Phân loại - phương pháp giải Bài tập hóa học

Với những em đó làm quen với bài tập hóa học, đã biết cách giải những bài toán cơ bản trong hóa học hẳn sẽ đặt ra cho mình những mục tiêu mới hơn, lớn hơn như: làm thế nào để giải được n

PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC

Bài tập hóa học là phương tiện cơ bản nhất để đưa những kiến thức lý thuyết vào thực hành Sự vận dụng kiến thức thụng qua các bài tập có nhiều hình thức rất phong phú và đa dạng Nhờ sự vận dụng mà kiến thức được củng cố, khắc sâu, chính xác, mở rộng và nâng cao hơn Bài tập hóa học vì lẽ đó vừa là nội dung vừa là phương tiện để học tập tốt môn hóa học Với những em mới làm quen với hóa học, việc nhớ những kiến thức lý thuyết hẳn sẽ gặp những khó khăn nhất định – đặc là những lý thuyết khó, đặc biệt Nhưng có thể chỉ sau khi tiếp xúc, giải quyết những bài tập hóa học từ đơn giản đến phức tạp điều đó sẽ không còn

là vấn đề gì ghê gớm Đồng thời thông qua các bài tập hóa học các bạn có thể sẽ tìm thấy cho mình những niềm đam mê mới

Với những em đó làm quen với bài tập hóa học, đã biết cách giải những bài toán cơ bản trong hóa học hẳn sẽ đặt ra cho mình những mục tiêu mới hơn, lớn hơn như: làm thế nào để giải được nhanh, được chính xác hay làm thế nào để giải một bài toán được theo nhiều cách khác nhau,

Theo hướng đổi mới trong hình thức thi cử như hiện nay, hóa học là một trong các môn được chuyển sang hình thức thi trắc nghiệm Trong thời gian ngắn, các em phải giải quyết một số lượng câu hỏi và bài tập tương đối lớn, trong đó bài tập toán hóa chiếm một tỉ lệ không nhỏ Số liệu thống kê từ kỳ thi tuyển sinh ĐH,CĐ vừa qua cho thấy bài tập toán hóa chiếm khoảng 50% tổng số câu trắc nghiệm của đề thi Do đó việc tìm ra các phương pháp giúp giải nhanh bài toán hóa học có một ý nghĩa hết sức quan trọng

Trên cơ sở đó tôi biên soạn chuyên đề “ Phân loại và phương pháp giải bài toán hóa

học” với mục đích giúp các em có thể định hình cách giải các bài tập hóa học, sử dụng để ôn

tập và rèn luyện kỹ năng tạo tiền đề cho các em bước vào các kỳ thi cuối cấp Mỗi dạng toán được trình bày theo hướng tổng quát có ví dụ cụ thể, một số phần có sự so sánh phân tích, đối chiếu với các cách giải khác để thấy được ưu nhược điểm của mỗi phương pháp trong việc giải bài toán hóa học

Trong chuyên đề này tôi cũng xây dựng thêm một số đề toán nhằm giúp các em có thể luyện tập thêm

Mọi thắc mắc của các em hãy liên hệ trực tiếp với thày bằng cách gọi vào số máy:  02406.278.345 -0914.612.679

Phần I

CÁC CÔNG THỨC DÙNG GIẢI TOÁN HOÁ HỌC

1 Số mol:

022,4

V

n

= = = (m: khối lượng; M: Khối lượng mol; V0: thể tích khí ở đktc(l); P:

áp suất (atm) ; V: thể tích khí ở điều kiện t (l); R = 0,082; T = t0C + 273)

n F

= Trong đó:

m: Khối lượng chất thoát ra ở điện cực (gam); A: Khối lượng mol của chất đó

n: Số electron trao đổi F: Số Faraday (F = 96500)

Phần II CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN HOÁ HỌC

1 Phương pháp bảo toàn khối lượng

• Nguyên tắc: “Trong một phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản

A 2,66g B 22,6g C 26,6g D 6,26g

* Cách giải thông thường (Phương pháp đại số): Các em tiến hành viết PTHH, đặt ẩn

số tính khối lượng của từng muối sau đó tính tổng khối lượng

Ptpư: 1, Na2CO3 + BaCl2 → 2NaCl + BaCO3↓

424 138

106

, y

,

x ,y

x

, y x

mol,n

* Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng:

