Diễn đàn Tuổi trẻ Việt Nam | 2TVN Forum :: Thư viện truyện :: Loại truyện khác :: Truyện học đường
Trang Nuzz
Thành viên Lòng Cốt
Ghi danh : 25/10/2014
Bài viết : 698
Kinh nghiệm : 8726
Được thích : 3563
Ý thức : Tốt
Giải bài toán hóa học ở THCS
Khi giải các bài toán hóa học ở THCS, nhiều học sinh thường cảm thấy khó khăn do một số nguyên nhân sau:
+ Các em chưa nắm vững được các định luật và các khái niệm cơ bản về hóa học, chưa hiểu đầy đủ ý nghĩa định tính và định lượng của kí hiệu hóa học, công thức và phương trình hóa học.
+ Các kỹ năng như xác định hóa trị, lập công thức và cân bằng phương trinh HH còn yếu và chậm.
+ Một loạt các bài nhỏ giúp cho việc khắc sâu kiến thức hoặc rèn kỹ năng như:
* Tính về mol nguyên tử, phân tử. Số nguyên tử, phân tử...
* Lập công thức và tính theo công thức hợp chất.
* Nồng độ dung dịch và pha chế dung dịch.
* Các phép tính có liên quan đến tỷ lệ phần trăm, hiệu suất.
Do ít được rèn luyện thường xuyên, học sinh có khả năng giải được các bài tập nhỏ trên, song khi lồng ghép vào các bài toán hóa học hoàn chỉnh (Ví dụ bài toán tính theo công thức và phương trình hóa học có vận dụng cả nồng độ, hiệu suất...) thì lại quên hay không biết cách giải quyết.
+ Học sinh không nắm được những tính chất hóa học cần thiết để giải bài toán như phản ứng có xẩy ra không? Sản phẩm là những chất nào?
Dưới đây sẽ đi phân tích từng dạng toán cụ thể ở THCS.
I. Các dạng toán cơ bản:
1. Đặc điểm:
- Chỉ dựa vào một PTPU đơn giản để tính toán.
- Cho biết một lượng chất, tính lượng chất khác theo PTPU:
+ Cho lượng chất ban đầu, tính lượng sản phẩm thu được.
+ Cho lượng chất ban đầu, tính lượng chất tác dụng hết.
+ Cho lượng sản phẩm thu được, tính lượng chất ban đầu cần dùng.
2. Cách giải:
+ Đọc kỹ đề bài, tóm tắt để xác định rõ các yếu tố cho và cần tìm.
+ Viết PTPU xẩy ra và cân bằng PT.
+ Tìm sự liên hệ định lượng giữa các yếu tố cho và cần tìm (Dựa vào đề bài và PT, sử dụng đơn vị thich hợp)
+ Tính theo yêu cầu của đề bài.
3. Một số ví dụ:
Ví dụ 1. Tính thể tích khí H2 sinh ra ở đktc khi cho:
a. 13 gam Zn tác dụng với dd H2SO4 loãng, dư.
b. DD có chứa 0,1 mol HCl tác dụng với Fe dư.
Cách giải phần a:
+ Tóm tắt: 13 gam Zn --- H2SO4 loãng, dư ---> V H2 = ? (đktc)
+ Viết PTPU: Zn + H2SO4 ---> ZnSO4 + H2
+ Sự liên hệ: Cứ 1 mol Zn phản ứng hết thì tạo thành 1 mol H2
hay 65 gam Zn phản ứng hết thì tạo thành 22,4 lít H2 (đktc)
+ Tính toán: Vậy 13 gam Zn ............................. x lít H2 ở đktc.
---> x = 22,4.13/65 = 4,48 lít
Những điểm cần chú ý:
+ Khi viết PTPU, các đại lượng cho và hỏi nên viết ở đầu và cuối PT để có khoảng trống ở giữa viết thêm lời và điền lượng các chất ngay dưới công thức chất đó trong PT.
+ Khi tìm sự liên hệ định lượng giữa các chất, phải dựa vào tỷ lệ mol rồi mới đổi ra đơn vị thich hợp. Chỉ sau khi đã thành thạo thì mới dùng ngay các loại đơn vị thich hợp.
+ Khi tính toán nên chú ý dùng các phép toán giản ước (Như 13 với 65 ở trên), làm như thế sẽ giúp ích rất nhiều cho việc giải toán TN ở THPT sau này theo cấu trúc Phát hiện vấn đề - Giải quyết vấn đề (Cảm giác tốt với các con số trong bài toán đó)
Cách giải phần B:
0,1 mol HCl --- Fe dư ---> V H2 ở đktc
PTPU: 2HCl + Fe ---> FeCl2 + H2
Theo PT thì cứ 2 mol HCl thì tạo ra 22,4 lít H2
Vậy 0,1 mol HCl thì tạo ra x lít H2
---> x = 22,4.0,1/2 = 1,12 lít
Ví dụ 2. Nung một tấn đá vôi thì có thể thu được bao nhiêu vôi sống? Nếu hiệu suất chỉ đạt 90% thì vôi sống thu được là bao nhiêu?
Cách giải: 1 tấn hay 1000 kg CaCO3 ---> mCaO = ?, mCaO = ? khi H = 90%
CaCO3 ---> CO2 + CaO
Cứ 100 g CaCO3 thu được 56 g CaO và thực tế thu được 90%.56 g CaO
hay 100 kg ----------------- 56 kg ---------------------- 90%.56 kg
Vậy 1000 kg ---------------- x kg -------------------------- y kg
x và y là hai đáp án cần tìm.
Ví dụ 3. Trung hòa dd NaOH bằng dd HCl.
a. Viết PTPU xẩy ra.
b. Nếu có 200 gam dd NaOH 10% thì phải dùng bao nhiêu gam dd HCl 3,65% để trung hòa?
Cách giải:
Nếu xét riêng các yếu tố định lượng liên quan đến nồng độ dd:
200 gam dd NaOH 10% ---> mNaOH = 20 gam
và muốn tính số gam dd HCl 3,65% cần thiết để trung hòa cần tính được mHCl nguyên chất thì thực tế lại là bài toán cơ bản sau:
20 gam NaOH --- + HCl ---> Tính mHCl cần thiết .
Khi giải các bài toán hóa học ở THCS, nhiều học sinh thường cảm thấy khó khăn do một số nguyên nhân sau:
+ Các em chưa nắm vững được các định luật và các khái niệm cơ bản về hóa học, chưa hiểu đầy đủ ý nghĩa định tính và định lượng của kí hiệu hóa học, công thức và phương trình hóa học.
+ Các kỹ năng như xác định hóa trị, lập công thức và cân bằng phương trinh HH còn yếu và chậm.
+ Một loạt các bài nhỏ giúp cho việc khắc sâu kiến thức hoặc rèn kỹ năng như:
* Tính về mol nguyên tử, phân tử. Số nguyên tử, phân tử...
* Lập công thức và tính theo công thức hợp chất.
* Nồng độ dung dịch và pha chế dung dịch.
* Các phép tính có liên quan đến tỷ lệ phần trăm, hiệu suất.
Do ít được rèn luyện thường xuyên, học sinh có khả năng giải được các bài tập nhỏ trên, song khi lồng ghép vào các bài toán hóa học hoàn chỉnh (Ví dụ bài toán tính theo công thức và phương trình hóa học có vận dụng cả nồng độ, hiệu suất...) thì lại quên hay không biết cách giải quyết.
+ Học sinh không nắm được những tính chất hóa học cần thiết để giải bài toán như phản ứng có xẩy ra không? Sản phẩm là những chất nào?
Dưới đây sẽ đi phân tích từng dạng toán cụ thể ở THCS.
I. Các dạng toán cơ bản:
1. Đặc điểm:
- Chỉ dựa vào một PTPU đơn giản để tính toán.
- Cho biết một lượng chất, tính lượng chất khác theo PTPU:
+ Cho lượng chất ban đầu, tính lượng sản phẩm thu được.
+ Cho lượng chất ban đầu, tính lượng chất tác dụng hết.
+ Cho lượng sản phẩm thu được, tính lượng chất ban đầu cần dùng.
2. Cách giải:
+ Đọc kỹ đề bài, tóm tắt để xác định rõ các yếu tố cho và cần tìm.
+ Viết PTPU xẩy ra và cân bằng PT.
+ Tìm sự liên hệ định lượng giữa các yếu tố cho và cần tìm (Dựa vào đề bài và PT, sử dụng đơn vị thich hợp)
+ Tính theo yêu cầu của đề bài.
3. Một số ví dụ:
Ví dụ 1. Tính thể tích khí H2 sinh ra ở đktc khi cho:
a. 13 gam Zn tác dụng với dd H2SO4 loãng, dư.
b. DD có chứa 0,1 mol HCl tác dụng với Fe dư.
Cách giải phần a:
+ Tóm tắt: 13 gam Zn --- H2SO4 loãng, dư ---> V H2 = ? (đktc)
+ Viết PTPU: Zn + H2SO4 ---> ZnSO4 + H2
+ Sự liên hệ: Cứ 1 mol Zn phản ứng hết thì tạo thành 1 mol H2
hay 65 gam Zn phản ứng hết thì tạo thành 22,4 lít H2 (đktc)
+ Tính toán: Vậy 13 gam Zn ............................. x lít H2 ở đktc.
---> x = 22,4.13/65 = 4,48 lít
Những điểm cần chú ý:
+ Khi viết PTPU, các đại lượng cho và hỏi nên viết ở đầu và cuối PT để có khoảng trống ở giữa viết thêm lời và điền lượng các chất ngay dưới công thức chất đó trong PT.
+ Khi tìm sự liên hệ định lượng giữa các chất, phải dựa vào tỷ lệ mol rồi mới đổi ra đơn vị thich hợp. Chỉ sau khi đã thành thạo thì mới dùng ngay các loại đơn vị thich hợp.
+ Khi tính toán nên chú ý dùng các phép toán giản ước (Như 13 với 65 ở trên), làm như thế sẽ giúp ích rất nhiều cho việc giải toán TN ở THPT sau này theo cấu trúc Phát hiện vấn đề - Giải quyết vấn đề (Cảm giác tốt với các con số trong bài toán đó)
Cách giải phần B:
0,1 mol HCl --- Fe dư ---> V H2 ở đktc
PTPU: 2HCl + Fe ---> FeCl2 + H2
Theo PT thì cứ 2 mol HCl thì tạo ra 22,4 lít H2
Vậy 0,1 mol HCl thì tạo ra x lít H2
---> x = 22,4.0,1/2 = 1,12 lít
Ví dụ 2. Nung một tấn đá vôi thì có thể thu được bao nhiêu vôi sống? Nếu hiệu suất chỉ đạt 90% thì vôi sống thu được là bao nhiêu?
Cách giải: 1 tấn hay 1000 kg CaCO3 ---> mCaO = ?, mCaO = ? khi H = 90%
CaCO3 ---> CO2 + CaO
Cứ 100 g CaCO3 thu được 56 g CaO và thực tế thu được 90%.56 g CaO
hay 100 kg ----------------- 56 kg ---------------------- 90%.56 kg
Vậy 1000 kg ---------------- x kg -------------------------- y kg
x và y là hai đáp án cần tìm.
Ví dụ 3. Trung hòa dd NaOH bằng dd HCl.
a. Viết PTPU xẩy ra.
b. Nếu có 200 gam dd NaOH 10% thì phải dùng bao nhiêu gam dd HCl 3,65% để trung hòa?
Cách giải:
Nếu xét riêng các yếu tố định lượng liên quan đến nồng độ dd:
200 gam dd NaOH 10% ---> mNaOH = 20 gam
và muốn tính số gam dd HCl 3,65% cần thiết để trung hòa cần tính được mHCl nguyên chất thì thực tế lại là bài toán cơ bản sau:
20 gam NaOH --- + HCl ---> Tính mHCl cần thiết .
Trang Nuzz
Thành viên Lòng Cốt Ghi danh : 25/10/2014
Bài viết : 698
Kinh nghiệm : 8726
Được thích : 3563
Ý thức : Tốt
II. Một số dạng bài toán biến đổi thường gặp ở THCS.
1. Cho biết một lượng chất, tính nhiều lượng chất khác theo PTPU:
Về thực chất đây là dạng bài toán cơ bản có chung một yếu tố định lượng. Khi giải bài toán nên gộp lại cho gọn.
Ví dụ 1. Để điều chế oxit sắt từ bằng cách oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao. Tính số gam Fe và O2 cần dùng để điều chế được 2,32 gam Fe3O4.
Cách giải:
PTPU: 3Fe + 2O2 ---> Fe3O4
Nếu làm bài toán theo dạng cơ bản thì cần tính toán hai lần theo các dạng cơ bản sau:
3Fe ---> Fe3O4 và 2O2 ---> Fe3O4
Khi đó nên làm gộp lại theo lập luận như sau:
Cứ 3.56 gam Fe tác dụng hết với 2.32 gam O2 thì điều chế được 232 gam Fe3O4
Vậy x gam Fe ------------------------- y gam O2 ------------------- 2,32 gam Fe3O4
Một số ví dụ tương tự như:
Ví dụ 2. Khử 48 gam CuO bằng khí H2
a. Tính số gam Cu điều chế được.
b. Tính thể tích H2 ở đktc cần thiết.
Ví dụ 3. Hòa tan 1,12 gam Fe trong dd H2SO4 lấy dư. Tính số mol muối tạo thành và thể tích khí thoát ra ở đktc.
Ví dụ 4. Đun 8,9 kg (C17H35COO)3C3H5 với một lượng dư dung dịch NaOH.
a. Viết PTPU.
b. Tính lượng glyxerol sinh ra.
c. Tính lượng xà phòng thu được nếu như phản ứng xẩy ra hoàn toàn và xà phong chứa 60% theo khối lượng C17H35COONa.
2. Đồng thời cho biết hai lượng chất tham gia phản ứng, tính lượng sản phẩm:
Khi đồng thời cho hai lượng chất tham gian phản ứng, phải hiểu bài toán rơi vào các tình huống sau:
a. Hai lượng chất đã cho tác dụng vừa hết, sau khi kết thúc không còn lượng dư của chất tham gia phản ứng. Để tính lượng sản phẩm thu được, có thể dùng bất kỳ một trong hai lượng đã cho để tính toán.
b. Khi phản ứng kết thúc, một trong hai lượng chất ban đầu vẫn còn dư:
Để tính lượng sản phẩm thu được, phải dùng lượng chất ban đầu nào đã phản ứng hết để tính toán, không tính theo lượng chất kia, chất còn dư sau phản ứng.
