PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ I.1. Lý do chọn đề tài: Hóa Học là môn khoa học thực nghiệm, giữa kiến thức lý thuyết gắn liền với thực nghiệm để kiểm chứng. Cũng giống như các môn học khác sau khi được nghiên cứu về lý thuyết là vận dụng vào giải các bài tập nhằm củng cố lại kiến thức lý thuyết. Mặt khác, các bài tập trong sách giáo khoa, sách bài tập lại không được phân dạng cụ thể, đây là vấn đề làm cho học sinh “lúng túng”, cũng như “ ngại” làm bài tập tính toán. Vì vậy, xây dựng một phương pháp, đưa phương pháp vào nội dung kiến thức nào để khi các em học sinh tiếp thu được và vận dụng có hiệu quả nhất là một thành công nhất định nào đó của Thầy cô trược tiếp giảng dạy. Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT, đặc biệt là trong quá trình ôn thi học sinh giỏi, ôn thi Đại học - Cao đẳng; các dạng bài tập định tính, định lượng về: Sắt, Đồng và hợp chất của chúng khi tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc là một chủ đề hay, đa dạng và khá quan trọng nên các bài tập thường có mặt trong các kì thi lớn của Tỉnh, của Quốc Gia. Trên cơ sở đó, tôi mạnh dạn chọn đề tài: “Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc” làm sáng kiến kinh nghiệm cho mình. Với hy vọng đề tài sẽ là tài liệu hữu ích cho việc học tập của các em học sinh, cho công tác giảng dạy của cá nhân tôi và các đồng nghiệp. I.2. Mục đích của đề tài: Giúp học sinh nghiên cứu cơ sở lý thuyết cơ bản về: Sắt, Đồng và một số dạng hợp chất của chúng. Đồng thời tìm hiểu vai trò, cách vận dụng và kết hợp ba định luật hóa học: Bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng và bảo toàn electron. Để giải quyết các dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất. Từ đó phát triển tư duy, sáng tạo, tránh được những lúng túng, sai lầm, tiết kiệm thời gian làm bài và nâng cao kết quả trong học tập, trong các kỳ thi. . I.3. Nhiệm vụ đề tài: + Phân loại cơ bản về dạng bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc và đưa ra cách giải nâng cao hiệu quả trong học tập của học sinh. + Hệ thống, sắp xếp các dạng bài tập theo đặc điểm chung, các dạng bài tập. I.4. Đối tượng nghiên cứu: + Bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. + Các dạng bài tập trong chương trình THPT và trong các đề thi HSG, ĐH - CĐ. I.5. Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Qua quá trình giảng dạy hóa học trong trường THPT và quá trình ôn thi TN, HSG, ĐH - CĐ. I.6. Phương pháp nghiên cứu: Trang 1 - Nghiên cứu cơ sở lý luận của giảng dạy bài toán hóa học trong nhà trường. - Nghiên cứu tài liệu, Internet, sách giáo khoa, tham khảo, các đề thi: HSG, ĐH, - Thực nghiệm: Thống kê toán học và xử lý kết quả thực nghiệm. PHẦN II: NỘI DUNG. II. 1. Cơ sở lý luận: Để hình thành được kỹ năng giải nhanh bài tập hóa học thì ngoài việc giúp học sinh nắm được bản chất của quá trình phản ứng thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một phương pháp giải nhanh bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài. Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì việc giải nhanh các bài toán hóa học là yêu cầu hàng đầu của người học, yêu cầu tìm ra được phương pháp giải toán một cách nhanh nhất, không những giúp người học tiết kiệm được thời gian làm bài mà còn rèn luyện được tư duy và năng lực phát hiện vấn đề của người học. II. 2. Thực trạng vấn đề: Về chủ đề : Sắt, Đồng và hợp chất của chúng khi tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. Một số tác giả khác cũng đã đề cập đến cách làm này trong một số tài liệu tham khảo. Tuy nhiên, ở đó mới chỉ dừng lại giải một số bài tập đơn lẻ chưa có hệ thống, chưa có tính khái quát. Do đó nội dung kiến thức và kĩ năng giải về chủ đề này cung cấp cho học sinh chưa được nhiều. Nên khi gặp các bài toán dạng này các em thường lúng túng trong việc tìm ra cách giải phù hợp, hoặc không làm được hoặc làm được nhưng mất rất nhiều thời gian. Trên thực tế, với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay đã có rất nhiều Thầy cô có uy tín xây dựng nên hệ thống “Công thức kinh nghiệm” giúp tìm ra kết quả nhanh nhất. Nhưng, những công thức về dạng bài tập này như: + Công thức tính khối lượng muối thu được khi hòa tan hết hỗn hợp sắt và các oxít sắt bằng HNO 3 dư giải phóng khí NO và NO 2 . m Muối = 80 242 ( m hỗn hợp + 24. n NO + 8. n NO 2 ) + Công thức tính khối lượng muối thu được khi hòa tan hết hỗn hợp Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 bằng H 2 SO 4 đặc, nóng, dư giải phóng khí SO 2 . m Muối = 160 400 ( m hỗn hợp + 16.n SO 2 ). V.v Thiết nghỉ để học sinh áp dụng không khó, nhưng để nhớ, hiểu trong quá trình thi cử mà không có tài liệu“Công thức kinh nghiệm” thì rất khó và dể nhầm lẫn. Do đó, tôi đã chọn và xây dựng “Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc” với mục đích giúp học sinh nhận dạng bài toán, giảm áp lực phải ghi nhớ công thức và giải bài toán một cách nhanh nhất nhưng cũng được lập luận chặt chẽ. II. 3. Phạm vi và cách tiến hành đề tài; Trang 2 II. 3. 1. Phạm vi: Do khuôn khổ của đề tài có hạn nên đề tài Tôi chỉ đề cập đến việc vận dụng và kết hợp: Định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng và bảo toàn Electron. Để giải một số dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc trong chương trình THPT. II. 3. 2. Cách tiến hành: Trong đề tài này tôi xin trình bày phương pháp giải các dạng bài bập về: Fe, Cu và hợp chất như: các oxit sắt, oxit đồng; hợp chất sắt, đồng với lưu huỳnh tác dụng HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng, H + + NO 3 − ở ba dạng chính: Dạng1: Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. Dạng2: Bài tập Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. Dạng3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. II. 4. Biện pháp thực hiện. II. 4. 