Hỗn hợp(Na2CO3, K2CO3) + BaCl2 → kết tủa(BaCO3) + muối

Ví dụ 2: Hoà tan 10,0 gam hỗn hợp hai kim loại trong HCl dư thấy tạo ra 2,24lít khí

H2(đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan Giá trị của m là:

A 1,17 gam B 17,1 gam C 3,42gam D 34,2 gam

*Cách giải thông thường:

Ký hiệu 2 kim loại là A, B hóa trị n,m có số mol tương ứng là x và y

Ptpư:

1, 2A + 2nHCl → 2ACln + nH2

2, 2B + 2mHCl → 2BClm + mH2Theo ptpư:

Ví dụ 3: Hòa tan 9,14g hợp kim Cu, Mg, Al bằng một lượng vừa đủ dung dịch HCl

thu được 7,84 lít khí X (đktc) và 2,54g chất rắn Y và dung dịch Z Cô cạn dung dịch Z thu được m(g) muối, m có giá trị là:

* Cách giải thông thường.

Ptpư:

Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑Chất rắn Y là Cu; dung dịch Z là MgCl2 và AlCl3

) mol ( , ,

,

4 22

84 7

70 3 2 542 149 27 24

350 2

3

,y x

,y x , ,y x

,y x

05

0 , y

, x

Theo phương trình: nMgCl2 =nMg =0,05(mol) => mMgCl2 =0,05x95=4,75(g)

)mol(,n

,,x,),,

(mm

mhh sau = mhh trước = 5,4 + 4,8 = 10,2(g) Vậy đáp án (C) đúng

Ví dụ 5: Hoà tan 10g hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị 2 và 3 bằng dd HCl

ta thu được dd A và 0,672 lít khí bay ra (đó ở đktc) Hỏi cô cạn dd A thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

• Cách giải thông thường:

Gọi A và B lần lượt là kim loại hóa trị 2, 3; x và y lần lượt là số mol muối cacbonat của

A và B

Ptpư:

213

n = 2x 3y 5z = 0,14

1816x 42y 58z+ 2x 4,5y 6,5z 32 4, 4 2,52

2

4, 4

n = x 3y 4z = 0,1

22, 42,52

n = 2x 3y 5z = 0,14

1880x 186y 266z 6,92

Ví dụ 7: Cho 1,24g hỗn hợp 2 rượu đơn chức tác dụng vừa đủ với Na thấy thoát ra

336 ml H2(đktc) và m(g) muối natri Khối lượng muối Natri thu được là:

A 1,93 g B 2,93 g C 1,9g D 1,47g

*Cách giải thông thường

Đặt công thức của 2 rượu là R - OH (x mol) R1 - OH (y mol)

Ptpư:

2

11,

20,512,

20,5

* Cách giải nhanh hơn:

nH = 2nH2 = 0,03(mol) Vì 3 chất trong hỗn hợp A đều có một nguyên tử H linh động

Ví dụ 9: Hỗn hợp X gồm 2 anđehit no đơn chức Chia X thành 2 phần bằng nhau:

- Đốt cháy hoàn toàn phần 1 thu được 0,54g H2O

- Phần 2 cộng H2(Ni, t0 ) thu được hỗn hợp A Nếu đốt cháy hoàn toàn A thì thể tích khí CO2 thu được (ở đktc) là:

A 0,112 lít B 0,672 lít C 1,68 lít D 2,24 lít

* Cách giải thông thường:

Đặt công thức tổng quát của 2 anđehit là CnH2nO (x mol) và CmHmO (y mol)

*Áp dụng đl bảo toàn khối lượng:

Phần 1: hỗn hợp là anđehit no đơn chức nCO2 = nH O2 = 0,03(mol)

Theo định luật bảo toàn nguyên tử và bảo toàn khối lượng

Ví dụ 10: Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm 2 rượu A và B ta được hỗn hợp Y

gồm các olefin Nếu đốt cháy hoàn toàn X thì thu được 1,76g CO2 Vậy khi đốt cháy hoàn toàn Y thì tổng khối lượng nước và CO2 tạo ra là:

* Cách giải thông thường.