Về mặt phương pháp, có thể giải bài toán như sau:
+ Xác định xem có phải phản ứng xẩy ra hoàn toàn không, để sau này phân biệt với dạng bài toán xẩy ra không hoàn toàn, sản phẩm còn cả hai chất ban đầu chưa tham gia phản ứng hết.
+ Chia bài toán thành hai phần độc lập và giải theo trình tự:
* Tính toán với lượng chất đã cho để xem bài toán rơi vào trường hợp nào, thường gọi là tính lượng chất thừa, thiếu.
* Tính lượng sản phẩm thu được.
Phần tính lượng chất thừa, chất thiếu thực chất là một bài toán dạng cơ bản, coi như mới biết lượng ban đầu nào đó trong hai lượng chất nào đó đã cho và tính lượng chất kia đã phản ứng hết với nó. So sánh kết quả tính được với lượng chất đầu bài cho để rút ra kết luận.
Nếu bài toán không yêu cầu tính lượng chất tham gia phản ứng còn dư thì có thể chỉ cần xét tỷ lệ hoặc so sánh các số liệu để kết luận mà không cần tính cụ thể.
Ví dụ 1. Tính số gam nước sinh ra khi cho 8,4 lít H2 tác dụng với 2,8 lít O2 (Các thể tích đo ở đktc)
Cách giải:
PTPU: 2H2 + O2 ---> 2H2O
Theo PTPU, cứ 2 lít H2 thì tác dụng hết với 1 lít O2 (Tỷ lệ 2 : 1 về thể tích)
Vậy sau phản ứng phải còn H2 dư vì tỷ lệ thể tích đề cho này lớn hơn 2 lần.
* Việc dùng lượng chất ban đầu nào (Để từ đó tính ra lượng chất kia cần thiết để phản ứng hết với nó) không nên lấy bất kỳ mà cần xem xét để chọn, sao cho khi tính gọn, không bị lẻ.
Ví dụ 2.Cho 114 gam dd H2SO4 20% vào 400 gam dd BaCl2 5,2%. Viết PTPU và tính khối lượng kết tủa tạo thành.
Cách giải:
+ Số gam H2SO4 nguyên chất: 20.114/100 = 22,8 gam (1)
+ Số gam BaCl2 nguyên chất: 5,2.400/100 = 20,8 gam (2)
PTPU: BaCl2 + H2SO4 ---> BaSO4 + 2HCl
Theo PTPU cứ 208 gam BaCl2 thì tác dụng vừa đủ với 98 gam H2SO4. Dễ nhận thấy không nên dùng (1) mà dùng (2) vì với các lượng chất 208 gam và 20,8 gam BaCl2 thì có thể tính nhẩm ngay được lượng H2SO4 cần dùng là 9,8 gam.
* Trong một số bài toán HH của THCS, đề bài cũng cho biết đồng thời hai lượng chất (Một lượng chất tham gia phản ứng và một lượng chất tạo thành). Thực chất đây cũng chỉ là những bài toán cơ bản mà thôi.
Ví dụ 3. Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp khí gồm có CO và H2 cần dùng 9,6 gam khí O2. Khí sinh ra có 8,8 gam CO2.
a. Viết PTPU xẩy ra.
b. Tính % hh khí ban đầu theo số mol và theo khối lượng.
Hướng dẫn:
+ Sau khi viết PTPU, để thấy được dạng cơ bản là từ lượng CO2 thu được cần phải tính lượng CO và O2 đã phản ứng với CO. Tính lượng O2 đã phản ứng với H2 rồi từ đó theo PT mà tính lượng H2.
+ Trong khi tính toán nên định hướng theo đơn vị là mol cho gọn.
Ví dụ 4. Người ta đốt cháy S trong một bình chứa 10 gam O2. Sau phản ứng người ta thu được 12,8 gam khí SO2.
a. Tính khối lượng S đã cháy.
b. Tính khối lượng O2 còn thừa sau phản ứng.
Hướng dẫn:
+ Đây là dạng bài toán cơ bản: Từ lượng SO2 tính lượng S đã cháy và lượng O2 đã phản ứng (Từ một lượng sản phẩm, tính lượng hai chất đã tham gia phản ứng)
+ Định hướng: O2 còn thừa sau phản ứng.
* Trong một số bài toán lớp 8, khi học về định luật bảo toàn khối lượng các chất, học sinh đã gặp dạng toán này.
Ví dụ 4. Than cháy theo phản ứng: Than + khí oxi ---> Khí cácbonic. Cho biết khối lượng than là 9 kg, khối lượng khí oxi là 24 kg. Hãy tính khối lượng khí cacbonic tạo thành.
Hướng dẫn: Phải hiểu rằng đây là dạng toán đồng thời cho biết hai lượng chất tham gia phản ứng, song tại thời điểm đó học sinh chưa giải được dạng toán này. Khi đó cần bổ sung thêm cho chính xác "... khối lượng khí oxi bằng 24 kg" nên thay bằng "... khối lượng khí oxi đã phản ứng hết là 24 kg", Như vậy khi tính lượng chất sinh ra mới dùng được định luật bảo toàn khối lượng.
Chính vì vậy, cần tỉnh táo với các bài cho cả hai lượng chất tham gia phản ứng xem có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng được hay không.
1. Cho biết một lượng chất, tính nhiều lượng chất khác theo PTPU:
Về thực chất đây là dạng bài toán cơ bản có chung một yếu tố định lượng. Khi giải bài toán nên gộp lại cho gọn.
Ví dụ 1. Để điều chế oxit sắt từ bằng cách oxi hóa sắt ở nhiệt độ cao. Tính số gam Fe và O2 cần dùng để điều chế được 2,32 gam Fe3O4.
Cách giải:
PTPU: 3Fe + 2O2 ---> Fe3O4
Nếu làm bài toán theo dạng cơ bản thì cần tính toán hai lần theo các dạng cơ bản sau:
3Fe ---> Fe3O4 và 2O2 ---> Fe3O4
Khi đó nên làm gộp lại theo lập luận như sau:
Cứ 3.56 gam Fe tác dụng hết với 2.32 gam O2 thì điều chế được 232 gam Fe3O4
Vậy x gam Fe ------------------------- y gam O2 ------------------- 2,32 gam Fe3O4
Một số ví dụ tương tự như:
Ví dụ 2. Khử 48 gam CuO bằng khí H2
a. Tính số gam Cu điều chế được.
b. Tính thể tích H2 ở đktc cần thiết.
Ví dụ 3. Hòa tan 1,12 gam Fe trong dd H2SO4 lấy dư. Tính số mol muối tạo thành và thể tích khí thoát ra ở đktc.
Ví dụ 4. Đun 8,9 kg (C17H35COO)3C3H5 với một lượng dư dung dịch NaOH.
a. Viết PTPU.
b. Tính lượng glyxerol sinh ra.
c. Tính lượng xà phòng thu được nếu như phản ứng xẩy ra hoàn toàn và xà phong chứa 60% theo khối lượng C17H35COONa.
2. Đồng thời cho biết hai lượng chất tham gia phản ứng, tính lượng sản phẩm:
Khi đồng thời cho hai lượng chất tham gian phản ứng, phải hiểu bài toán rơi vào các tình huống sau:
a. Hai lượng chất đã cho tác dụng vừa hết, sau khi kết thúc không còn lượng dư của chất tham gia phản ứng. Để tính lượng sản phẩm thu được, có thể dùng bất kỳ một trong hai lượng đã cho để tính toán.
b. Khi phản ứng kết thúc, một trong hai lượng chất ban đầu vẫn còn dư:
Để tính lượng sản phẩm thu được, phải dùng lượng chất ban đầu nào đã phản ứng hết để tính toán, không tính theo lượng chất kia, chất còn dư sau phản ứng.
Về mặt phương pháp, có thể giải bài toán như sau:
+ Xác định xem có phải phản ứng xẩy ra hoàn toàn không, để sau này phân biệt với dạng bài toán xẩy ra không hoàn toàn, sản phẩm còn cả hai chất ban đầu chưa tham gia phản ứng hết.
+ Chia bài toán thành hai phần độc lập và giải theo trình tự:
* Tính toán với lượng chất đã cho để xem bài toán rơi vào trường hợp nào, thường gọi là tính lượng chất thừa, thiếu.
* Tính lượng sản phẩm thu được.
Phần tính lượng chất thừa, chất thiếu thực chất là một bài toán dạng cơ bản, coi như mới biết lượng ban đầu nào đó trong hai lượng chất nào đó đã cho và tính lượng chất kia đã phản ứng hết với nó. So sánh kết quả tính được với lượng chất đầu bài cho để rút ra kết luận.
Nếu bài toán không yêu cầu tính lượng chất tham gia phản ứng còn dư thì có thể chỉ cần xét tỷ lệ hoặc so sánh các số liệu để kết luận mà không cần tính cụ thể.
Ví dụ 1. Tính số gam nước sinh ra khi cho 8,4 lít H2 tác dụng với 2,8 lít O2 (Các thể tích đo ở đktc)
Cách giải:
PTPU: 2H2 + O2 ---> 2H2O
Theo PTPU, cứ 2 lít H2 thì tác dụng hết với 1 lít O2 (Tỷ lệ 2 : 1 về thể tích)
Vậy sau phản ứng phải còn H2 dư vì tỷ lệ thể tích đề cho này lớn hơn 2 lần.
* Việc dùng lượng chất ban đầu nào (Để từ đó tính ra lượng chất kia cần thiết để phản ứng hết với nó) không nên lấy bất kỳ mà cần xem xét để chọn, sao cho khi tính gọn, không bị lẻ.
Ví dụ 2.Cho 114 gam dd H2SO4 20% vào 400 gam dd BaCl2 5,2%. Viết PTPU và tính khối lượng kết tủa tạo thành.
Cách giải:
+ Số gam H2SO4 nguyên chất: 20.114/100 = 22,8 gam (1)
+ Số gam BaCl2 nguyên chất: 5,2.400/100 = 20,8 gam (2)
PTPU: BaCl2 + H2SO4 ---> BaSO4 + 2HCl
Theo PTPU cứ 208 gam BaCl2 thì tác dụng vừa đủ với 98 gam H2SO4. Dễ nhận thấy không nên dùng (1) mà dùng (2) vì với các lượng chất 208 gam và 20,8 gam BaCl2 thì có thể tính nhẩm ngay được lượng H2SO4 cần dùng là 9,8 gam.
* Trong một số bài toán HH của THCS, đề bài cũng cho biết đồng thời hai lượng chất (Một lượng chất tham gia phản ứng và một lượng chất tạo thành). Thực chất đây cũng chỉ là những bài toán cơ bản mà thôi.
Ví dụ 3. Đốt cháy hoàn toàn một hỗn hợp khí gồm có CO và H2 cần dùng 9,6 gam khí O2. Khí sinh ra có 8,8 gam CO2.
a. Viết PTPU xẩy ra.
b. Tính % hh khí ban đầu theo số mol và theo khối lượng.
Hướng dẫn:
+ Sau khi viết PTPU, để thấy được dạng cơ bản là từ lượng CO2 thu được cần phải tính lượng CO và O2 đã phản ứng với CO. Tính lượng O2 đã phản ứng với H2 rồi từ đó theo PT mà tính lượng H2.
+ Trong khi tính toán nên định hướng theo đơn vị là mol cho gọn.
Ví dụ 4. Người ta đốt cháy S trong một bình chứa 10 gam O2. Sau phản ứng người ta thu được 12,8 gam khí SO2.
a. Tính khối lượng S đã cháy.
b. Tính khối lượng O2 còn thừa sau phản ứng.
Hướng dẫn:
+ Đây là dạng bài toán cơ bản: Từ lượng SO2 tính lượng S đã cháy và lượng O2 đã phản ứng (Từ một lượng sản phẩm, tính lượng hai chất đã tham gia phản ứng)
+ Định hướng: O2 còn thừa sau phản ứng.
* Trong một số bài toán lớp 8, khi học về định luật bảo toàn khối lượng các chất, học sinh đã gặp dạng toán này.
Ví dụ 4. Than cháy theo phản ứng: Than + khí oxi ---> Khí cácbonic. Cho biết khối lượng than là 9 kg, khối lượng khí oxi là 24 kg. Hãy tính khối lượng khí cacbonic tạo thành.
Hướng dẫn: Phải hiểu rằng đây là dạng toán đồng thời cho biết hai lượng chất tham gia phản ứng, song tại thời điểm đó học sinh chưa giải được dạng toán này. Khi đó cần bổ sung thêm cho chính xác "... khối lượng khí oxi bằng 24 kg" nên thay bằng "... khối lượng khí oxi đã phản ứng hết là 24 kg", Như vậy khi tính lượng chất sinh ra mới dùng được định luật bảo toàn khối lượng.
Chính vì vậy, cần tỉnh táo với các bài cho cả hai lượng chất tham gia phản ứng xem có thể áp dụng định luật bảo toàn khối lượng được hay không.
Diễn đàn mẹ và bé - Bàn luận góp ý truyện - Facebook hôm nay
Trang Nuzz
Thành viên Lòng Cốt Ghi danh : 25/10/2014
Bài viết : 698
Kinh nghiệm : 8726
Được thích : 3563
Ý thức : Tốt
3. Loại bài toán về hỗn hợp các chất:
a. Tìm tỷ lệ thành phần của hỗn hợp (Theo khối lượng, thể tích hay số mol):
Ví dụ: Hòa tan 9 gam hợp kim Al - Mg trong dd HCl có 10,08 lít H2 bay ra ở đktc. Xác định thành phần % Al và Mg trong hợp kim.
Cách giải: Khác với các loại bài toán đã nghiên cứu, ở đây các dữ kiện đã cho không phải là các yếu tố để từ đó có thể tính toán theo từng phương trình riêng biệt.
