phần là: a M + xO → M O x (1) 2M + xHC l → 2M Cl x + xH ↑ (2) 2M + xH SO → M (SO ) x + xH ↑ (3) Từ ĐLBTKL ⇒ mO2 pư = − ⇒ n O2 = 7, 68 = 2,16(g) ax 2,16 = = 0, 0675(mol) ↔ ax = 0, 0675.4 = 0,135(mol) 32 Từ (2) (3) ⇒ n H = x ax nM = = 0,135(mol) ⇒ VH = 3, 024(l) 2 Chọn đáp án C Ví dụ 6: [13] Cho luồng H2 qua ống sứ đốt nóng đựng 11,3g hỗn hợp oxit vanađi hóa trị kề tới khử hồn tồn cho khí khỏi ống sứ qua H2SO4 đặc thấy khối lượng axit tưng lên 4,68g Xác định oxit vanađi A V2O3 VO2 B V2O3 V2O4 A V2O3 V2O A VO VO2 Cách giải: gọi x hóa trị trung bình vanađi t0C V2O x + xH  2V + xH 2O → m H O = 4, 68g (1) Theo (1) ta có: 11,3 4, 68 = → x ≈ 3, 51.2 + 16x 18 x Vậy oxit V2O3 VO2 Chọn đáp án A II Phương pháp đường chéo: [2], [14] Phương pháp đường chéo thường áp dụng để giải tốn trộn lẫn chất với nhau, đồng thể: lỏng - lỏng, khí - khí, rắn - rắn dị thể lỏng - rắn, lỏng - khí, hỗn hợp cuối phải đồng thể Phương pháp có ý nghĩa thực tế trường hợp pha chế dung dịch Tuy nhiên, phương pháp áp dụng cho trường hợp trộn lẫn dung dịch chất (hoặc chất khác phản ứng với nước lại cho chất) ; không áp dụng cho trường hợp trộn lẫn chất khác xảy phản ứng hóa học II.1 Nguyên tắc phương pháp: trộn lẫn dung dịch: - Dung dịch 1: có khối lượng m1, thể tích V1, nồng độ C1 (C% CM), khối lượng riêng d1 - Dung dịch 2: có khối lượng m2, thể tích V2, nồng độ C2 (C2 > C1), khối lượng riêng d2 - Dung dịch thu có m = m1+ m2, V= V1+ V2, nồng độ C (C1