Khi tách nước từ rượu → olefin Vậy 2 rượu A, B phải là rượu no đơn chức

Đặt công thức tổng quát 2 rượu là CnH2n+1OH (x mol) CmH2m+1OH (y mol)

2

0,043

* Áp dụng đl bảo toàn khối lượng:

− +

- Phần 1: Đốt cháy hoàn toàn thu được 2,24 lít CO2(đktc)

- Phần 2: Este hóa hoàn toàn và vừa đủ thu được 1 este Khi đốt cháy este này thì lượng nước sinh ra là:

Ví dụ 12: Hỗn hợp A gồm 0,1 mol etilenglicol và 0,2 mol chất X Để đốt cháy hỗn hợp

A cần 21,28 lít O2 (ở đktc) và thu được 35,2g CO2 và 19,8g H2O Tính khối lượng phân tử X

1 Đun dd chứa 10g xút và 20g chất béo Sau khi kết thúc phản ứng xà phòng hoá, lấy

1/10 dd thu được đem trung hoà bằng dd HCl 0,2M thấy tốn hết 90ml dd axit

1 Tính lượng xút cần để xà phòng hoá 1 tấn chất béo

2 Từ 1 tấn chất béo có thể điều chế được bao nhiêu glixerin và xà phòng nguyên chất?

3 Tính M của các axit trong thành phần chất béo.

2 Cho 200ml dung dịch HNO3 tác dụng với 5 gam hỗn hợp Zn và Al Phản ứng giải phóng 0,896 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO và N2O Hỗn hợp khí đó có tỉ khối hơi so với H2

là 16,75 Sau khi kết thúc phản ứng đem lọc, thu được 2,013 gam kim loại Hỏi sau khi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan? Tính nồng độ dung dịch HNO3 ban đầu

3 Hoà tan 6,25 g hỗn hợp gồm Zn và Al vào 275 ml dung dịch HNO3, thu được dung dịch

A, chất rắn B gồm các kim loại chưa tan hết cân nặng 2,516g và 1,12 lít hỗn hợp khí D (ở đktc) gồm NO và N2O Hỗn hợp khí D có tỉ khối hơi so với H2 là 16,75

a Hỏi khi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan

b.Tính nồng độ mol của dung dịch HNO3 ban đầu (CĐGTVT-99)

4 Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp ba kim loại bằng dung dịch HNO3 thu được V lít hỗn hợp khí D (đktc) gồm NO2 và NO Tỉ khối của D so với hiđro bằng 18,2

a Tính tổng số gam muối khan tạo thành theo V Biết rằng không sinh ra muối

6 Hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, cho luồng khí CO đi qua ống đựng m gam X đun

nóng Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam chất rắn trong ống sứ và 11,2 lít hỗn hợp khí B (đktc) có tỉ khối so H2 là 20,4 Tìm m.

7 Cho 0,1 mol este tạo bởi axit 2 lần axit và rượu một lần rượu tác dụng hoàn toàn với

NaOH thu được 6,4 gam rượu và một lượng muối có khối lượng nhiều hơn lượng este là 13,56% (so với lượng este) Tính khối lượng muối và xác định công thức cấu tạo của este

8 Thuỷ phân hoàn toàn 11,44 gam hỗn hợp 2 este đơn chức là đồng phân của nhau bằng dung dịch NaOH thu được 11,08 gam hỗn hợp muối và 5,56 gam hỗn hợp 2 rượu Xác định CTPT của este.

9 Cho từ từ một luồng khí CO qua ống sứ đựng m gam hỗn hợp Fe và các oxit của Fe đun nóng thu được 64 gam Fe, khí đi ra sau pư tạo 40 gam kết tủa với dung dịch Ca(OH)2 dư Tính m

10 Một dung dịch chứa 0,1 mol Fe2+ , 0,2 mol Al3+, x mol Cl- và y mol SO42-Tính x,y biết rằng cô cạn dung dịch thu được 46,9 gam chất rắn khan

Bài tập trắc nghiệm:

1 Cho 8,9 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại A và B có hóa trị I tác dụng hết với dung dịch HCl thu 2,24 lít khí (đkc) Khối lượng muối tạo ra sau phản ứng là:

2 Cho 1,53 gam hỗn hợp Cu, Zn, Mg vào dung dịch HCl dư thấy thoát ra 448 ml khí (đktc) Cô cạn hỗn hợp sau phản ứng rồi nung khan trong chân không sẽ thu được m gam chất rắn Giá trị của m là:

4 Hòa tan hết 5 gam hỗn hợp gồm muối cacbonat của kim loại kiềm và một muối

cacbonat của kim loại kiềm thổ bằng dung dịch HCl thu được 1.68 lít khí CO2 (đ kc)

Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thu được hỗn hợp muối khan nặng:

A 7.8 gam B 12.6 gam C 5.825 gam D 4.3 gam

Nhận xét: Định luật bảo toàn khối lượng đóng một vai trò quan trọng trong hóa học

Việc áp dụng sđịnh luật này vào quá trình giải bài toán hóa học không những giúp các em nắm được bản chất của các phản ứng hóa học mà còn giải nhanh các bài toán đó Nếu các em không chú ý tới điểm này sẽ đi vào giải toán bằng cách đặt ẩn, lập hệ phương trình Với những bài toán nhiều ẩn số mà thiếu dữ liệu nếu các em không có kĩ năng giải toán tốt, dùng một số thuật toán: ghép ẩn số, loại trừ thì sẽ không giải được các bài toán này Nếu các em áp dụng tốt các nội dung của định luật bảo toàn khối lượng, các em sẽ suy luận ngay yêu cầu của bài trên cơ sở ptpư và dữ kiện đầu bài cho, thời gian giải bài toán chỉ bằng 1/4 thời gian giải theo phương pháp đại số, quá trình tính toán ngắn gọn, dễ tính

2 Phương pháp bảo toàn điện tích

- Trong phản ứng oxi hóa - khử: “Tổng số mol electron mà chất khử nhường bằng tổng số electron chất oxi hóa nhận”.

- Trong dung dịch chất điện li: “Tổng số mol các cation bằng tổng số mol các anion”.

Ví dụ 1: Cho 19,2 g một kim loại M tan hoàn toàn trong dd HNO3 thì thu được 4,48 lít

NO (đktc ) Vậy kim loại M là:

*Cách giải thông thường:

Gọi hóa trị của M là n

Ptpư: 3M +4nHNO3 →3 (M NO3)n+nNO+2nH O2

Ví dụ 2: Hoà tan a gam Al trong dung dịch HNO3 loãng thu được 0,896 lít hỗn hợp khí X gồm

N2O và NO (đktc) Tỷ khối hơi của X so với H2 bằng 18,5 Tìm giá trị của a?

A 1,98 gam B 1,89gam C 18,9 gam D 19,8gam

* Áp dụng định luật bảo toàn e:

Học sinh tính số mol các khí trong hỗn hợp như với cách giải thông thường:

Gọi số mol N2O và NO trong hỗn hợp lần lượt là: x và y

Theo đầu bài ta có hệ:

A 100,8 lít B 10,08lít C 50,4 lít D 5,04 lít

* Cách giải thông thường

1, 3Cu + 8HNO3 → 3Cu (NO3)2 + 2NO + 4H2O

2-Theo đl bảo toàn e: 4x = 0,9 ⇒ x = 0,225 ⇒ VO 2 = 0,225 x 22,4 = 5,04 lít

Đáp án (D) đúng

Ví dụ 4: Chia hỗn hợp 2 kim loại A, B có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau:

- Phần 1 tan hết trong dung dịch HCl, tạo ra 1,792 lít H2(đktc)

- Phần 2 nung trong oxi thu được 2,84g hỗn hợp oxit

Khối lượng hỗn hợp 2 kim loại là:

Mà mKL = Ax + By

⇒ Ax + By = 2,84 - 8 (ax + by) = 2,84 - 8 x 0,16 = 1,56g

⇒ mKL trong hỗn hợp = 1,56 x 2 = 3,12 (g)

*Áp dụng đl bảo toàn electron:

A,B là chất khử, H+, O2 là chất oxi hóa

ay 0,9 3x ay 1,5

* Áp dụng đl bảo toàn điện tích trong dung dịch:

Khi phản ứng kết thúc, các kết tủa tách khỏi dung dịch, phần dung dịch chứa K+, Cl- và

Ví dụ 7: Để m(g) bột sắt ngoài không khí một thời gian thu được12g hỗn hợp các oxit

FeO, Fe3O4, Fe2 O3, Fe Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp đó bằng dung dịch HNO3 loãng thu được 2,24 lít khí NO duy nhất (đo ở đktc) m có khối lượng là:

3, 3Fe + 2O2 → Fe3O4

4, Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

5, 3FeO + 10 HNO3 → 9Fe (NO3)3 + NO + 5H2O

6, 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O

7, Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2OGọi x, y, z, t lần lượt là số mol của Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Theo điều kiện cho và dựa vào phương trình phản ứng ta có:

Ví dụ 8: Hòa tan hoàn toàn 17,4g hỗn hợp 3 kim loại Al, Fe, Mg trong dung dịch HCl

thấy thoát ra 13,44 lít khí

Nếu cho 8,7g hỗn hợp tác dụng dung dịch NaOH dư → 3,36 lít khí(ở đktc)

Vậy nếu cho 34,8g hỗn hợp trên tác dụng với dung dịch CuSO4dư, lọc lấy toàn bộ chất rắn thu được sau phản ứng tác dụng với dung dịch HNO3nóng dư thì thu được V lít khí NO2 ( ở đktc) Thể tích khí NO2 thu được là:

A 26,88 lít B 53,76 lít C 13,44 lít D 44,8 lít E Kết quả khác

* Cách giải thông thường:

Đặt số mol Al, Mg, Fe trong 17,4g hỗn hợp là x, y, z

4, Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + H2 1

Bài 1 Hoà tan hoàn toàn 4,431 gam hỗn hợp Al và Mg trong HNO3 loãng thu được dung dịch

A và 1,568 lít (đktc) hỗn hợp hai khí đều không màu có khối lượng 2,59 gam, trong đó có một khí bị hóa nâu trong không khí

1 Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp

Bài 3 Một hỗn hợp A gồm Fe và kim loại R hóa trị n không đổi có khối lượng 14,4 gam

Chia hỗn hợp A thành 2 phần bằng nhau Hoà tan hết phần 1 trong dung dịch HCl thu được 4,

256 lít khí H2 Hoà tan hết phần 2 trong dung dịch HNO3 thu được 3,584 lít khí NO

1 Xác định kim loại R và thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A

2 Cho 7,22 gam A tác dụng với 200ml dung dịch B chứa Cu(NO3)2và AgNO3 Sau phản ứng thu được dung dịch C và 16,24 gam chất rắn D gồm 3 kim loại Cho D tác dụng với dung dịch HCl thu được 1,344 lít H2 Tính nồng độ mol/l của dung dịch Cu(NO3)2 và AgNO3 trong B (Các thể tích đo ở điều kiện tiêu chuẩn, phản ứng xảy ra hoàn toàn)

Bài 4 Nung m gam bột Fe trong không khí một thời gian người ta thu được 104,8 gam hỗn

Bài 5 Hoà tan hoàn toàn 24,3 gam Al vào dung dịch HNO3 loãng, dư thu được hỗn hợp khí

NO và N2O có tỉ khối hơi so với H2 là 20,25 và dung dịch B không chứa NH4NO3 Tính thể tích mỗi khí thoát ra ở đktc

Bài 6 Cho 200ml dung dịch HNO3 tác dụng với 5 gam hỗn hợp Zn và Al Phản ứng giải phóng 0,896 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm NO và N2O Hỗn hợp khí đó có tỉ khối hơi so với H2

là 16,75 Sau khi kết thúc phản ứng đem lọc, thu được 2,013 gam kim loại Hỏi sau khi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan? Tính nồng độ dung dịch HNO3 ban đầu

Bài 7 Hoà tan hoàn toàn 2,43 gam kim loại A vừa đủ vào z ml dung dịch HNO3 0,6 M được dung dịch B có chứa A(NO3)2, đồng thời tạo ra 672 ml hỗn hợp khí NO và N2 có tỉ khối hơi

so với O2 là 1,125

1 Xác định kim loại A và tính z

2 Cho vào dung dịch B 300ml dung dịch NaOH 1M Sau khi phản ứng xong lọc lấy kết tủa, rửa sạch, đun nóng đến khối lượng không đổi được một chất rắn Tính khối lượng của chất rắn đó Các thể tích khí đo ở đktc

Bài 8 Cho a hỗn hợp A gồm 3 oxit FeO, CuO, Fe3O4 có số mol bằng nhau tác dụng hoàn toàn với lượng vừa đủ 250ml dung dịch HNO3 đun nóng nhẹ thu được dung dịch B và 3,136 lít (đktc) hỗn hợp khí C gồm NO2 và NO có tỉ khối so với H2 là 20,143 Tính a và nồng độ mol của dung dịch HNO3 đã dùng./

Bài 9 Hoà tan hoàn toàn 24,3 gam kim loại M bằng HNO3 được 8,96 lít (đktc) hỗn hợp khí X gồm hai khí không màu trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí Biết tỉ khối của X so với H2 là 20,25

độ mol của AgNO3, Cu(NO3)2 trong dung dịch C