2Al + 6HCl ---> 2AlCl3 + 3H2 (1)
Mg + 2HCl ---> MgCl2 + H2 (2)
9 gam hh --------------- 10,08 lít
Cần phải chuyển về dạng toán cơ bản (Tính toán theo một phương trình) bằng cách đặt ẩn số:
+ Đặt 1 ẩn số: Giả sử đặt khối lượng Al có trong 9 gam hợp kim là x gam với điều kiện là 0 < x < 9.
Vậy khối lượng Mg có trong hợp kim là 9 - x gam
Theo từng phương trình (1) và (2) ta sẽ tính được thể tích H2 thoát ra theo ẩn số x và lập được phương trình:
3.22,4x/54 + 22,4(9 - x)/24 = 10,08
Phần tiếp theo chỉ là kỹ năng giải toán bậc nhất có 1 ẩn số và kiểm tra kết quả có thỏa mãn điều kiện hay không, đây là phần thường hay bỏ quên nên sau này khi làm bài hay mắc lỗi khi gặp những bài toán phức tạp.
+ Có thể lập được các phương trình toán học đơn giản hơn bằng cách lập 2 ẩn số và tính lượng chất theo số mol:
nH2 = 10,08/22,4 = 0,45 mol
Đặt khối lượng Al, Mg có trong hỗn hợp lần lượt là x và y gam, 0 < x, y < 9. Theo từng phản ứng (1) và (2) sẽ tính được số mol H2 thoát ra theo ẩn x, y và lập được hệ phương trình:
3x/54 + y/24 = 0,45
x + y = 9
Giải hệ PT trên tính x, y. Nếu đã thành thạo hơn thì có thể đặt x, y là số mol Al, Mg có trong hh, khi đó ta có hệ phương trình:
nH2 = 3x/2 + y = 0,45
m = 27x + 24y = 9
b. Bài toán về hỗn hợp nhưng thực chất là bài toán cơ bản (Tính toán theo từng phương trình riêng biệt)
Ví dụ: Ngâm 15 gam hh bột các kim loại Fe và Cu trong dd CuSO4 dư. Phản ứng xong thu được chất rắn có khối lượng 16 gam.
a. Viết PTPU đã xẩy ra.
b. Tính thành phần % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
Cách giải: Đặt số gam Fe có trong 15 gam hh đầu là x gam với 0 < x < 15. Vậy số gam Cu là 15 - x gam.
PTPU: Fe + CuSO4 ---> FeSO4 + Cu
Ta lập được PT: (15 - x) + 64x/56 = 16
c. Cần chú ý rằng về mặt toán học, để tính được thành phần % hay tỷ lệ thành phần của hh, không nhất thiết phải biết lượng cụ thể của các chất trong hh đó (số gam, số lít hay số mol) mà có thể chỉ cần biết lượng các chất bằng chữ hay tỷ lệ của chúng.
Ví dụ: Khi nung hh CaCO3 và MgCO3 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng bằng một nửa khối lượng hh ban đầu. Xác định % khối lượng các chất trong hh ban đầu.
Cách giải: Đưa về dạng quen thuộc là biết lượng cụ thể của các chất bằng cách giả sử cho khối lượng hh ban đầu là 100 gam. Khi đó khối lượng chất rắn thu được sau khi nung bằng 50 gam.
4. Loại bài toán tính theo PTPU xẩy ra liên tiếp nhau:
Loại bài toán này thực chất cũng là những bài toán cơ bản được thực hiện nối tiếp nhau. Nên lập sơ đồ biến đổi để từ sơ đồ này có thể tính trực tiếp bỏ qua những bước trung gian.
Ví dụ: Từ 80 tấn quặng pirit chứa 40% lưu huỳnh sản xuất được 92 tấn axit H2SO4. Hãy tính hiệu suất của quá trình.
Cách giải:
Các PTPU:
4FeS2 + 11O2 ---> 2Fe2O3 + 8SO2 (1)
2SO2 + O2 ---> 2SO3 (2)
SO3 + H2O ---> H2SO4 (3)
Nếu làm theo cách giải cơ bản:
+ Từ 80 tấn quặng pirit (40% S) ---> Khối lượng FeS2 hay S.
+ Theo (1): Từ khối lượng FeS2 hay S ---> Khối lượng SO2.
+ Theo (2): Từ khối lượng SO2 ---> Khối lượng SO3.
+ Theo (3): Từ khối lượng SO3 ---> Khối lượng H2SO4 (Lý thuyết)
- Nếu lập sơ đồ biến đổi:
S ---> SO2 ---> SO3 ---> H2SO4
và tính trực tiếp ngay theo quan hệ: S ---> H2SO4
- Có thể lập ngay dựa vào định luật bảo toàn khối lượng cho nguyên tố S để rút ra quan hệ: S ---> H2SO4
- Cần chú ý: Nếu theo (1) thì toàn bộ S trong FeS2 chuyển thành SO2 nên ta có được S ---> SO2 (Thay cho tính theo FeS2), còn trong trường hợp bài toán khác, ví dụ:
Cu + 2H2SO4 ---> CuSO4 + SO2 + 2H2O
sẽ không có được quan hệ tỷ lệ S ---> SO2 vì lượng S trong H2SO4 chỉ có 1 phần biến đổi thành SO2 nên phải dùng 2H2SO4 ---> SO2.
a. Tìm tỷ lệ thành phần của hỗn hợp (Theo khối lượng, thể tích hay số mol):
Ví dụ: Hòa tan 9 gam hợp kim Al - Mg trong dd HCl có 10,08 lít H2 bay ra ở đktc. Xác định thành phần % Al và Mg trong hợp kim.
Cách giải: Khác với các loại bài toán đã nghiên cứu, ở đây các dữ kiện đã cho không phải là các yếu tố để từ đó có thể tính toán theo từng phương trình riêng biệt.
2Al + 6HCl ---> 2AlCl3 + 3H2 (1)
Mg + 2HCl ---> MgCl2 + H2 (2)
9 gam hh --------------- 10,08 lít
Cần phải chuyển về dạng toán cơ bản (Tính toán theo một phương trình) bằng cách đặt ẩn số:
+ Đặt 1 ẩn số: Giả sử đặt khối lượng Al có trong 9 gam hợp kim là x gam với điều kiện là 0 < x < 9.
Vậy khối lượng Mg có trong hợp kim là 9 - x gam
Theo từng phương trình (1) và (2) ta sẽ tính được thể tích H2 thoát ra theo ẩn số x và lập được phương trình:
3.22,4x/54 + 22,4(9 - x)/24 = 10,08
Phần tiếp theo chỉ là kỹ năng giải toán bậc nhất có 1 ẩn số và kiểm tra kết quả có thỏa mãn điều kiện hay không, đây là phần thường hay bỏ quên nên sau này khi làm bài hay mắc lỗi khi gặp những bài toán phức tạp.
+ Có thể lập được các phương trình toán học đơn giản hơn bằng cách lập 2 ẩn số và tính lượng chất theo số mol:
nH2 = 10,08/22,4 = 0,45 mol
Đặt khối lượng Al, Mg có trong hỗn hợp lần lượt là x và y gam, 0 < x, y < 9. Theo từng phản ứng (1) và (2) sẽ tính được số mol H2 thoát ra theo ẩn x, y và lập được hệ phương trình:
3x/54 + y/24 = 0,45
x + y = 9
Giải hệ PT trên tính x, y. Nếu đã thành thạo hơn thì có thể đặt x, y là số mol Al, Mg có trong hh, khi đó ta có hệ phương trình:
nH2 = 3x/2 + y = 0,45
m = 27x + 24y = 9
b. Bài toán về hỗn hợp nhưng thực chất là bài toán cơ bản (Tính toán theo từng phương trình riêng biệt)
Ví dụ: Ngâm 15 gam hh bột các kim loại Fe và Cu trong dd CuSO4 dư. Phản ứng xong thu được chất rắn có khối lượng 16 gam.
a. Viết PTPU đã xẩy ra.
b. Tính thành phần % theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu.
Cách giải: Đặt số gam Fe có trong 15 gam hh đầu là x gam với 0 < x < 15. Vậy số gam Cu là 15 - x gam.
PTPU: Fe + CuSO4 ---> FeSO4 + Cu
Ta lập được PT: (15 - x) + 64x/56 = 16
c. Cần chú ý rằng về mặt toán học, để tính được thành phần % hay tỷ lệ thành phần của hh, không nhất thiết phải biết lượng cụ thể của các chất trong hh đó (số gam, số lít hay số mol) mà có thể chỉ cần biết lượng các chất bằng chữ hay tỷ lệ của chúng.
Ví dụ: Khi nung hh CaCO3 và MgCO3 thì khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng bằng một nửa khối lượng hh ban đầu. Xác định % khối lượng các chất trong hh ban đầu.
Cách giải: Đưa về dạng quen thuộc là biết lượng cụ thể của các chất bằng cách giả sử cho khối lượng hh ban đầu là 100 gam. Khi đó khối lượng chất rắn thu được sau khi nung bằng 50 gam.
4. Loại bài toán tính theo PTPU xẩy ra liên tiếp nhau:
Loại bài toán này thực chất cũng là những bài toán cơ bản được thực hiện nối tiếp nhau. Nên lập sơ đồ biến đổi để từ sơ đồ này có thể tính trực tiếp bỏ qua những bước trung gian.
Ví dụ: Từ 80 tấn quặng pirit chứa 40% lưu huỳnh sản xuất được 92 tấn axit H2SO4. Hãy tính hiệu suất của quá trình.
Cách giải:
Các PTPU:
4FeS2 + 11O2 ---> 2Fe2O3 + 8SO2 (1)
2SO2 + O2 ---> 2SO3 (2)
SO3 + H2O ---> H2SO4 (3)
Nếu làm theo cách giải cơ bản:
+ Từ 80 tấn quặng pirit (40% S) ---> Khối lượng FeS2 hay S.
+ Theo (1): Từ khối lượng FeS2 hay S ---> Khối lượng SO2.
+ Theo (2): Từ khối lượng SO2 ---> Khối lượng SO3.
+ Theo (3): Từ khối lượng SO3 ---> Khối lượng H2SO4 (Lý thuyết)
- Nếu lập sơ đồ biến đổi:
S ---> SO2 ---> SO3 ---> H2SO4
và tính trực tiếp ngay theo quan hệ: S ---> H2SO4
- Có thể lập ngay dựa vào định luật bảo toàn khối lượng cho nguyên tố S để rút ra quan hệ: S ---> H2SO4
- Cần chú ý: Nếu theo (1) thì toàn bộ S trong FeS2 chuyển thành SO2 nên ta có được S ---> SO2 (Thay cho tính theo FeS2), còn trong trường hợp bài toán khác, ví dụ:
Cu + 2H2SO4 ---> CuSO4 + SO2 + 2H2O
sẽ không có được quan hệ tỷ lệ S ---> SO2 vì lượng S trong H2SO4 chỉ có 1 phần biến đổi thành SO2 nên phải dùng 2H2SO4 ---> SO2.
Diễn đàn mẹ và bé - Bàn luận góp ý truyện - Facebook hôm nay
Trang Nuzz
Thành viên Lòng Cốt Ghi danh : 25/10/2014
Bài viết : 698
Kinh nghiệm : 8726
Được thích : 3563
Ý thức : Tốt
I. Một số dạng bài tập khác
Trong chương trình hóa học THCS, người ta còn đưa thêm một số dạng bài toán khác thường được dùng ở THPT. Những dạng bài toán này thường có trong các sách bài tập, sách bài tập nâng cao hoặc dành cho học sinh khá giỏi (Bài tập có dấu * trong SGK).
I. Một số dạng bài tập khác:
1. Bài toán xác định nguyên tố hóa học:
a. Đặc điểm:
+ Xác định một nguyên tố hóa học giựa vào giá trị nguyên tử khối của nó.
+ Thực chất vẫn là bài toán cơ bản nhưng các yếu tố chưa biết và cần tìm chính là nguyên tử khối của nguyên tố đó.
b. Cách giải:
+ Giả thiết và đặt điều kiện cho bài toán để có thể viết được PTHH và đưa bài toán về dạng cơ bản.
+ Giải bài toán và rút ra kết luận.
Ví dụ 1. Cho 10,8 gam một kim loại hóa trị III tác dụng với Cl2 có dư thì thu được 53,4 gam muối. Xác định kim loại đem phản ứng.
Cách giải: Gọi kim lọa hóa trị III chưa biết là R. Đặt nguyên tử khối của R là x với x > 0.
PTPU: 2R + 3Cl2 ---> 2RCl3
Cứ 2x gam R thì tạo ra 2(x + 35,5.3) gam RCl3
Vậy 10,8 gam R thì tạo ra 53,4 gam RCl3
---> 10,8.2(x + 35,5.3) = 53,4.2x
---> x = 27
Kết luận: Nguyên tố kim loại hóa trị III, có nguyên tử khối là 27 chính là Al.
Ví dụ 2. Cho 3,45 gam một kim loại kiềm tác dụng với H2O thu được 1,68 lít khí H2 ở đktc. Hãy:
a. Viết PTPU dưới dạng tổng quát.
b. Xác định tên kim loại kiềm.
Cách giải: Gọi kim loại kiềm chưa biết là R, nguyên tử khối của R là x voiw x > 0.
PTPU: 2R + 2H2O ---> 2ROH + H2
Phần giải tiếp theo hoàn toàn tương tự như trên.
2. Bài toán lập CTPT các chất:
2.1. Khi biết tỷ lệ % về khối lượng:
a. Đặc điểm:
+ Đây là dạng bài toán làm quen ngay từ đầu lớp 8.
+ Cần có yếu tố cho trước là phân tử khối hoặc dữ kiện để khẳng định được công thức phân tử của chất (Nếu không chỉ tìm được công thức tổng quát hay công thức đơn giản của chất đó).
b. Cách giải khi biết phân tử khối của chất đó:
+ Tính khối lượng từng nguyên tố có trong từng phân tử hợp chất.
+ Tính số nguyên tử của từng nguyên tố có trong phân tử hợp chất đó.
+ Viết công thức phân tử hợp chất.