1. Cơ sở của phương pháp: II.4.1.1. Định luật bảo toàn nguyên tố (ĐLBTNT): Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố: Trong các phản ứng, quá trình hóa học các nguyên tố luôn được bảo toàn. Nghĩa là: - Tổng số mol nguyên tử của nguyên tố M bất kì trước và sau phản ứng không đổi. - Khối lượng nguyên tử của nguyên tố M bất kì trước và sau phản ứng không đổi. II.4.1.2. Định luật bảo toàn khối lượng (ĐLBTKL): - Khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng khối lượng các chất được tạo thành sau phản ứng. Nghĩa là: Tổng khối lượng các chất trước phản ứng( m T ). Tổng khối lượng các chất sau phản ứng( m S ).  *m T = m S . - Khối lượng hợp chất bằng tổng khối lượng nguyên tử của nguyên tố tạo thành hợp chất đó. II.4.1.3. Định luật bảo toàn electron (ĐLBTe): Nguyên tắc cân bằng phản ứng oxi hóa - khử theo phương pháp thăng bằng electron: Tổng số electron nhường bằng tổng số electron nhận. Từ đó suy ra hệ quả: Tổng số mol electron nhường bằng tổng số mol electron nhận trong một phản ứng hoặc hệ phản ứng. * e n ∑ (nhường) = . M a n ∑ = e n ∑ (nhận) = . X b n ∑ . Với a là số electron M nhường; b là số electron X nhận; n M , n X lần lượt là số mol của M, X. II.4.2. Một số lưu ý: Trang 3 * Về HNO 3 : - Từ sơ đồ trên ta có: e n ∑ (nhận) = 2 2 2 4 3 3. 8 10 8 NO NO N O N NH NO n n n n n + + + + [1.1] 3 HNO n (p/ứ) = 3 NO n − (tạo muối kim loại) + 2 2 2 4 3 2 2 NO NO N N O NH NO n n n n n+ + + + [1.2] + Với dạng kim loại tác dụng với HNO 3 : Ta có: 3 NO n − (tạo muối kim loại) = e n ∑ (nhường) = e n ∑ (nhận) - Từ [1.1],[1.2] 3 HNO n (p/ứ) = 2 2 2 4 3 4 2 10 12 10 NO NO N O N NH NO n n n n n + + + + [1.3] Ta có: m muối = m kim loại + 3 NO m − (tạo muối kim loại)  m muối =m kim loại + 2 2 2 4 3 62 (3. 8 10 ) 80 NO NO N O N NH NO n n n n n × + + + + [1.4] Chú ý: Với các công thức [1.1]; [1.2]; [1.3]; [1.4], sản phẩm khử nào không có thì số mol của chúng bằng không. * Về H 2 SO 4 đặc nóng: - Từ sơ đồ trên ta có: e n ∑ (nhận) = 2 2 SO n + 6 2 8 S H S n n+ [1.5] 2 4 H SO n (p/ứ) = 2 4 SO n − (tạo muối) + 2 SO n + 2 S H S n n+ [1.6] Ta có: 2 4 SO n − (tạo muối) = 1 2 e n ∑ (nhường) = 1 2 e n ∑ (nhận) - Từ [1.5], [1.6]  2 4 H SO n (p/ứ) = 2 2 2 3 4 SO S H S n n n + + [1.7] + Với dạng kim loại tác dụng với H 2 SO 4 đặc nóng: Ta có: m muối = m kim loại + 2 4 SO m − (tạo muối)  m muối =m kim loại + 2 2 1 96 (2 6 8 ) 2 SO S H S n n n × + + [1.8] Chú ý: Với các công thức [1.5]; [1.6]; [1.7]; [1.8], sản phẩm khử nào không có thì số mol của chúng bằng không. * Về H + + NO 3 - : Hỗn hợp ion này được tạo ra khi thành phần dung dịch tham gia phản ứng có ion NO 3 − và ion H + . Phản ứng có dạng: Trang 4 M + 3 H NO + − + → M n+ + sp khử: NO, NO 2 + H 2 O. II.5. Các dạng bài tập: Dạng 1: Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. * Dãy điện hóa: K + Na + Al 3+ Zn 2+ Fe 2+ Ni 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Fe 3+ Hg 2+ Ag + Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần K Na Al Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe 2+ Hg Ag Tính khử của kim loại giảm dần Nếu sau quá trình phản ứng xảy ra hoàn toàn dư kim loại Fe thì: Fe + 2 Fe +3 → 3 Fe +2 Bài 1.1 : Nung 25,2 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn X gồm Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO. Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO 3 dư thu được 6,76 lít khí NO 2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giá trị của m là A. 33,6 gam. B. 40,32 gam. C. 28,2 gam. D. 38,6 gam. Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: + BTKL tìm m = m Fe + m O(pứ) (1) + Trong quá trình: Fe nhường electron; O, N nhận electron.  ĐLBTe ta có: 3n Fe = 2n O(pứ) + 2 NO n (2) * Giải: n Fe = 0,45 mol; 2 NO n = 0,3 mol . Từ (2) → n O(pứ) = 0,225 mol. ⇒ Từ (1) m = m Fe + m O = 25,2 + 0,225.16 = 33,6 gam (Đáp án A) Bài 1.2: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 bằng H 2 SO 4 đặc nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO 2 (đktc). Khối lượng muối trong dung dịch Y là A. 160 gam. B.140 gam. C. 120 gam. D.100 gam. Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: + ĐLBTKL: m X = m Fe + m O =49,6 (1) + Trong quá trình: Fe nhường electron; O, S nhận electron.  ĐLBTe ta có: 3n Fe = 2n O(pứ) + 2 2 SO n (2) + m muối = 2 4 3 ( ) 1 .400 2 Fe SO Fe m n= (3) *Giải: 2 SO n = 8,96 0,4 22,4 = mol . Gọi số mol Fe, O trong X lần lượt là a, b: Từ (1) (2) ta có: 3a = 2b + 0,8 56a + 16b = 49,6 Giải hệ ta được: a = 0,7; b = 0,65. Từ (3)  2 4 3 Fe (SO ) m = 140 gam. (Đáp án B) Trang 5 Bài 1.3: Cho 10,4 gam hỗn hợp X (gồm Fe, FeS, FeS 2 , S) tác dụng với dung dịch HNO 3 đặc nóng, dư thu được V lít khí NO 2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 dư được 45,65 gam kết tủa. Giá trị của V: A. 26,88 B. 13,44 C. 17,92 D. 16,8 Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: + ĐLBTKL: m X = m Fe + m S = 10,4 (1) Mặt khác: 3 2 3 3 ( ) 2 4 4 ( ) : : : : d HNO Ba OH Fe OH amol Fe amol Fe amol S bmol SO bmol BaSO bmol + + + −     ↓       → →       ↓           (2) + Trong quá trình: Fe, S nhường electron; N nhận electron.  ĐLBTe ta có: 3n Fe + 6n S = 2 NO n (3) * Giải: Từ (1) (2) ta có hệ: 56 32 10,4 0,1 107 233 45,65 0,15 a b a mol a b b mol + = =   →   + = =   Từ (3) ta có: 2 NO n = 3 × 0,1 + 6 × 0,15 = 1,2 mol → V = 1,2 × 22,4 = 26,88 (lít) Đáp án: A Bài 1.4: ( Trích đề thi ĐH - CĐ 2002 - A ). Cho 18,5 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe 3 O 4 tác dụng với 200ml dung dịch HNO 3 a (mol/lít). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đktc), dung dịch B và 1,46 gam kim loại. Tìm khối lượng muối trong B và giá trị của a. Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: - Kim loại dư là Fe: 1,46 gam. Đặt X gồm Fe, O: + ĐLBTKL: m X(pứ) = m Fe(pứ) + m O =18,5 - 1,46 = 17,04 (1) + Trong quá trình: Fe nhường electron, vì sau phản ứng Fe dư nên trong quá trình Fe chỉ nhường 2 electron; O, N nhận electron.  ĐLBTe ta có: 2n Fe = 2n O(pứ) + 3 NO n (2) + m muối = 3 2 ( ) .180 Fe NO Fe m n= (3) + 3 3 2 ( ) 2 HNO Fe NO NO n n n= + (4) *Giải: 56a + 16b = 17,04 Từ (1) (2) ta có hệ 2a = 2b + 0,3 Giải hệ ta được: a = 0,27; b = 0,12. Từ (3) m Muối thu được = 3 2 Fe (NO ) m =0,27. 