Trong trường hợp không biết phân tử khối, tính theo tỷ lệ khối lượng để suy ra tỷ lệ về số nguyên tử rồi lập công thức tổng quát hay đơn giản của chất đó.
c. Các ví dụ:
Ví dụ 1. Một hợp chất có phân tử khối bằng 62. Thành phần của hợp chất theo khối lượng có 25,8% là nguyên tố O, còn lại là nguyên tố Na. Cho biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố HH trong phân tử hợp chất.
Cách giải:
+ Khối lượng nguyên tố O trong phân tử hợp chất đó = 62.25,8% = 16 đvC
+ Khối lượng nguyên tố Na trong phân tử hợp chất đó = 62 - 16 = 46 đvC
Vậy:
+ Số nguyên tử của nguyên tố O trong phân tử hợp chất đó là 16/16 = 1
+ Số nguyên tử của nguyên tố Na trong phân tử hợp chất đó là 46/23 = 2
Ví dụ 2. Hãy tìm CTHH của chất có thành phần như sau: H = 2,04%, S = 32,65%, O = 65,31%. Biết rằng trong mỗi phân tử chất trên chỉ có 1 nguyên tử S.
Cách giải:
Trước hết kiểm tra và khẳng định tỷ lệ % về khối lượng ba nguyên tố có tổng bằng 100% để kết luận hợp chất chỉ gồm ba nguyên tố đó.
+ Tỷ lệ về khối lượng các nguyên tố trong hợp chất:
mH : mS : mO = 2,04 : 32,65 : 65,31
+ Tỷ lệ về số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất:
nH : nS : nO = 2,04/1 : 32,65/32 : 65,31/16 = 2 : 1 : 4
Vậy CT đơn giản của hợp chất là H2SO4, vì trong mỗi phân tử chỉ có 1 nguyên tử S nên CTPT của hợp chất là H2SO4.
2.2. Dựa vào kết quả phản ứng cháy:
a. Đặc điểm: Tính toán dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát.
b. Cách giải:
+ Giả thiết về công thức tổng quát của chất đó.
+ Viết phương trình phản ứng cháy tổng quát.
+ Tính theo PTPU.
Cũng có thể lập luận để giải theo phần 2.1 ở trên (Dựa vào tỷ lệ về khối lượng)
c. Ví dụ:
Ví dụ 1. Một hidrocacbon là băng phiến có phân tử khối 128 đvC. Khi đốt cháy hoàn toàn 3,2 gam băng phiến thu được 11 gam CO2 và 1,8 gam H2O. Hãy xác định CTPT của băng phiến.
Cách giải: Công thức tổng quát của băng phiến là CxHy với x, y nguyên dương.
CxHy + (x + y/4)O2 ---> xCO2 + y/2H2O
Cứ 128 gam ---> 44x gam CO2 + 18y/2 gam H2O
Vậy 3,2 gam ---> 11 gam CO2 + 1,8 gam H2O
Từ đó ra:
x = 128.11/3,2.44 = 10
y = 128.1,8/3,2.9 = 8
Công thức phân tử của băng phiến là C10H8.
Ví dụ 2.Đốt cháy hoàn toàn một chất hữu cơ A chỉ chứa 2 nguyên tố, người ta thu được 11 gam CO2 và 6,75 gam H2O.
a. A là chất hữu cơ hay vô cơ.
b. Tính tỷ lệ nguyên tử hai nguyên tố trong phân tử hợp chất A.
c. Viết CTHH của A biết phân tử khối của A là 30.
d. Viết CTCT của A.
Cách giải:
Thực chất hai câu hỏi A, B là định hướng cho cách giải bài toán, buộc phải làm theo cách sau:
+ Tính tỷ lệ về khối lượng các nguyên tố trong hợp chất.
+ Tính tỷ lệ số nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất ---> CT đơn giản ---> CT tổng quát.
+ Dựa vào giá trị phân tử khối để xác định công thức phân tử của A.
(Nếu không có các câu hỏi a, b và dữ kiện về phân tử khối của A cho biết ngay từ đầu bài toán thì có thể giải theo nhiều cách khác nhau đã nêu trên).
3. Loại bài toán chưa biết phản ứng có xẩy ra hoàn toàn hay không:
a. Đặc điểm:
Trong đề bài không có những từ để khẳng định được phản ứng xẩy ra hoàn toàn, ví dụ: khi phản ứng kết thúc, sau phản ứng, hiệu suất bằng 100%... thường chỉ được nêu một cách chung chung "... sau một thời gian..."
b. Cách giải:
+ Cách 1: Đưa bài toán về dạng cơ bản để tính theo lượng các chất đã phản ứng (Cách giải tổng quát).
+ Cách 2: Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng để tính theo sự tăng giảm khối lượng của các chất.
c. Ví dụ:
Ví dụ 1. Cho bản Fe có khối lượng 50 gam vào dd CuSO4. Sau một thời gian nhấc bản sắt ra thì khối lượng là 51 gam. Tính số mol muối sắt tạo thành sau phản ứng biết rằng tất cả Cu sinh ra bám trên bề mặt Fe.
+ Giải theo cách thứ 1:
Đặt số gam Fe đã phản ứng là x gam với 0 < x < 50
Vậy số gam Fe còn lại nếu có là 50 - x gam
Từ các lượng chất trên, tính để tìm x rồi từ x tính số mol muối sắt tạo thành.
+ Giải theo cách thứ 2:
PTPU: Fe + CuSO4 ---> FeSO4 + Cu
Lập luận: Cứ 56 gam Fe phản ứng hết thì thu được 1 mol FeSO4 và 64 gam Cu, nghĩa là khối lượng bản Fe tăng lên 64 - 56 = 8 gam.
Tỷ lệ cần quan tâm:
+ Nếu thu được 1 mol FeSO4 thì khối lượng bản sắt tăng thêm 8 gam.
--> Thu được x mol FeSO4 thì khối lượng bản Fe tăng thêm 51 - 50 = 1 gam
---> Đáp số.
Ví dụ 2. Cho một tấm Zn vào cốc chứa 200 gam HCl 10%. Khi lấy tấm Zn ra rửa sạch, làm khô, cân lại thấy khối lượng của nó đã giảm đi 6,5 gam so với trước. Hãy xác định nồng độ HCl sau phản ứng.
Cách giải:
Do đề bài đã cho biết khối lượng Zn giảm đi 6,5 gam (Chính là lượng Zn đã PU) nên bài toán chính là bài dạng cơ bản.
4. Bài tập định lượng liên quan đến thực tiễn:
Là loại bài tập tương tự bài tập thực nghiệm định tính nhưng có kèm theo tính lượng các chất. Đây là dạng bài tập ít gặp ở THCS.
Ví dụ 1. Hàng năm thế giới tiêu thụ khoảng 45 triệu tấn Cl2.
a. Nếu lượng clo trên chỉ được điều chế từ NaCl thì cần ít nhất bao nhiêu tân NaCl.
b. Biết 1 m3 clo lỏng nặng 1400 kg, hãy tính thể tích clo lỏng tương ứng với 45 triệu tấn nói trên.
c. Thể tích clo lỏng nhỏ hơn bao nhiêu lần so với thể tích clo khí ở đktc với cùng một khối lượng.
d. Người ta thường kết hợp điều chế clo với điều chế xút. Viết PTPU đã dùng.
Việc giải bài tập này sẽ giúp học sinh có điều kiện liên hệ với thực tiễn sản xuất hóa chất trong công nghiệp, gắn với những nội dung đã được học trên lớp.
Ví dụ 2. Cho 1 gam sắt clorua chưa biết hóa trị của Fe tác dụng với dd AgNO3 dư thu được 2,65 gam AgCl. Xác định công thức của sắt clorua nói trên.
Đây là một phương pháp thực nghiệm để xác định công thức của hợp chất vô cơ. Hai ví dụ này cũng là những dạng toán đã phân tích, các bạn tự giải.
Trong chương trình hóa học THCS, người ta còn đưa thêm một số dạng bài toán khác thường được dùng ở THPT. Những dạng bài toán này thường có trong các sách bài tập, sách bài tập nâng cao hoặc dành cho học sinh khá giỏi (Bài tập có dấu * trong SGK).
I. Một số dạng bài tập khác:
1. Bài toán xác định nguyên tố hóa học:
a. Đặc điểm:
+ Xác định một nguyên tố hóa học giựa vào giá trị nguyên tử khối của nó.
+ Thực chất vẫn là bài toán cơ bản nhưng các yếu tố chưa biết và cần tìm chính là nguyên tử khối của nguyên tố đó.
b. Cách giải:
+ Giả thiết và đặt điều kiện cho bài toán để có thể viết được PTHH và đưa bài toán về dạng cơ bản.
+ Giải bài toán và rút ra kết luận.
Ví dụ 1. Cho 10,8 gam một kim loại hóa trị III tác dụng với Cl2 có dư thì thu được 53,4 gam muối. Xác định kim loại đem phản ứng.
Cách giải: Gọi kim lọa hóa trị III chưa biết là R. Đặt nguyên tử khối của R là x với x > 0.
PTPU: 2R + 3Cl2 ---> 2RCl3
Cứ 2x gam R thì tạo ra 2(x + 35,5.3) gam RCl3
Vậy 10,8 gam R thì tạo ra 53,4 gam RCl3
---> 10,8.2(x + 35,5.3) = 53,4.2x
---> x = 27
Kết luận: Nguyên tố kim loại hóa trị III, có nguyên tử khối là 27 chính là Al.
Ví dụ 2. Cho 3,45 gam một kim loại kiềm tác dụng với H2O thu được 1,68 lít khí H2 ở đktc. Hãy:
a. Viết PTPU dưới dạng tổng quát.
b. Xác định tên kim loại kiềm.
Cách giải: Gọi kim loại kiềm chưa biết là R, nguyên tử khối của R là x voiw x > 0.
PTPU: 2R + 2H2O ---> 2ROH + H2
Phần giải tiếp theo hoàn toàn tương tự như trên.
2. Bài toán lập CTPT các chất:
2.1. Khi biết tỷ lệ % về khối lượng:
a. Đặc điểm:
+ Đây là dạng bài toán làm quen ngay từ đầu lớp 8.
+ Cần có yếu tố cho trước là phân tử khối hoặc dữ kiện để khẳng định được công thức phân tử của chất (Nếu không chỉ tìm được công thức tổng quát hay công thức đơn giản của chất đó).
b. Cách giải khi biết phân tử khối của chất đó:
+ Tính khối lượng từng nguyên tố có trong từng phân tử hợp chất.
+ Tính số nguyên tử của từng nguyên tố có trong phân tử hợp chất đó.
+ Viết công thức phân tử hợp chất.
Trong trường hợp không biết phân tử khối, tính theo tỷ lệ khối lượng để suy ra tỷ lệ về số nguyên tử rồi lập công thức tổng quát hay đơn giản của chất đó.
c. Các ví dụ:
Ví dụ 1. Một hợp chất có phân tử khối bằng 62. Thành phần của hợp chất theo khối lượng có 25,8% là nguyên tố O, còn lại là nguyên tố Na. Cho biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố HH trong phân tử hợp chất.
Cách giải:
+ Khối lượng nguyên tố O trong phân tử hợp chất đó = 62.25,8% = 16 đvC
+ Khối lượng nguyên tố Na trong phân tử hợp chất đó = 62 - 16 = 46 đvC
Vậy:
+ Số nguyên tử của nguyên tố O trong phân tử hợp chất đó là 16/16 = 1
+ Số nguyên tử của nguyên tố Na trong phân tử hợp chất đó là 46/23 = 2
Ví dụ 2. Hãy tìm CTHH của chất có thành phần như sau: H = 2,04%, S = 32,65%, O = 65,31%. Biết rằng trong mỗi phân tử chất trên chỉ có 1 nguyên tử S.
Cách giải:
Trước hết kiểm tra và khẳng định tỷ lệ % về khối lượng ba nguyên tố có tổng bằng 100% để kết luận hợp chất chỉ gồm ba nguyên tố đó.
+ Tỷ lệ về khối lượng các nguyên tố trong hợp chất:
mH : mS : mO = 2,04 : 32,65 : 65,31
+ Tỷ lệ về số nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất:
nH : nS : nO = 2,04/1 : 32,65/32 : 65,31/16 = 2 : 1 : 4
Vậy CT đơn giản của hợp chất là H2SO4, vì trong mỗi phân tử chỉ có 1 nguyên tử S nên CTPT của hợp chất là H2SO4.
2.2. Dựa vào kết quả phản ứng cháy:
a. Đặc điểm: Tính toán dựa vào phương trình phản ứng cháy tổng quát.
b. Cách giải:
+ Giả thiết về công thức tổng quát của chất đó.
+ Viết phương trình phản ứng cháy tổng quát.
+ Tính theo PTPU.
Cũng có thể lập luận để giải theo phần 2.1 ở trên (Dựa vào tỷ lệ về khối lượng)
c. Ví dụ:
Ví dụ 1. Một hidrocacbon là băng phiến có phân tử khối 128 đvC. Khi đốt cháy hoàn toàn 3,2 gam băng phiến thu được 11 gam CO2 và 1,8 gam H2O. Hãy xác định CTPT của băng phiến.
Cách giải: Công thức tổng quát của băng phiến là CxHy với x, y nguyên dương.
CxHy + (x + y/4)O2 ---> xCO2 + y/2H2O
Cứ 128 gam ---> 44x gam CO2 + 18y/2 gam H2O
Vậy 3,2 gam ---> 11 gam CO2 + 1,8 gam H2O
Từ đó ra:
x = 128.11/3,2.44 = 10
y = 128.1,8/3,2.9 = 8
Công thức phân tử của băng phiến là C10H8.
Ví dụ 2.Đốt cháy hoàn toàn một chất hữu cơ A chỉ chứa 2 nguyên tố, người ta thu được 11 gam CO2 và 6,75 gam H2O.
a. A là chất hữu cơ hay vô cơ.
b. Tính tỷ lệ nguyên tử hai nguyên tố trong phân tử hợp chất A.
c. Viết CTHH của A biết phân tử khối của A là 30.
d. Viết CTCT của A.
Cách giải:
Thực chất hai câu hỏi A, B là định hướng cho cách giải bài toán, buộc phải làm theo cách sau:
+ Tính tỷ lệ về khối lượng các nguyên tố trong hợp chất.
+ Tính tỷ lệ số nguyên tử các nguyên tố trong hợp chất ---> CT đơn giản ---> CT tổng quát.
+ Dựa vào giá trị phân tử khối để xác định công thức phân tử của A.
(Nếu không có các câu hỏi a, b và dữ kiện về phân tử khối của A cho biết ngay từ đầu bài toán thì có thể giải theo nhiều cách khác nhau đã nêu trên).
3. Loại bài toán chưa biết phản ứng có xẩy ra hoàn toàn hay không:
a. Đặc điểm:
Trong đề bài không có những từ để khẳng định được phản ứng xẩy ra hoàn toàn, ví dụ: khi phản ứng kết thúc, sau phản ứng, hiệu suất bằng 100%... thường chỉ được nêu một cách chung chung "... sau một thời gian..."
b. Cách giải:
+ Cách 1: Đưa bài toán về dạng cơ bản để tính theo lượng các chất đã phản ứng (Cách giải tổng quát).
+ Cách 2: Dựa vào định luật bảo toàn khối lượng để tính theo sự tăng giảm khối lượng của các chất.
c. Ví dụ:
Ví dụ 1. Cho bản Fe có khối lượng 50 gam vào dd CuSO4. Sau một thời gian nhấc bản sắt ra thì khối lượng là 51 gam. Tính số mol muối sắt tạo thành sau phản ứng biết rằng tất cả Cu sinh ra bám trên bề mặt Fe.
+ Giải theo cách thứ 1:
Đặt số gam Fe đã phản ứng là x gam với 0 < x < 50
Vậy số gam Fe còn lại nếu có là 50 - x gam
Từ các lượng chất trên, tính để tìm x rồi từ x tính số mol muối sắt tạo thành.
+ Giải theo cách thứ 2:
PTPU: Fe + CuSO4 ---> FeSO4 + Cu
Lập luận: Cứ 56 gam Fe phản ứng hết thì thu được 1 mol FeSO4 và 64 gam Cu, nghĩa là khối lượng bản Fe tăng lên 64 - 56 = 8 gam.
Tỷ lệ cần quan tâm:
+ Nếu thu được 1 mol FeSO4 thì khối lượng bản sắt tăng thêm 8 gam.
--> Thu được x mol FeSO4 thì khối lượng bản Fe tăng thêm 51 - 50 = 1 gam
---> Đáp số.
Ví dụ 2. Cho một tấm Zn vào cốc chứa 200 gam HCl 10%. Khi lấy tấm Zn ra rửa sạch, làm khô, cân lại thấy khối lượng của nó đã giảm đi 6,5 gam so với trước. Hãy xác định nồng độ HCl sau phản ứng.
Cách giải:
Do đề bài đã cho biết khối lượng Zn giảm đi 6,5 gam (Chính là lượng Zn đã PU) nên bài toán chính là bài dạng cơ bản.
4. Bài tập định lượng liên quan đến thực tiễn:
Là loại bài tập tương tự bài tập thực nghiệm định tính nhưng có kèm theo tính lượng các chất. Đây là dạng bài tập ít gặp ở THCS.
Ví dụ 1. Hàng năm thế giới tiêu thụ khoảng 45 triệu tấn Cl2.
a. Nếu lượng clo trên chỉ được điều chế từ NaCl thì cần ít nhất bao nhiêu tân NaCl.
b. Biết 1 m3 clo lỏng nặng 1400 kg, hãy tính thể tích clo lỏng tương ứng với 45 triệu tấn nói trên.
c. Thể tích clo lỏng nhỏ hơn bao nhiêu lần so với thể tích clo khí ở đktc với cùng một khối lượng.
d. Người ta thường kết hợp điều chế clo với điều chế xút. Viết PTPU đã dùng.
Việc giải bài tập này sẽ giúp học sinh có điều kiện liên hệ với thực tiễn sản xuất hóa chất trong công nghiệp, gắn với những nội dung đã được học trên lớp.
Ví dụ 2. Cho 1 gam sắt clorua chưa biết hóa trị của Fe tác dụng với dd AgNO3 dư thu được 2,65 gam AgCl. Xác định công thức của sắt clorua nói trên.
Đây là một phương pháp thực nghiệm để xác định công thức của hợp chất vô cơ. Hai ví dụ này cũng là những dạng toán đã phân tích, các bạn tự giải.
Diễn đàn mẹ và bé - Bàn luận góp ý truyện - Facebook hôm nay
Trang Nuzz
Thành viên Lòng Cốt Ghi danh : 25/10/2014
Bài viết : 698
Kinh nghiệm : 8726
Được thích : 3563
Ý thức : Tốt
II. Toán tổng hợp:
1. Ở mức độ thấp, chỉ là sự phối hợp hai loại bài toán đã nêu:
Ví dụ 1. Trong PTN có các kim loại sắt và kẽm, các dung dịch axit loãng HCl và H2SO4.
a. Hãy điều chế khí H2 từ các chất đã cho. Viết PTPU của các PUHH đã dùng.
b. Muốn điều chế được 2,24 lít khí H2 cần dùng bao nhiêu gam Fe, Zn?
Cách giải:
Để giải bài toán này, trước hết dựa trên cơ sở nắm vững cánh điều chế H2, vận dụng vào trường hợp có hai kim loại cụ thể là Fe và Zn, hai dung dịch axit loãng là HCl và H2SO4 để viết được 4 PTPU có dạng tương tự nhau:
R + 2HCl ---> RCl2 + H2
R + H2SO4 ---> RSO4 + H2
với điểm chung của các phản ứng trên là từ 1 mol R sẽ thu được 1 mol H2.
Khi đó phần tính toán tiếp theo sẽ rất đơn giản.
Như vậy ngoài kỹ năng giải bài toán thông thường, học sinh được so sánh số mol chất trong các phản ứng khác nhau, sẽ khắc sâu thêm khái niệm mol cũng như tỷ lệ số phân tử các chất trong một phương trình hóa học.
2. Ở một mức độ cao hơn, trong một bài toán có thể chứa đựng nhiều kiến thức khác nhau cần được giải quyết:
Ví dụ: Khử hoàn toàn 16 gam bột oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng kết thúc, khối lượng chất rắn giảm 4,8 gam.
a. Hãy cho biết CT của oxit sắt.
b. Chất khí sinh ra được dẫn vào bình đựng dd Ca(OH)2 dư. Hãy tính khối lượng chất kết tủa sinh ra.
c. Tính thể tích khí CO ở đktc cần dùng cho phản ứng khử oxit sắt nói trên, biết rằng người ta phải dùng khí CO dư 10% so với lý thuyết.
Cách giải:
Bài toán này sẽ củng cố được nhiều kiến thức khác nhau:
* Về lý thuyết:
+ Các loại phản ứng khử, phản ứng trung hòa.
+ Viết PTPU dạng tổng quát.
* Về kỹ năng giải bài toán:
+ Bài toán lập công thức hợp chất.
+ Bài toán dạng cơ bản, tính nhiều lượng chất theo một PTPU, tính theo các PTPU xẩy ra liên tiếp nhau.
+ Sử dụng nhiều kỹ năng tính toán khác nhau như: Hiệu suất, nhiều đơn vị tính toán khác nhau như gam, lít, mol...
Về lời giải cụ thể thì các bạn tự làm. Phần b và c có thể làm như sau:
Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO2 (1)
CO2 + Ca(OH)2 ---> CaCO3 + H2O (2)
Từ (1) và (2) ta có:
Fe2O3 ---> 3CO2 ---> 3CaCO3
Fe2O3 ---> 3CO
Vậy phần b tính theo Fe2O3 ---> 3CaCO3 và phần c tính theo Fe2O3 ---> 3CO
Như vậy có thể tính được lượng CaCO3 thông qua lượng Fe2O3 mà không cần tính đến lượng CO2 sinh ra.
Các phương pháp cân bằng PUHH này dùng chung cho cả hai cấp THCS và THPT tùy theo khả năng
Để giải đúng và nhanh các bài toán hóa học ta cần biết và cân bằng nhanh các phản ứng có trong bài đó. Có rất nhiều phương pháp để cân bằng, dưới đây xin giới thiệu một số phương pháp đó (Từ dễ đến khó):
1. Phương pháp nguyên tử nguyên tố:
Đây là một phương pháp khá đơn giản. Khi cân bằng ta cố ý viết các đơn chất khí (H2, O2, C12, N2...) dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước.
Ví dụ: Cân bằng phản ứng P + O2 ---> P2O5
Ta viết: P + O ---> P2O5
Để tạo thành 1 phân tử P2O5 cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O: 2P + 5O ---> P2O5
Nhưng phân tử oxi bao giờ cũng gồm hai nguyên tử, như vậy nếu lấy 5 phân tử oxi tức là số nguyên tử oxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số phân tử P2O5 cũng tăng lên gấp 2, tức 4 nguyên tử P và 2 phân tử P2O5.
Do đó: 4P + 5O2 ---> 2P2O5
2. Phương pháp hóa trị tác dụng:
Hóa trị tác dụng là hóa trị của nhóm nguyên tử hay nguyên tử của các nguyên tố trong chất tham gia và tạo thành trong PUHH.
Áp dụng phương pháp này cần tiến hành các bước sau:
+ Xác định hóa trị tác dụng:
BaCl2 + Fe2(SO4)3 ---> BaSO4 + FeCl3
Hóa trị tác dụng lần lượt từ trái qua phải là:
II - I - III - II - II - II - III - I
Tìm bội số chung nhỏ nhất của các hóa trị tác dụng:
BSCNN(1, 2, 3) = 6
+ Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số:
6/II = 3, 6/III = 2, 6/I = 6
Thay vào phản ứng:
3BaCl2 + Fe2(SO4)3 ---> 3BaSO4 + 2FeCl3
Dùng phương pháp này sẽ củng cố được khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị của các nguyên tố thường gặp.
3. Phương pháp dùng hệ số phân số:
Đặt các hệ số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Sau đó khử mẫu số chung của tất cả các hệ số.
Ví dụ: P + O2 ---> P2O5
+ Đặt hệ số để cân bằng: 2P + 5/2O2 ---> P2O5
+ Nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất để khử các phân số. Ỏ đây nhân 2.
2.2P + 2.5/2O2 ---> 2P2O5
hay 4P + 5O2 ---> 2P2O5
4. Phương pháp "chẵn - lẻ":
Một phản ứng sau khi đã cân bằng thì số nguyên tử của một nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử nguyên tố đó ở vế phải. Vì vậy nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một vế là số chẵn thì số nguyên tử nguyên tố đó ở vế kia phải chẵn. Nếu ở một công thức nào đó số nguyên tử nguyên tố đó còn lẻ thì phải nhân đôi.
Ví dụ: FeS2 + O2 ---> Fe2O3 + SO2
Ở vế trái số nguyên tử O2 là chẵn với bất kỳ hệ số nào. Ở vế phải, trong SO2 oxi là chẵn nhưng trong Fe2O3 oxi là lẻ nên phải nhân đôi. Từ đó cân bằng tiếp các hệ số còn lại.
2Fe2O3 ---> 4FeS2 ---> 8SO2 ---> 11O2
Đó là thứ tự suy ra các hệ số của các chất. Thay vào PTPU ta được:
4FeS2 + 11O2 ---> 2Fe2O3 + 8SO2
5. Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất:
Chọn nguyên tố có mặt ở nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để bắt đầu cân bằng hệ số các phân tử.
Ví dụ: Cu + HNO3 ---> Cu(NO3)2 + NO + H2O
Nguyên tố có mặt nhiều nhất là nguyên tố oxi, ở vế phải có 8 nguyên tử, vế trái có 3. Bội số chung nhỏ nhất của 8 và 3 là 24, vậy hệ số của HNO3 là 24/3 = 8
Ta có 8HNO3 ---> 4H2O ---> 2NO (Vì số nguyên tử N ở vế trái chẵn) ---> 3Cu(NO3)2 ---> 3Cu
Vậy phản ứng cân bằng là:
3Cu + 8HNO3 ---> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
6. Phương pháp cân bằng theo "nguyên tố tiêu biểu":
Nguyên tố tiêu biểu là nguyên tố có đặc điểm sau:
+ Có mặt ít nhất trong các chất ở phản ứng đó.
+ Liên quan gián tiếp nhất đến nhiều chất trong phản ứng.
+ Chưa thăng bằng về nguyên tử ở hai vế.
Phương pháp cân bằng này tiến hành qua ba bước:
a. Chọn nguyên tố tiêu biểu.
b. Cân bằng nguyên tố tiêu biểu.
c. Cân bằng các nguyên tố khác theo nguyên tố này.
Ví dụ: KMnO4 + HCl ---> KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
a. Chọn nguyên tố tiêu biểu: O
b. Cân bằng nguyên tố tiêu biểu: KMnO4 ---> 4H2O
c. Cân bằng các nguyên tố khác:
+ Cân bằng H: 4H2O ---> 8HCl
+ Cân bằng Cl: 8HCl ---> KCl + MnCl2 + 5/2Cl2
Ta được:
KMnO4 + 8HCl ---> KCl + MnCl2 + 5/2Cl2 + 4H2O
Sau cùng nhân tất cả hễ số với mẫu số chung ta có:
2KMnO4 + 16HCl ---> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
7. Phương pháp cân bằng theo trình tự kim loại - phi kim:
Theo phương pháp này đầu tiên cân bằng số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim và cuối cùng là H, sau cùng đưa các hệ số đã biết để cân bằng nguyên tử O.
Ví dụ 1. NH3 + O2 ---> NO + H2O
Phản ứng này không có kim loại, nguyên tử phi kim N đã cân bằng. Vậy ta cân bằng luôn H:
2NH3 ---> 3H2O (Tính BSCNN, sau đó lấy BSCNN chia cho các chỉ số để được các hệ số)
+ Cân bằng N: 2NH3 ---> 2NO
+ Cân bằng O và thay vào ta có:
2NH3 + 5/2O2 ---> 2NO + 3H2O
Cuối cùng nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất:
4NH3 + 5O2 ---> 4NO + 6H2O
Ví dụ 2. CuFeS2 + O2 ---> CuO + Fe2O3 + SO2
Hoàn toàn tương tự như trên. Do nguyên tử Cu đã cân bằng, đầu tiên ta cân bằng Fe, tiếp theo cân bằng theo thứ tự Cu ---> S ---> O rồi nhân đôi các hệ số:
4CuFeS2 + 13O2 ---> 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2
8. Phương pháp cân bằng phản ứng cháy của chất hữu cơ:
a. Phản ứng cháy của hidrocacbon:
Nên cân bằng theo trình tự sau:
- Cân bằng số nguyên tử H. Lấy số nguyên tử H của hidrocacbon chia cho 2, nếu kết quả lẻ thì nhân đôi phân tử hidrocacbon, nếu chẵn thì để nguyên.