180= 48,6 gam. Từ (4)  3 HNO n = 2.0,27 + 0,1 = 0,64 mol → a = 0,64 3,2 0,2 = . Đáp số: m Muối thu được =48,6 gam; a = 3,2. Trang 6 Bài 1.5: Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa tan hết vào dung dịch Y gồm (HCl và H 2 SO 4 loãng) dư thu được dung dịch Z. Nhỏ từ từ dung dịch Cu(NO 3 ) 2 1M vào dung dịch Z cho tới khi ngưng thoát khí NO. Thể tích dung dịch Cu(NO 3 ) 2 cần dùng và thể tích khí thoát ra ở đktc là A. 75 ml; 3,36 lít. B. 50 ml; 22,4 lít C. 75 ml; 2,24 lít. D.50ml; 4,48 lít. Hướng dẫn giải. * Phân tích bài toán: + ĐLBTNT, BTKL: X gồm có: Fe, O. Với: Fe: Fe n + FeO n + 2 2 3 Fe O n + 3 3 4 Fe O n = 1,05 mol O: FeO n + 3 2 3 Fe O n + 4 3 4 Fe O n = 1,2 mol + Trong quá trình: Fe nhường electron; O, H, N nhận electron.  ĐLBTe ta có: 3n Fe = 3n NO + 2n O + 2 2 H n (1) - Hỗn hợp X gồm (Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , FeO) với số mol mỗi chất là 0,15 mol, hòa tan hết vào dung dịch H + dư nên: 2 H n =n kl Fe = 0,15 mol. + Vì H + dư, phản ứng đến khi ngừng khí NO thoát ra nên: 3 2 Cu( NO ) NO 1 n n 2 = (2) *Giải: Từ (1) 3,15 = 3n NO + 2,4 + 0,3  x = 0,15 mol ⇒ V NO = 0,15×22,4 = 3,36 lít. Từ (2)  3 2 ( )Cu NO n = 0,075mol. → 2 3 2 d Cu(NO ) 0,075 V 1 = = 0,07lít = 75ml. (Đáp án A) Bài 1.6: Dung dịch A gồm 0,4 mol HCl và 0,05 mol Cu(NO 3 ) 2 . Cho m gam bột Fe vào dung dịch A khuấy cho đến khi phản ứng kết thúc thu được chất rắn X gồm hai kim loại, có khối lượng 0,8m gam. Tìm m (biết sản phẩm khử duy nhất của quá trình chỉ là NO). Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: + Vì rắn X gồm 2 kim loại nên theo bài ra, X gồm: Fe (dư) , Cu: 0,05 mol và dung dịch sau phản ứng chỉ có muối của ion Fe +2 . 0,8m = m Fe(dư) + 0,05.64 →m Fe(dư) = 0,8m-3,2.  m Fe(pứ) = m - (0,8m - 3,2)= 0,2m+3,2 (1) + Vì: 4H + + NO 3 - + 3e→ NO + 2H 2 O 0,4 0,1 0,1 mol( vừa đủ )(2) + Trong quá trình: Fe nhường electron; Cu 2+ , N nhận electron. - ĐLBT e: 2n Fe = 2 2 Cu n + +3 NO n (3) *Giải: Từ (1) (2) (3)  0,2 3,2 ( ).2 56 m + = 0,1+0,3  m = 40 gam Dạng 2: Bài tập Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở Trang 7 gốc. Với dạng này có những bài tập tương tự như dạng 1. Chẳng hạn, cho hỗn hợp Cu, Cu 2 O, CuO hoặc Cu, CuS, Cu 2 S, S tác dụng với HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng, H + + NO 3 - ; phương pháp giải quyết loại bài này tương tự như dạng 1 đã trình bày ở trên. Nên phần này Tôi trình bày một số loại bài tập đặc trưng về kim loại Cu là chủ yếu. *Kim loại Cu có tính khử yếu. Nên: Cu + H + + NO 3 - ( HNO 3 ) → Cu +2 + sp khử: NO, NO 2 + H 2 O Cu + H 2 SO 4(đặc nóng) → CuSO 4 + sp khử: SO 2 + H 2 O Bài 2.1: (Trích đề thi chọn HSG tỉnh Thanh Hóa 2010-2011) Cho 2,56 gam kim loại Cu phản ứng hoàn toàn với 25,2 gam dung dịch HNO 3 60% thu được dung dịch A. Biết rằng nếu thêm 210ml dung dịch KOH 1M vào A rồi cô cạn và nung sản phẩm thu được tới khối lượng không đổi thì được 20,76 gam chất rắn. Hãy xác định nồng độ % của các chất trong A. Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: + n Cu = 0,04 mol; n HNO3(đầu) =0,24mol ; n KOH(đầu) =0,21mol + Cu nhường electron, N nhận electron. + Vì Cu có tính khử yếu nên sản phẩm khử: NO, NO 2 . * Giải: Sơ đồ: Cu → Cu(NO 3 ) 2 → Cu(OH) 2 o t → CuO 0,04 0,04 mol KOH + HNO 3 → KNO 3 + H 2 O (1) x x x mol 2KOH + Cu(NO 3 ) 2 →Cu(OH) 2 + 2KNO 3 (2) 0,08 0,04 0,04 0,08 mol KNO 3 o t → KNO 2 + 1 2 O 2 (3) 0,08 + x 0.08+x mol + Rắn sau nung CuO: 0,04 mol; KNO 2 : 0,08+x; KOH ( có thể dư ) :0,13-x (mol)  80.0,04 + 85(0,08 +x) + 56(0,13-x)=20,76 → x = 0,12<0,13. Vậy KOH dư - ĐLBTNT ⇒ n HNO 3 (pứ) = ) 2 2n Cu(NO 3 + n NO 2 + n NO = 0,24-x =0,12 mol. → n NO 2 + n NO = 0,12-2.0,04=0,04 mol (4) - ĐLBTe: n NO 2 + 3 n NO = 2n Cu =0,08 (5) Giải hệ (4) (5): n NO 2 = 0,02; n NO = 0,02. Sản phẩm khử gồm: NO, NO 2 . Vậy dung dịch A: ) 2 Cu(NO 3 m = 7,52 gam. Trang 8 HNO 3 m (dư) = 0,12.63=7,56 gam m dd = 2,56+25,2-(0,02.46+0,02.30)=26,24 gam C% HNO 3 dư 7,56.100 26,24 = = 28,81%; C% Cu(NO 3 ) 2 7,52.100 26,24 = = 28,66% Bài 2.2: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2011-A) Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dung dịch X gồm HNO 3 0,6M và H 2 SO 4 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là A.19,76 gam. B. 22,56 gam. C. 20,16 gam. D. 19,20 gam Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: + Xác định số mol Cu, H + , 2 3 4 ,NO SO − − . + Tìm lượng mol ion còn lại sau phản ứng: m chất tan = ion m ∑ (1) + Nếu H + không còn sau phản ứng thì: m muối = ion m ∑ ; nếu H + còn sau phản ứng khi đó có 2 kha năng xảy ra: - Dung dịch sau phản ứng có thể tồn tại phân tử HNO 3 : m muối = ion m ∑ - 3 HNO m - Dung dịch sau phản ứng có thể tồn tại phân tử H 2 SO 4 : m muối = ion m ∑ - 2 4 H SO m  3 ion HNO m m− ∑ < m muối < 2 4 ion H SO m m− ∑ (2) * Giải: n Cu = 0,12mol; + H n = n HNO 3 +2 S n H O 2 4 = 0,32mol; n NO 3 − =0,12mol; 2 4 SO n − = 0,1 mol. 3Cu + 8H + + 2NO 3 - → 3Cu +2 + 2NO  + 4H 2 O 0,12 0,32 0,12 mol Sau pứ: 0 0 0,04 (tạo muối) 0,12 0,08 0,12 - Dung dịch sau phản ứng có: 2 2 3 4 : 0,12 ; : 0,04 ; : 0,1Cu mol NO mol SO mol + − − Từ (1) → m Muối = 19,76 gam (Đáp án A) Phát triển bài toán: Cho 7,68 gam Cu vào 220 ml dung dịch X gồm HNO 3 0,6M và H 2 SO 4 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn (sản phẩm khử duy nhất là NO), cô cạn cẩn thận toàn bộ dung dịch A sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là A. 19,184 gam. B. 19,78 gam. C. 18,736 gam. D. 19,26 gam Hướng dẫn giải Theo bài ra: n Cu = 0,12mol; + H n = n HNO 3 +2 S n H O 2 4 = 0,352mol; 3 NO n − =0,132mol; 2 4 SO n − = 0,11 mol. 3Cu + 8H + + 2NO 3 - → 3Cu +2 + 2NO  + 4H 2 O 0,12 0,352 0,132 mol Sau pứ: 0 0,032 (dư) 0,052 0,12 Trang 9 Dung dịch A gồm: Cu 2+ 0,12mol; NO 3 - 0,052mol; SO 4 2- 0,11mol; H + 0,032mol. Áp dụng CT (2) : 19,48< m muối <19,929 → (Đáp án B) Bài 2.3: (Trích đề thi ĐH-CĐ 2007-B). Thực hiện hai thí nghiệm: TN 1: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch HNO 3 1M thoát ra V 1 lít NO. TN 2: Cho 3,84 gam Cu phản ứng với 80 ml dung dịch chứa HNO 3 1M và H 2 SO 4 0,5 M thoát ra V 2 lít NO. Biết NO là sản phẩm khử duy nhất, các thể tích khí đo ở cùng điều kiện.Quan hệ giữa V 1 và V 2 là A. V 2 = V 1 . B. V 2 = 2V 1 . C. V 2 = 2,5V 1 . D. V 2 = 1,5V 1 . Hướng