- Cân bằng số nguyên tử C.
- Cân bằng số nguyên tử O.
Tự lấy ví dụ nghen.
b. Phản ứng cháy của hợp chất chứa O.
Cân bằng theo trình tự sau:
- Cân bằng số nguyên tử C.
- Cân bằng số nguyên tử H.
- Cân bằng số nguyên tử O bằng cách tính số nguyên tử O ở vế phải rồi trừ đi số nguyên tử O có trong hợp chất. Kết quả thu được đem chia đôi sẽ ra hệ số của phân tử O2. Nếu hệ số đó lẻ thì nhân đôi cả 2 vế của PT để khử mẫu số.
9. Phương pháp xuất phát từ bản chất hóa học của phản ứng:
Phương pháp này lập luận dựa vào bản chất của phản ứng để cân bằng.
Ví dụ: Fe2O3 + CO ---> Fe + CO2
Theo phản ứng trên, khi CO bị oxi hóa thành CO2 nó sẽ kết hợp thêm oxi. Trong phân tử Fe2O3 có 3 nguyên tử oxi, như vậy đủ để biến 3 phân tử CO thành 3 phân tử CO2. Do đó ta cần đặt hệ số 3 trước công thức CO và CO2 sau đó đặt hệ số 2 trước Fe:
Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO2
10. Phương pháp cân bằng electron:
Đây là phương pháp cân bằng áp dụng cho các phản ứng oxi hóa khử. Bản chất của phương trình này dựa trênm nguyên tắc Trong một phản ứng oxi hóa - khử, số electron do chất khử nhường phải bằng số electron do chất oxi hóa thu.
Việc cân bằng qua ba bước:
a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa.
b. Lập thăng bằng electron.
c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.
Bấm vào đây để xem nội dung.
Ví dụ. Cân bằng phản ứng:
FeS + HNO3 ---> Fe(NO3)3 + N2O + H2SO4 + H2O
a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:
Fe+2 ---> Fe+3
S-2 ---> S+6
N+5 ---> N+1
(Viết số oxi hóa này phía trên các nguyên tố tương ứng)
b. Lập thăng bằng electron:
Fe+2 ---> Fe+3 + 1e
S-2 ---> S+6 + 8e
---> FeS ---> Fe+3 + S+6 + 9e
2N+5 + 8e ---> 2N+1
---> Có 8FeS và 9N2O.
c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:
8FeS + 42HNO3 ---> 8Fe(NO3)3 + 9N2O + 8H2SO4 + 13H2O
11. Phương pháp cân bằng ion - electron:
Phương pháp cân bằng ion - electron cũng giống như phương pháp cân bằng electron nhưng khác ở chỗ viết các chất oxi hóa và chất khử dưới dạng ion, thể hiện đúng sự tồn lại của chúng trong dung dịch.
Có 3 trường hợp có thể xẩy ra:
a. Phản ứng trong dung dịch axit, nếu quá trình oxi hóa hoặc khử:
+ Thiếu oxi: Mỗi O-2 được bù bằng 1H2O và thêm 2H+ ở vế sau.
+ Thừa oxi: Mỗi O-2 được ghi bằng 1H2O và thêm 2H+ ở vế trước.
b. Phản ứng trong dung dịch bazo, nếu quá trình oxi hóa hoặc khử:
+ Thiếu oxi: Mỗi O-2 được bù bằng 2OH- và thêm 1H2O ở vế sau.
+ Thừa oxi: Mỗi O-2 được ghi bằng 2OH- và thêm 1H2O ở vế trước
c. Phản ứng trong dung dịch có H2O tham gia, nếu quá trình oxi hóa hoặc khử:
+ Thiếu oxi: Mỗi O-2 được bù bằng 1H2O và thêm 2H+ ở vế sau.
+ Thừa oxi: Mỗi O-2 được ghi bằng 2OH- và thêm 1H2O ở vế trước.
Bấm vào đây để xem nội dung.
Ví dụ 1. Phản ứng trong dung dịch axit:
KMnO4 + KNO2 + H2SO4 ---> MnSO4 + K2SO4 + KNO3 + H2O
MnO4- + 5e + 8H+ ---> Mn2+ + 4H2O .2
NO2- + H2O ---> NO3- + 2H+ + 2e .5
Cộng từng vế của hai phương trình ta được:
2MnO4- + 16H+ + 5NO2- + 5H2O ---> 2Mn2+ + 8H2O + 5NO3- + 10H+
Giản ước những ion cùng loại ở hai vế ta có:
2MnO4- + 6H+ + 5NO2- ---> 2Mn2+ + 3H2O + 5NO3-
Thêm 7K+ và 3SO42- vào hai vế sẽ được PTPU dạng phân tử:
2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 ---> 2MnSO4 + K2SO4 + 5KNO3 + 3H2O
Ví dụ 2. Phản ứng trong dung dịch bazo:
NaCrO2 + Br2 + NaOH ---> Na2CrO4 + NaBr
CrO2- + 4OH- ---> CrO42- + 2H2O + 3e .2
Br2 + 2e ---> 2Br- .3
Phương trình ion:
2CrO2- + 8OH- + 3Br2 ---> 2CrO42- + 6Br- + 4H2O
Phương trình phản ứng phân tử:
2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH ---> 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O
Ví dụ 3. Phản ứng trong dung dịch có H2O tham gia:
KMnO4 + K2SO3 + H2O ---> MnO2 + K2SO4
MnO4- + 3e + 2H2O ---> MnO2 + 4OH- .2
SO32- + H2O ---> SO42- + 2H+ + 2e .3
Phương trình ion:
2MnO4- + H2O + 3SO32- ---> 2MnO2 + 2OH- + 3SO42-
Phương trình phản ứng phân tử:
2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O ---> 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH
12. Phương pháp cân bằng đại số:
Dùng để xác định hệ số phân tử của chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học, ta coi hệ số là các ẩn số và kí hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d… rồi dựa vào mối tương quan giữa các nguyên tử của các nguyên tố theo định luật bảo toàn khối lượng để lập ra một hệ phương trình bậc nhất nhiều ẩn số. Giải hệ phương trình này và chọn các nghiệm là các số nguyên dương nhỏ nhất ta sẽ xác định được hệ số phân tử của các chất trong phương trình phản ứng hoá học.
Bấm vào đây để xem nội dung.
Ví dụ: Cân bằng phản ứng:
Cu + HNO3 ---> Cu(NO3)2 + NO + H2O
Kí hiều các hệ số phải tìm là các chữ a, b, c, d, e và ghi vào phương trình ta thu được:
aCu + bHNO3 ---> cCu(NO3)2 + dNO + eH2O
+ Xét số nguyên tử Cu: a = c (1)
+ Xét số nguyên tử H: b = 2e (2)
+ Xét số nguyên tử N: b = 2c + d (3)
+ Xét số nguyên tử O: 3b = 6c + d + e (4)
Ta được hệ phương trình 5 ẩn và giải như sau:
Rút e = b/2 từ phương trình (2) và d = b – 2c từ phương trình (3) và thay vào phương trình (4):
3b = 6c + b – 2c + b/2
---> b = 8c/3
Ta thấy để b nguyên thì c phải chia hết cho 3. Trong trường hợp này để hệ số của phương trình hoá học là nhỏ nhất ta cần lấy c = 3. Khi đó: a = 3, b = 8, d = 2, e = 4
Vậy phương trình phản ứng trên có dạng:
3Cu + 8HNO3 ---> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Ở ví dụ trên trong phương trình hoá học có 5 chất (Cu, HNO3, Cu(NO3)2, NO, H2O) và 4 nguyên tố (Cu, H, N, O) khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng ta được một hệ 4 phương trình với 5 ẩn số. Hay nói một cách tổng quát, ta có n ẩn số và n – 1 phương trình.
Như vậy khi lập một hệ phương trình đại số để cân bằng một phương trình hoá học, nếu có bao nhiêu chất trong phương trình hoá học thì có bấy nhiêu ẩn số và nếu có bao nhiêu nguyên tố tạo nên các hợp chất đó thì có bấy nhiêu phương trình.
Từ nhận xét trên, chúng tôi thử dùng phương pháp này để cân bằng hầu hết các phương trình phản ứng có trong chương trình phổ thong, một số chương trình đại học đã gặp những trường hợp sau đây:
1. Các phương trình phản ứng hoá học trong đó số các chất tham gia và thu được sau phản ứng bằng số các nguyên tố tạo nên các chất ấy.
Ví dụ:
P2O5 + H2O --- H3PO4
Hoặc số các chất tham gia và thu được sau phản ứng lớn hơn số các nguyên tố tạo nên chúng 1 đơn vị (đại bộ phận các phương trình hoá học đều rơi vào trường hợp này).
Khi lập hệ các phương trình đại số để cân bằng các phương trình này, ta được các hệ phương trình có n ẩn số và n phương trình hay n – 1 phương trình.
Giải những hệ phương trình đại số này ta được vô số nghiệm nhưng bao giờ cũng chọn được những nghiệm nguyên dương nhỏ nhất phù hợp với phương trình hoá học như ví dụ đầu tiên.
2. Các phương trình hóa học trong đó số các chất tham gia phản ứng hóa học lớn hơn số các nguyên tố cấu tạo nên chất ấy từ hai đơn vị trở lên
ví dụ:
KI + H2O + O3 ---> KOH + I2 + O2 (6 chất, 4 nguyên tố)
H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 ---> S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O (7 chất, 5 nguyên tố)
H2O2 + AgNO3 + NH4OH ---> O2 + Ag + NH4NO3 + H2O (7 chất, 4 nguyên tố)
Khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng những phương trình phản ứng này, ta được những hệ phương trình có n ẩn nhưng chỉ có n - 2 hay n - 3 phương trình.
Giải những hệ phương trình này dài, phức tạp, mất nhiều thời gian và cho ta những kết quả không duy nhất. Khi đó phải căn cứ vào bản chất hóa học của bài toán để những nghiệm số thích hợp cho phương trình hóa học. Đây là việc làm rất khó khăn với các bạn lớp 8 - 9.
Chúng ta sẽ phân tích chi tiết một ví dụ dưới đây.
Bấm vào đây để xem nội dung.
Cân bằng phương trình phản ứng:
aH2S + bK2Cr2O7 + cH2SO4 (l) ---> dS + eK2SO4 + fCr2(SO4)3 + gH2O
Xét về số nguyên tử các nguyên tố:
+ H: 2a + 2c = 2g (1)
+ S: a + c = d + e + 3f (2)
+ K: 2b = 2e (3)
+ Cr: 2b = 2f (4)
+ O: 7b + 4c = 4e + 12f + g (5)
Từ phương trình (1) ta có: a + c = g
Từ phương trình (2) ta có: d = a + c - e - 3f
Từ phương trình (3) và (4) ta có: b = e = f
Thay các giá trị của e và f bằng b và của g bằng a + c vào hệ 5 phương trình trên ta được:
7b + 4c = 4b + 12b + a + c
---> a = 3c - 9b
Do a > 0 nên c > 3b
Cho b và c một số giá trị thích hợp rồi tìm giá trị của các ẩn còn lại ta được bảng sau:
- Với a = 3:
+ b = 1, c = 4 --> d = 3, e = 1, f = 1, g = 7
+ b = 2, c = 7 --> d = 2, e = 2, f = 2, g = 10
+ b = 3, c = 10 --> d = 1, e = 3, f = 3, g = 13
- Với a = 6:
+ b = 1, c = 5 --> d = 7, e = 1, f = 1, g = 11
+ b = 2, c = 8 --> d = 6, e = 2, f = 2, g = 14
+ b = 3, c = 11 --> d = 5, e = 3, f = 3, g = 17
- Với a = 9:
+ b = 1, c = 6 --> d = 11, e = 1, f = 1, g = 15
+ b = 2, c = 9 --> d = 10, e = 2, f = 2, g = 18
+ b = 3, c = 12 --> d = 9, e = 3, f = 3, g = 11
Ghi vào phương trình phản ứng hóa học các hệ số đã xác định ta được nhiều phương trình với cặp hệ số các chất khác nhau:
3H2S + K2Cr2O7 + 4H2SO4 ---> 3S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O (1)
6H2S + K2Cr2O7 + 5H2SO4 ---> 7S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 11H2O (2)
9H2S + K2Cr2O7 + 6H2SO4 ---> 11S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 15H2O (3)
...
Ở đây ta thấy các hệ số của (2) và (3) không phải là bội số của các hệ số của (1). Về mặt toán học tất cả các phương trình hóa học trên đều đúng nhưng với quan điểm hóa học ta chỉ dùng những hệ số của (1).
Thế nhưng nếu phản ứng trên xẩy ra trong môi trường axit đặc thì (2) cũng đúng vì H2SO4 đặc là chất oxi hóa mạnh, có thể oxi hóa H2S theo phương trình:
H2SO4 + 3H2S ---> 4S + 4H2O
Còn (3) về bản chất hóa học không khác (2) chỉ có số lượng các phân tử axit H2SO4 và H2S tham gia là khác nhau mà thôi.
Qua những nhạn xét và đánh giá trên chúng tôi có mấy đề nghị sau đây về phần cân bằng các phản ứng hóa học:
1. Tuy có hạn chế về mặt nội dung hóa học nhưng học sinh các lớp 8 - 9 vẫn nên học phương pháp cân bằng đại số vì:
+ Trong khi chưa được học phương pháp cân bằng electron thì phương pháp này là một trong những phương pháp thuận lợi vì nói chung THCS đã giải thành thạo hệ phương trình bậc nhất.
+ Tùy điều kiện cụ thể, phản ứng cụ thể mà chọn phương pháp cân bằng cho thích hợp.
+ Hầu hết các PTPU ở PT đều đơn giản. Khi gặp hệ PT đại số để cân bằng ta thường gặp hệ PT có n ẩn số và n - 1 phương trình, giải những hệ phương trình này dễ dàng, cho những nghiệm duy nhất, không phải biện luận. Tuy nhiên nếu thấy số chất lớn hơn số nguyên tố từ 2 đơn vị trở lên thì không nên dùng đại số để cân bằng, như trường hợp trên sẽ cho nhiều kết quả và việc lựa chọn là khó khăn.
+ Nếu phương trình hóa học có các nhóm nguyên tố, các gốc axit chuyển nguyên vẹn từ vế trái sang vế phải, chúng không bị phá vỡ trong phản ứng hóa học thì khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng ta nên tính theo các nhóm, các gốc đó. Lúc đó hệ phương trình đại số sẽ đơn giản đi nhiều. Ví dụ:
aFeCl3 + bKSCN ---> cKCl + dFe(SCN)3
khi so sánh hệ số giữa b và d ta nên tính theo các nhóm SCN, lúc đó b = 3d
---------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------
Phần Phương pháp giải bài tập hóa học THCS tạm dừng ở đây, nội dung topic này lấy từ các sách:
+ Phương pháp dậy học hóa học - Tập 3 (Sách CĐSP)
+ Phương pháp dậy học các chương mục quan trọng trong chương trình sách giáo khoa Hóa học Phổ thông. (PPDH tập 2)
+ Bài tập hóa học ở trường phổ thông.
Các bài tập, ví dụ lấy trong SGK, sách bài tập, sách bài tập nâng cao Hóa học 8 - 9.
1. Ở mức độ thấp, chỉ là sự phối hợp hai loại bài toán đã nêu:
Ví dụ 1. Trong PTN có các kim loại sắt và kẽm, các dung dịch axit loãng HCl và H2SO4.
a. Hãy điều chế khí H2 từ các chất đã cho. Viết PTPU của các PUHH đã dùng.
b. Muốn điều chế được 2,24 lít khí H2 cần dùng bao nhiêu gam Fe, Zn?
Cách giải:
Để giải bài toán này, trước hết dựa trên cơ sở nắm vững cánh điều chế H2, vận dụng vào trường hợp có hai kim loại cụ thể là Fe và Zn, hai dung dịch axit loãng là HCl và H2SO4 để viết được 4 PTPU có dạng tương tự nhau:
R + 2HCl ---> RCl2 + H2
R + H2SO4 ---> RSO4 + H2
với điểm chung của các phản ứng trên là từ 1 mol R sẽ thu được 1 mol H2.
Khi đó phần tính toán tiếp theo sẽ rất đơn giản.
Như vậy ngoài kỹ năng giải bài toán thông thường, học sinh được so sánh số mol chất trong các phản ứng khác nhau, sẽ khắc sâu thêm khái niệm mol cũng như tỷ lệ số phân tử các chất trong một phương trình hóa học.
2. Ở một mức độ cao hơn, trong một bài toán có thể chứa đựng nhiều kiến thức khác nhau cần được giải quyết:
Ví dụ: Khử hoàn toàn 16 gam bột oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng kết thúc, khối lượng chất rắn giảm 4,8 gam.
a. Hãy cho biết CT của oxit sắt.
b. Chất khí sinh ra được dẫn vào bình đựng dd Ca(OH)2 dư. Hãy tính khối lượng chất kết tủa sinh ra.
c. Tính thể tích khí CO ở đktc cần dùng cho phản ứng khử oxit sắt nói trên, biết rằng người ta phải dùng khí CO dư 10% so với lý thuyết.
Cách giải:
Bài toán này sẽ củng cố được nhiều kiến thức khác nhau:
* Về lý thuyết:
+ Các loại phản ứng khử, phản ứng trung hòa.
+ Viết PTPU dạng tổng quát.
* Về kỹ năng giải bài toán:
+ Bài toán lập công thức hợp chất.
+ Bài toán dạng cơ bản, tính nhiều lượng chất theo một PTPU, tính theo các PTPU xẩy ra liên tiếp nhau.
+ Sử dụng nhiều kỹ năng tính toán khác nhau như: Hiệu suất, nhiều đơn vị tính toán khác nhau như gam, lít, mol...
Về lời giải cụ thể thì các bạn tự làm. Phần b và c có thể làm như sau:
Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO2 (1)
CO2 + Ca(OH)2 ---> CaCO3 + H2O (2)
Từ (1) và (2) ta có:
Fe2O3 ---> 3CO2 ---> 3CaCO3
Fe2O3 ---> 3CO
Vậy phần b tính theo Fe2O3 ---> 3CaCO3 và phần c tính theo Fe2O3 ---> 3CO
Như vậy có thể tính được lượng CaCO3 thông qua lượng Fe2O3 mà không cần tính đến lượng CO2 sinh ra.
Các phương pháp cân bằng PUHH này dùng chung cho cả hai cấp THCS và THPT tùy theo khả năng
Để giải đúng và nhanh các bài toán hóa học ta cần biết và cân bằng nhanh các phản ứng có trong bài đó. Có rất nhiều phương pháp để cân bằng, dưới đây xin giới thiệu một số phương pháp đó (Từ dễ đến khó):
1. Phương pháp nguyên tử nguyên tố:
Đây là một phương pháp khá đơn giản. Khi cân bằng ta cố ý viết các đơn chất khí (H2, O2, C12, N2...) dưới dạng nguyên tử riêng biệt rồi lập luận qua một số bước.
Ví dụ: Cân bằng phản ứng P + O2 ---> P2O5
Ta viết: P + O ---> P2O5
Để tạo thành 1 phân tử P2O5 cần 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O: 2P + 5O ---> P2O5
Nhưng phân tử oxi bao giờ cũng gồm hai nguyên tử, như vậy nếu lấy 5 phân tử oxi tức là số nguyên tử oxi tăng lên gấp 2 thì số nguyên tử P và số phân tử P2O5 cũng tăng lên gấp 2, tức 4 nguyên tử P và 2 phân tử P2O5.
Do đó: 4P + 5O2 ---> 2P2O5
2. Phương pháp hóa trị tác dụng:
Hóa trị tác dụng là hóa trị của nhóm nguyên tử hay nguyên tử của các nguyên tố trong chất tham gia và tạo thành trong PUHH.
Áp dụng phương pháp này cần tiến hành các bước sau:
+ Xác định hóa trị tác dụng:
BaCl2 + Fe2(SO4)3 ---> BaSO4 + FeCl3
Hóa trị tác dụng lần lượt từ trái qua phải là:
II - I - III - II - II - II - III - I
Tìm bội số chung nhỏ nhất của các hóa trị tác dụng:
BSCNN(1, 2, 3) = 6
+ Lấy BSCNN chia cho các hóa trị ta được các hệ số:
6/II = 3, 6/III = 2, 6/I = 6
Thay vào phản ứng:
3BaCl2 + Fe2(SO4)3 ---> 3BaSO4 + 2FeCl3
Dùng phương pháp này sẽ củng cố được khái niệm hóa trị, cách tính hóa trị, nhớ hóa trị của các nguyên tố thường gặp.
3. Phương pháp dùng hệ số phân số:
Đặt các hệ số vào các công thức của các chất tham gia phản ứng, không phân biệt số nguyên hay phân số sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế bằng nhau. Sau đó khử mẫu số chung của tất cả các hệ số.
Ví dụ: P + O2 ---> P2O5
+ Đặt hệ số để cân bằng: 2P + 5/2O2 ---> P2O5
+ Nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất để khử các phân số. Ỏ đây nhân 2.
2.2P + 2.5/2O2 ---> 2P2O5
hay 4P + 5O2 ---> 2P2O5
4. Phương pháp "chẵn - lẻ":
Một phản ứng sau khi đã cân bằng thì số nguyên tử của một nguyên tố ở vế trái bằng số nguyên tử nguyên tố đó ở vế phải. Vì vậy nếu số nguyên tử của một nguyên tố ở một vế là số chẵn thì số nguyên tử nguyên tố đó ở vế kia phải chẵn. Nếu ở một công thức nào đó số nguyên tử nguyên tố đó còn lẻ thì phải nhân đôi.
Ví dụ: FeS2 + O2 ---> Fe2O3 + SO2
Ở vế trái số nguyên tử O2 là chẵn với bất kỳ hệ số nào. Ở vế phải, trong SO2 oxi là chẵn nhưng trong Fe2O3 oxi là lẻ nên phải nhân đôi. Từ đó cân bằng tiếp các hệ số còn lại.
2Fe2O3 ---> 4FeS2 ---> 8SO2 ---> 11O2
Đó là thứ tự suy ra các hệ số của các chất. Thay vào PTPU ta được:
4FeS2 + 11O2 ---> 2Fe2O3 + 8SO2
5. Phương pháp xuất phát từ nguyên tố chung nhất:
Chọn nguyên tố có mặt ở nhiều hợp chất nhất trong phản ứng để bắt đầu cân bằng hệ số các phân tử.
Ví dụ: Cu + HNO3 ---> Cu(NO3)2 + NO + H2O
Nguyên tố có mặt nhiều nhất là nguyên tố oxi, ở vế phải có 8 nguyên tử, vế trái có 3. Bội số chung nhỏ nhất của 8 và 3 là 24, vậy hệ số của HNO3 là 24/3 = 8
Ta có 8HNO3 ---> 4H2O ---> 2NO (Vì số nguyên tử N ở vế trái chẵn) ---> 3Cu(NO3)2 ---> 3Cu
Vậy phản ứng cân bằng là:
3Cu + 8HNO3 ---> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
6. Phương pháp cân bằng theo "nguyên tố tiêu biểu":
Nguyên tố tiêu biểu là nguyên tố có đặc điểm sau:
+ Có mặt ít nhất trong các chất ở phản ứng đó.
+ Liên quan gián tiếp nhất đến nhiều chất trong phản ứng.
+ Chưa thăng bằng về nguyên tử ở hai vế.
Phương pháp cân bằng này tiến hành qua ba bước:
a. Chọn nguyên tố tiêu biểu.
b. Cân bằng nguyên tố tiêu biểu.
c. Cân bằng các nguyên tố khác theo nguyên tố này.
Ví dụ: KMnO4 + HCl ---> KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
a. Chọn nguyên tố tiêu biểu: O
b. Cân bằng nguyên tố tiêu biểu: KMnO4 ---> 4H2O
c. Cân bằng các nguyên tố khác:
+ Cân bằng H: 4H2O ---> 8HCl
+ Cân bằng Cl: 8HCl ---> KCl + MnCl2 + 5/2Cl2
Ta được:
KMnO4 + 8HCl ---> KCl + MnCl2 + 5/2Cl2 + 4H2O
Sau cùng nhân tất cả hễ số với mẫu số chung ta có:
2KMnO4 + 16HCl ---> 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O
7. Phương pháp cân bằng theo trình tự kim loại - phi kim:
Theo phương pháp này đầu tiên cân bằng số nguyên tử kim loại, sau đến phi kim và cuối cùng là H, sau cùng đưa các hệ số đã biết để cân bằng nguyên tử O.
Ví dụ 1. NH3 + O2 ---> NO + H2O
Phản ứng này không có kim loại, nguyên tử phi kim N đã cân bằng. Vậy ta cân bằng luôn H:
2NH3 ---> 3H2O (Tính BSCNN, sau đó lấy BSCNN chia cho các chỉ số để được các hệ số)
+ Cân bằng N: 2NH3 ---> 2NO
+ Cân bằng O và thay vào ta có:
2NH3 + 5/2O2 ---> 2NO + 3H2O
Cuối cùng nhân các hệ số với mẫu số chung nhỏ nhất:
4NH3 + 5O2 ---> 4NO + 6H2O
Ví dụ 2. CuFeS2 + O2 ---> CuO + Fe2O3 + SO2
Hoàn toàn tương tự như trên. Do nguyên tử Cu đã cân bằng, đầu tiên ta cân bằng Fe, tiếp theo cân bằng theo thứ tự Cu ---> S ---> O rồi nhân đôi các hệ số:
4CuFeS2 + 13O2 ---> 4CuO + 2Fe2O3 + 8SO2
8. Phương pháp cân bằng phản ứng cháy của chất hữu cơ:
a. Phản ứng cháy của hidrocacbon:
Nên cân bằng theo trình tự sau:
- Cân bằng số nguyên tử H. Lấy số nguyên tử H của hidrocacbon chia cho 2, nếu kết quả lẻ thì nhân đôi phân tử hidrocacbon, nếu chẵn thì để nguyên.
- Cân bằng số nguyên tử C.
- Cân bằng số nguyên tử O.
Tự lấy ví dụ nghen.
b. Phản ứng cháy của hợp chất chứa O.
Cân bằng theo trình tự sau:
- Cân bằng số nguyên tử C.
- Cân bằng số nguyên tử H.
- Cân bằng số nguyên tử O bằng cách tính số nguyên tử O ở vế phải rồi trừ đi số nguyên tử O có trong hợp chất. Kết quả thu được đem chia đôi sẽ ra hệ số của phân tử O2. Nếu hệ số đó lẻ thì nhân đôi cả 2 vế của PT để khử mẫu số.
9. Phương pháp xuất phát từ bản chất hóa học của phản ứng:
Phương pháp này lập luận dựa vào bản chất của phản ứng để cân bằng.
Ví dụ: Fe2O3 + CO ---> Fe + CO2
Theo phản ứng trên, khi CO bị oxi hóa thành CO2 nó sẽ kết hợp thêm oxi. Trong phân tử Fe2O3 có 3 nguyên tử oxi, như vậy đủ để biến 3 phân tử CO thành 3 phân tử CO2. Do đó ta cần đặt hệ số 3 trước công thức CO và CO2 sau đó đặt hệ số 2 trước Fe:
Fe2O3 + 3CO ---> 2Fe + 3CO2
10. Phương pháp cân bằng electron:
Đây là phương pháp cân bằng áp dụng cho các phản ứng oxi hóa khử. Bản chất của phương trình này dựa trênm nguyên tắc Trong một phản ứng oxi hóa - khử, số electron do chất khử nhường phải bằng số electron do chất oxi hóa thu.