dẫn giải +TN 1: n Cu = 0,06 mol; + H n = n NO 3 − =0,08mol +TN 2: n Cu = 0,06 mol; + H n = n HNO 3 +2 S n H O 2 4 = 0,16mol; n NO 3 − =0,08mol Tương tự Bài 2.2 ta có: 3Cu + 8H + + 2NO 3 - → 3Cu +2 + 2NO  + 4H 2 O TN1: 0,06 (dư) 0,08 (hết) 0,08 (dư) 0,02 mol TN2: 0,06 (hết) 0,16 (hết) 0,08 (dư) 0,04 mol Ta thấy n NO(2) =2n NO(1) ; Khí đo cùng điều kiện nên: V 2 = 2V 1 . (Đáp án B) Dạng 3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. Kết hợp hai phần lý thuyết sơ bộ về Fe, Cu và hợp chất liên quan đã nêu ở trên, thì dạng này luôn chú ý đến dãy điện hóa (quy tắc  ) trong trường hợp bài toán có Fe, Cu hoặc một trong hai kim loại đó tác dụng với axit có tính oxi hóa thiếu hoặc sau phản ứng hoàn toàn vẫn còn kim loại. * Dãy điện hóa: K + Zn 2+ Fe 2+ Ni 2+ Sn 2+ Pb 2+ H + Cu 2+ Fe 3+ Hg 2+ Ag + Tính oxi hóa của ion kim loại tăng dần K Zn Fe Ni Sn Pb H Cu Fe 2+ Hg Ag Tính khử của kim loại giảm dần + Quy tắc : X x+ Y y+ X Y  Dạng phương trình phản ứng :Y y+ +X →X x+ + Y Như vậy: - Nếu sau phản ứng còn kim loại thì muối thu được không có muối của ion Fe +3 . Vì: Fe + 2Fe 3+ → 3Fe 2+ hoặc: Cu + 2Fe 3+ → Cu 2+ + 2Fe 2+ Bài 3.1: Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu bằng axit HNO 3 , thu được 5,6 lít Trang 10 [...]... lưu ý II.5 Các dạng bài tập Dạng1: Bài tập Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc Dạng2: Bài tập Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc Dạng3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc * Một số bài tập áp dụng Phần III: Kết quả nghiên cứu của đề tài Phần IV: Kiến nghị và đề xuất Trang 02 02 02 02 02 03 03 03 03 03... được dung dịch chỉ chứa một chất tan và kim loại dư Chất tan đó là A Cu( NO3)2 B HNO3 C Fe(NO3)2 D Fe(NO3)3 Bài 11 Cho m gam Cu tác dụng với dung dịch chứa Fe(NO 3)3 và HCl, sau phản ứng thu được dung dịch X (chứa 2 chất tan) và 20,16 lít (đktc) khí NO Gía trị lớn nhất của m là A 96,0 B 105,6 C.86,4 D 172,8 Bài 12 Cho a gam Fe vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M và Cu( NO3)2 1M Sau khi các phản... thức và thêm một số kinh nghiệm trong giảng dạy Từ đó nâng cao trình độ chuyên môn nghiệp vụ sư phạm của mình 2 11A3 40 2 5,0 8 PHẦN IV: KIẾN NGHỊ VÀ ĐỀ XUẤT “Vận dụng, kết hợp ba định luật bảo toàn: Nguyên tố,Khối lượng, Electron giải nhanh một số dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc ” Là một kĩ năng quan trọng giúp học sinh giải nhanh các bài tập hóa. .. sunfat khan Giá trị của m là A 52,2 B 54,0 C.48,4 D 58,0 Bài 9 Cho hỗn hợp X có khối lượng a gam gồm Cu 2S, Cu2 O và CuS có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO 3 đun nóng, thu được dung dịch chứa các ion Cu2 +, SO42- và HNO3 dư đồng thời có 1,5 mol khí NO 2 duy nhất thoát ra Giá trị của a là Trang 14 A 25,2 B 30 C 40 D 20 Bài 10.