Việc cân bằng qua ba bước:
a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa.
b. Lập thăng bằng electron.
c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại.
Bấm vào đây để xem nội dung.
Ví dụ. Cân bằng phản ứng:
FeS + HNO3 ---> Fe(NO3)3 + N2O + H2SO4 + H2O
a. Xác định sự thay đổi số oxi hóa:
Fe+2 ---> Fe+3
S-2 ---> S+6
N+5 ---> N+1
(Viết số oxi hóa này phía trên các nguyên tố tương ứng)
b. Lập thăng bằng electron:
Fe+2 ---> Fe+3 + 1e
S-2 ---> S+6 + 8e
---> FeS ---> Fe+3 + S+6 + 9e
2N+5 + 8e ---> 2N+1
---> Có 8FeS và 9N2O.
c. Đặt các hệ số tìm được vào phản ứng và tính các hệ số còn lại:
8FeS + 42HNO3 ---> 8Fe(NO3)3 + 9N2O + 8H2SO4 + 13H2O
11. Phương pháp cân bằng ion - electron:
Phương pháp cân bằng ion - electron cũng giống như phương pháp cân bằng electron nhưng khác ở chỗ viết các chất oxi hóa và chất khử dưới dạng ion, thể hiện đúng sự tồn lại của chúng trong dung dịch.
Có 3 trường hợp có thể xẩy ra:
a. Phản ứng trong dung dịch axit, nếu quá trình oxi hóa hoặc khử:
+ Thiếu oxi: Mỗi O-2 được bù bằng 1H2O và thêm 2H+ ở vế sau.
+ Thừa oxi: Mỗi O-2 được ghi bằng 1H2O và thêm 2H+ ở vế trước.
b. Phản ứng trong dung dịch bazo, nếu quá trình oxi hóa hoặc khử:
+ Thiếu oxi: Mỗi O-2 được bù bằng 2OH- và thêm 1H2O ở vế sau.
+ Thừa oxi: Mỗi O-2 được ghi bằng 2OH- và thêm 1H2O ở vế trước
c. Phản ứng trong dung dịch có H2O tham gia, nếu quá trình oxi hóa hoặc khử:
+ Thiếu oxi: Mỗi O-2 được bù bằng 1H2O và thêm 2H+ ở vế sau.
+ Thừa oxi: Mỗi O-2 được ghi bằng 2OH- và thêm 1H2O ở vế trước.
Bấm vào đây để xem nội dung.
Ví dụ 1. Phản ứng trong dung dịch axit:
KMnO4 + KNO2 + H2SO4 ---> MnSO4 + K2SO4 + KNO3 + H2O
MnO4- + 5e + 8H+ ---> Mn2+ + 4H2O .2
NO2- + H2O ---> NO3- + 2H+ + 2e .5
Cộng từng vế của hai phương trình ta được:
2MnO4- + 16H+ + 5NO2- + 5H2O ---> 2Mn2+ + 8H2O + 5NO3- + 10H+
Giản ước những ion cùng loại ở hai vế ta có:
2MnO4- + 6H+ + 5NO2- ---> 2Mn2+ + 3H2O + 5NO3-
Thêm 7K+ và 3SO42- vào hai vế sẽ được PTPU dạng phân tử:
2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 ---> 2MnSO4 + K2SO4 + 5KNO3 + 3H2O
Ví dụ 2. Phản ứng trong dung dịch bazo:
NaCrO2 + Br2 + NaOH ---> Na2CrO4 + NaBr
CrO2- + 4OH- ---> CrO42- + 2H2O + 3e .2
Br2 + 2e ---> 2Br- .3
Phương trình ion:
2CrO2- + 8OH- + 3Br2 ---> 2CrO42- + 6Br- + 4H2O
Phương trình phản ứng phân tử:
2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH ---> 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O
Ví dụ 3. Phản ứng trong dung dịch có H2O tham gia:
KMnO4 + K2SO3 + H2O ---> MnO2 + K2SO4
MnO4- + 3e + 2H2O ---> MnO2 + 4OH- .2
SO32- + H2O ---> SO42- + 2H+ + 2e .3
Phương trình ion:
2MnO4- + H2O + 3SO32- ---> 2MnO2 + 2OH- + 3SO42-
Phương trình phản ứng phân tử:
2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O ---> 2MnO2 + 3K2SO4 + 2KOH
12. Phương pháp cân bằng đại số:
Dùng để xác định hệ số phân tử của chất tham gia và thu được sau phản ứng hoá học, ta coi hệ số là các ẩn số và kí hiệu bằng các chữ cái a, b, c, d… rồi dựa vào mối tương quan giữa các nguyên tử của các nguyên tố theo định luật bảo toàn khối lượng để lập ra một hệ phương trình bậc nhất nhiều ẩn số. Giải hệ phương trình này và chọn các nghiệm là các số nguyên dương nhỏ nhất ta sẽ xác định được hệ số phân tử của các chất trong phương trình phản ứng hoá học.
Bấm vào đây để xem nội dung.
Ví dụ: Cân bằng phản ứng:
Cu + HNO3 ---> Cu(NO3)2 + NO + H2O
Kí hiều các hệ số phải tìm là các chữ a, b, c, d, e và ghi vào phương trình ta thu được:
aCu + bHNO3 ---> cCu(NO3)2 + dNO + eH2O
+ Xét số nguyên tử Cu: a = c (1)
+ Xét số nguyên tử H: b = 2e (2)
+ Xét số nguyên tử N: b = 2c + d (3)
+ Xét số nguyên tử O: 3b = 6c + d + e (4)
Ta được hệ phương trình 5 ẩn và giải như sau:
Rút e = b/2 từ phương trình (2) và d = b – 2c từ phương trình (3) và thay vào phương trình (4):
3b = 6c + b – 2c + b/2
---> b = 8c/3
Ta thấy để b nguyên thì c phải chia hết cho 3. Trong trường hợp này để hệ số của phương trình hoá học là nhỏ nhất ta cần lấy c = 3. Khi đó: a = 3, b = 8, d = 2, e = 4
Vậy phương trình phản ứng trên có dạng:
3Cu + 8HNO3 ---> 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O
Ở ví dụ trên trong phương trình hoá học có 5 chất (Cu, HNO3, Cu(NO3)2, NO, H2O) và 4 nguyên tố (Cu, H, N, O) khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng ta được một hệ 4 phương trình với 5 ẩn số. Hay nói một cách tổng quát, ta có n ẩn số và n – 1 phương trình.
Như vậy khi lập một hệ phương trình đại số để cân bằng một phương trình hoá học, nếu có bao nhiêu chất trong phương trình hoá học thì có bấy nhiêu ẩn số và nếu có bao nhiêu nguyên tố tạo nên các hợp chất đó thì có bấy nhiêu phương trình.
Từ nhận xét trên, chúng tôi thử dùng phương pháp này để cân bằng hầu hết các phương trình phản ứng có trong chương trình phổ thong, một số chương trình đại học đã gặp những trường hợp sau đây:
1. Các phương trình phản ứng hoá học trong đó số các chất tham gia và thu được sau phản ứng bằng số các nguyên tố tạo nên các chất ấy.
Ví dụ:
P2O5 + H2O --- H3PO4
Hoặc số các chất tham gia và thu được sau phản ứng lớn hơn số các nguyên tố tạo nên chúng 1 đơn vị (đại bộ phận các phương trình hoá học đều rơi vào trường hợp này).
Khi lập hệ các phương trình đại số để cân bằng các phương trình này, ta được các hệ phương trình có n ẩn số và n phương trình hay n – 1 phương trình.
Giải những hệ phương trình đại số này ta được vô số nghiệm nhưng bao giờ cũng chọn được những nghiệm nguyên dương nhỏ nhất phù hợp với phương trình hoá học như ví dụ đầu tiên.
2. Các phương trình hóa học trong đó số các chất tham gia phản ứng hóa học lớn hơn số các nguyên tố cấu tạo nên chất ấy từ hai đơn vị trở lên
ví dụ:
KI + H2O + O3 ---> KOH + I2 + O2 (6 chất, 4 nguyên tố)
H2S + K2Cr2O7 + H2SO4 ---> S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + H2O (7 chất, 5 nguyên tố)
H2O2 + AgNO3 + NH4OH ---> O2 + Ag + NH4NO3 + H2O (7 chất, 4 nguyên tố)
Khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng những phương trình phản ứng này, ta được những hệ phương trình có n ẩn nhưng chỉ có n - 2 hay n - 3 phương trình.
Giải những hệ phương trình này dài, phức tạp, mất nhiều thời gian và cho ta những kết quả không duy nhất. Khi đó phải căn cứ vào bản chất hóa học của bài toán để những nghiệm số thích hợp cho phương trình hóa học. Đây là việc làm rất khó khăn với các bạn lớp 8 - 9.
Chúng ta sẽ phân tích chi tiết một ví dụ dưới đây.
Bấm vào đây để xem nội dung.
Cân bằng phương trình phản ứng:
aH2S + bK2Cr2O7 + cH2SO4 (l) ---> dS + eK2SO4 + fCr2(SO4)3 + gH2O
Xét về số nguyên tử các nguyên tố:
+ H: 2a + 2c = 2g (1)
+ S: a + c = d + e + 3f (2)
+ K: 2b = 2e (3)
+ Cr: 2b = 2f (4)
+ O: 7b + 4c = 4e + 12f + g (5)
Từ phương trình (1) ta có: a + c = g
Từ phương trình (2) ta có: d = a + c - e - 3f
Từ phương trình (3) và (4) ta có: b = e = f
Thay các giá trị của e và f bằng b và của g bằng a + c vào hệ 5 phương trình trên ta được:
7b + 4c = 4b + 12b + a + c
---> a = 3c - 9b
Do a > 0 nên c > 3b
Cho b và c một số giá trị thích hợp rồi tìm giá trị của các ẩn còn lại ta được bảng sau:
- Với a = 3:
+ b = 1, c = 4 --> d = 3, e = 1, f = 1, g = 7
+ b = 2, c = 7 --> d = 2, e = 2, f = 2, g = 10
+ b = 3, c = 10 --> d = 1, e = 3, f = 3, g = 13
- Với a = 6:
+ b = 1, c = 5 --> d = 7, e = 1, f = 1, g = 11
+ b = 2, c = 8 --> d = 6, e = 2, f = 2, g = 14
+ b = 3, c = 11 --> d = 5, e = 3, f = 3, g = 17
- Với a = 9:
+ b = 1, c = 6 --> d = 11, e = 1, f = 1, g = 15
+ b = 2, c = 9 --> d = 10, e = 2, f = 2, g = 18
+ b = 3, c = 12 --> d = 9, e = 3, f = 3, g = 11
Ghi vào phương trình phản ứng hóa học các hệ số đã xác định ta được nhiều phương trình với cặp hệ số các chất khác nhau:
3H2S + K2Cr2O7 + 4H2SO4 ---> 3S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O (1)
6H2S + K2Cr2O7 + 5H2SO4 ---> 7S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 11H2O (2)
9H2S + K2Cr2O7 + 6H2SO4 ---> 11S + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 15H2O (3)
...
Ở đây ta thấy các hệ số của (2) và (3) không phải là bội số của các hệ số của (1). Về mặt toán học tất cả các phương trình hóa học trên đều đúng nhưng với quan điểm hóa học ta chỉ dùng những hệ số của (1).
Thế nhưng nếu phản ứng trên xẩy ra trong môi trường axit đặc thì (2) cũng đúng vì H2SO4 đặc là chất oxi hóa mạnh, có thể oxi hóa H2S theo phương trình:
H2SO4 + 3H2S ---> 4S + 4H2O
Còn (3) về bản chất hóa học không khác (2) chỉ có số lượng các phân tử axit H2SO4 và H2S tham gia là khác nhau mà thôi.
Qua những nhạn xét và đánh giá trên chúng tôi có mấy đề nghị sau đây về phần cân bằng các phản ứng hóa học:
1. Tuy có hạn chế về mặt nội dung hóa học nhưng học sinh các lớp 8 - 9 vẫn nên học phương pháp cân bằng đại số vì:
+ Trong khi chưa được học phương pháp cân bằng electron thì phương pháp này là một trong những phương pháp thuận lợi vì nói chung THCS đã giải thành thạo hệ phương trình bậc nhất.
+ Tùy điều kiện cụ thể, phản ứng cụ thể mà chọn phương pháp cân bằng cho thích hợp.
+ Hầu hết các PTPU ở PT đều đơn giản. Khi gặp hệ PT đại số để cân bằng ta thường gặp hệ PT có n ẩn số và n - 1 phương trình, giải những hệ phương trình này dễ dàng, cho những nghiệm duy nhất, không phải biện luận. Tuy nhiên nếu thấy số chất lớn hơn số nguyên tố từ 2 đơn vị trở lên thì không nên dùng đại số để cân bằng, như trường hợp trên sẽ cho nhiều kết quả và việc lựa chọn là khó khăn.
+ Nếu phương trình hóa học có các nhóm nguyên tố, các gốc axit chuyển nguyên vẹn từ vế trái sang vế phải, chúng không bị phá vỡ trong phản ứng hóa học thì khi lập hệ phương trình đại số để cân bằng ta nên tính theo các nhóm, các gốc đó. Lúc đó hệ phương trình đại số sẽ đơn giản đi nhiều. Ví dụ:
aFeCl3 + bKSCN ---> cKCl + dFe(SCN)3
khi so sánh hệ số giữa b và d ta nên tính theo các nhóm SCN, lúc đó b = 3d
---------------------------------------------------------------------
---------------------------------------------------------------------
Phần Phương pháp giải bài tập hóa học THCS tạm dừng ở đây, nội dung topic này lấy từ các sách:
+ Phương pháp dậy học hóa học - Tập 3 (Sách CĐSP)
+ Phương pháp dậy học các chương mục quan trọng trong chương trình sách giáo khoa Hóa học Phổ thông. (PPDH tập 2)
+ Bài tập hóa học ở trường phổ thông.
Các bài tập, ví dụ lấy trong SGK, sách bài tập, sách bài tập nâng cao Hóa học 8 - 9.
Nguồn: http://community.h2vn.com
Diễn đàn mẹ và bé - Bàn luận góp ý truyện - Facebook hôm nay
Fanpage
|
|
|