(ĐH-CĐ 2007-B) Cho hỗn hợp Fe, Cu phản ứng với dung dịch HNO... 2,08 gam Cu (không tạo thành sản phẩm khử của N +5) Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn Giá trị của m là A 2,40 B 4,20 C 4,06 D 3,92 Bài 14 Cho m gam hỗn hợp A gồm a mol FeS 2 và b mol Cu2 S tác dụng vừa đủ với dung dịch HNO3 thì thu được dung dịch A ( chỉ chứa 2 muối sunfat ) và 26,88 lít hỗn hợp khí Y gồm NO và NO 2 (đktc, là những sản phẩm khử duy nhất), tỷ khối của Y so với H2 là 19 Giá trị của m:... NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Để có sự đánh giá khách quan sau thời gian ứng dụng đề tài “Phương pháp giải nhanh một số dạng bài tập về Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc” vào thực tiễn giảng dạy tôi đã chọn ra 3 lớp 11 đó là: 11A2, 11A3 và 11A4 Trường THPT Triệu Sơn 6 - Trong đó: Lớp 11A4 làm đối chứng và lớp 11A2, 11A3 làm thực nghiệm Ba lớp này các có lực học tương đương... MỘT SỐ BÀI TẬP ÁP DỤNG Bài 1.(ĐH-CĐ 2007-A) Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,12 mol FeS 2 và a mol Cu2 S vào axit HNO3 (vừa đủ), thu được dung dịch X (chỉ chứa hai muối sunfat) và khí duy nhất là NO Giá trị của a là A 0,04 B 0,075 C 0,12 D.0,06 Bài 2 Cho 12gam hỗn hợp Fe và Cu vào 200ml dung dịch HNO 3 2M, thu được một chất khí (sản phẩm khử duy nhất) không màu, hóa nâu trong không khí, và có một kim loại... hỗn hợp X gồm Cu2 S, CuS, FeS2 và FeS tác dụng hết với HNO3 (đặc nóng, dư) thu được V lít khí chỉ có NO2 (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y Cho toàn bộ Y vào một lượng dư dung dịch BaCl2, thu được 46,6 gam kết tủa; còn khi cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch NH3 dư thu được 10,7 gam kết tủa Giá trị của V là A 38,08 B 24,64 C 16,8 D 11,2 Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: + X gồm có: Cu: ... hỗn hợp A gồm 2 kim loại: x mol Fe và 0,15 mol Cu trong không khí một thời gian, thu được 63,2g hỗn hợp B gồm 2 kim loại trên và hỗn hợp các oxit của chúng Đem hoà tan hết lượng hỗn hợp B bằng dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư thì thu được 0,3 mol SO2 x là: A 0,6 mol B 0,7 mol C 0,4 mol D 0,5 mol Hướng dẫn giải * Phân tích bài toán: + Trong quá trình: Fe, Cu nhường electron; O, S nhận electron: 3nFe + 2nCu... 0,025 64.0, 01 → %mCu = 2, 44 100% = 26, 23% *Mở rộng bài toán: Xác định công thức phân tử FexOy (Đáp án A) x nFe a 0, 025 1 = = = = Vậy FexOy: FeO y nO c 0, 025 1 Bài 3.4: Cho 16,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, Cu tác dụng với O 2 thu được m gam hỗn hợp chất rắn Y Cho toàn bộ Y tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, thu được dung dịch Z có chứa 3 muối, tổng lượng muối là 43,96 gam và 2,8 lít (đktc) . sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. Dạng2: Bài tập Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. Dạng3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với. Sắt và hợp chất của sắt tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. 05. Dạng2: Bài tập Đồng và hợp chất của đồng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. 09. Dạng3: Bài tập Sắt, Đồng và hợp chất. Đồng và hợp chất của chúng tác dụng với axit có tính oxi hóa ở gốc. Kết hợp hai phần lý thuyết sơ bộ về Fe, Cu và hợp chất liên quan đã nêu ở trên, thì dạng này luôn chú ý đến dãy điện hóa