Bài toán tăng giảm khối lượng kim loại môn: hóa lớp: 9

Trường THCs chất lượng cao mai sơn Chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi Năm học 2007-2008 Bài toán tăng giảm khối lượng kim loại Môn: Hóa Lớp: 9 Người thực hiện: Đào Văn Nam Thực hiện ngày 05 tháng 04 năm 2008 I. Mục tiêu bài dạy: 1. Kiến thức : - Học sinh nhận biết được đặc điểm của dạng toán tăng giảm khối lượng từ đó nhận biết được đó là dạng toán tăng giảm khối lượng - Biết cách giải các dạng toán tăng giảm khối lượng cơ bản - Biết vận dụng phương pháp tăng giảm khối lượng ddeer giải các dạng toán khác có liên quan 2. Kĩ năng : - Học sinh có kĩ năng lập tỉ lệ tăng giảm giữa đề bài và phương trình để tìm số mol chất tham gia phản ứng - Có kĩ năng trình bày dạng toán này 3. Giáo dục: - Tính cẩn thận chu đáo cho học sinh - Tư duy sáng tạo và lòng yêu thích học tập bộ môn II. Các tài liệu hỗ trợ - Sách giáo khoa Hóa 9 bài 33, trang 114 - Bồi dưỡng hóa học trung học cơ sở - Bài tập nâng cao hóa 9 - Kiến thức cơ bản và nâng cao hóa 9 - 400 bài tập hóa 9 III. Nội dung: Tóm tắt: * Lí thuyết: Khi chuyển từ chất này sang chất khỏc, khối lượng cú thể tăng hoặc giảm do cỏc chất khỏc nhau cú khối lượng mol phõn tử khỏc nhau. Dựa vào tương quan tỉ lệ thuận của sự tăng, giảm khối lượng với số mol chất mà ta giải bài toỏn. * Các dạng cơ bản của bài toán tăng giảm khối lượng 1. Phản ứng trao đổi. CaCO3 + 2HNO3 Ca(NO3)2 + H2O + CO2 a mol a mol Độ tăng lượng muối = lượng 2 NO3- - lượng CO32- = 124 a – 60 a = 64 a Độ tăng dung dịch = lượng (Ca(NO3)2 - lượng CO2 ) 2. Phản ứng thế. Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu a mol a mol a mol a mol Độ tăng lượng kim loại = độ giảm lượng dung dịch = 64 a- 56 a = 8 a 3. Phản ứng húa hợp 2 CuO + O2 2CuO a mol a mol a mol Độ tăng kim loại bằng lượng O2 phản ứng 4. Phản ứng phõn tớch CaCO3 CaO + CO2 a mol a mol a mol Độ giảm lượng CaCO3 = lượng CO2 bay đi * Phương pháp giải - Xỏc định dạng toỏn tăng giảm khối lượng - Tớnh số mol chất tham gia phản ứng dựa vào dự kiện đầu bài Số mol chất tham gia phản ứng = Tớnh số mol cỏc chất cũn lại dự vào số mol chất đó biết và dựa vào phương trỡnh húa học 2Bài tập : * Các đề: Vớ dụ 1. Nhỳng thanh kim loại A húa trị 2 vào dung dịch một thời gian thấy khối lượng thanh giảm 0,05% , cũng nhỳng thanh kim loại trờn vào dd thỡ khối lượng thanh tăng 7,1%. Xỏc định M biết số mol và pu là như nhau. Giải Gọi m là khối lượng thanh kim loại, A là nguyờn tử khối, x là số mol muối pư A(g)--> 1 mol -----------------> 64 (g). Giảm : A-64 (g)------- x mol -------------------------> Giảm : 0,0005m   (g)---> x =     (1)   +  PbA(g)---> 1 mol ---------------------> 207 (g). Tăng: 207-A  (g)-------- x mol ------------------------------> Tăng: 0,071m (g)---> x =        (2)  Kết hợp 1,2 ---> A = 65, M là Zn Vớ dụ 2. Nung 100 gam hh và độn khối lượng khụng đổi dược 69 gam chất rắn. Xỏc định % từng chất trong hh.Giải Bài toỏn cú thể giải theo PP đại số. Đõy là PP khỏc.        ......2.84 (g) ----------> Giảm: 44 + 18 = 62 g........x (g) ----------> Giảm: 100 - 69 = 31 g---> x = 84 g ---> = 16% Vớ dụ 3. Hũa tan 23,8 g muối vào HCl thấy thoỏt ra 0,2 mol khớ. Cụ cạn dd thu được bao nhiờu g muối khan. Giải2M+60----------->2(m+35,5) tăng 11 g x ---------------------------> 11xR+60-----------> R+71 tăng 11g  y -----------------------> 11ymà nCO2 = x + y = 0,2 mol--> Khối lượng muối tăng : 11x + 11y = 2,2 gKhối lượng muối clorua: 23,8 + 2,2 = 26 g Ví dụ 4 Hoà tan hoàn toàn 14,2 gam hỗn hợp A gồm MgCO3 và muối các bon nat của kim loại R vào axit HCl 7,3% vừa đủ, thu được dung dịch B và 3,36 lít khí CO2 (đktc). Nồng độ MgCl2 trong dung dịch B bằng 6,028% a. Xác định kim loại R và thành phần % theo khối lượng của các chất A. b. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch B, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí cho đến phản ứng hoàn toàn. Tính số gam chất rắn còn lại sau khi nung. Giải a/ Gọi công thức cacbonat của kim loại R là R2(CO3)x Theo phương trình Lượng dung dịch B = lượng hỗn hợp A + lượng dd HCl - lượng CO2 = 14,2+150 -(44. 0,15) = 157,6 (g) Lượng MgCl2 có trong dung dịch B là: Vậy Theo phương trình (1) Ta có: Với x = 2 thì R thỏa mãn. Vậy đó là kim loại Fe. Thành phần phần trăm các muối tromg hợp chất là: b/ Nung ngoài không khí đến khi phản ứng hoàn toàn Hai chất rắn còn lại sau khi nung là MgO và Fe2O3 Theo Phương trình (1), (2), (5) thì Theo phương trình(2), (4),(6) thì: Ví dụ 5 Cõu 4(2,0đ): Đốt m gam bột sắt trong khớ oxi thu được 7,36 gam chất rắn X gồm Fe ;Fe2O3;FeO; Fe3O4 .Để hũa tan hoàn toàn hỗn hợp X cần vừa hết 120 ml dung dịch H2SO4 1M. tạo thành 0,224 lớt khớ H2 ở đktc.Viết cỏc phương trỡnh húa học xảy ra. Tớnh m Giải: Ta có nH2SO4 = 0,12mol nH2 = 0,01mol Phương trình phản ứng: 2Fe + O2 2FeO (1) 4Fe + 3O2 2Fe2O3 (2) 3Fe + 2O2 2Fe3O4 (3) Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (4) 0,01mol 0,01mol 0,01mol FeO + H2SO4 FeSO4 + H2O (5) 2Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O (6) Fe3O4 + 4H2SO4 FeSO4 + 2Fe2(SO4)3 + H2O (7) mFe(bột) + mO(pư) = 7,36g = mX nFe không phản ứng với oxi là 0,01mol Ta nhận thấy số mol nguyên tử oxi trong các ôxít của sắt phản ứng bằng số mol H2SO4 phản ứng. Tổng số mol axit H2SO4 phản ứng với oxit của sắt là: 0,12 - 0,01 = 0,11mol nO(ng/tử) = 0,11mol mO = 0,11.16 = 1,76g mFe = 7,36 - 1,76 = 5,6g vậy m = 5,6g * Hướng dãn cần thiết - Học sinh cần đọc thật kĩ đề để phát hiện ra sự tăng giảm khối lượng của kim loại hoặc muối, bazơ, hay oxit… - Thấy được sự tăng giảm khối lượng theo lý thuyết để từ đó tính tỷ lệ tăng giảm theo số liệu đề bài cho - Trong một số trường hợp phải lập sơ đồ phản ứng để thấy được sự thay đổi khối lượng trước và sau quá trình phản ướng theo sơ đồ mà ta vừa lập - Trong trưòng hợp bài toán cho sự thay đổi khối lượng dung dịch thì ta sử dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính ( khi đó ta có độ giảm khối lượng dung dịch = độ tăng khối lượng kim loại ) Tóm tắt: * Rút ra nhận xét cho từng bài thực hiện - ở dạng bài toán này cần chú ý học sinh thấy được các dữ kiện trong tâm và các dữ kiện không trọng tâm để học sinh biết cách sử lý các thông tin trọng tâm để giải quyết bài toán - Tiếp tục có sự phân loại bài để phù hợp với các đối tượng học sinh để tất cả các em đều hứng thú tham gia hoạt động học tập - Chú ý chọn các kiểu bài có sử dụng lập sơ đồ hợp thức để phát huy tính sáng tọ ở học sinh * Những kiến thức mới được bổ xung qua bài tập. - Cách tính số mol chất tham gia phản ứng dựa vào sự thay đổi khối lượng * Lưu ý những khó khăn thường gặp và các dạng bài tương tự - Chú ý đọc kĩ đề bài để không bị nhầm bài dạng này với dạng bài toán có lượng chất dư 4. Hướng dẫn các việc làm tiếp - Làm bài tập 122, 124, 125/ sách bồi dưỡng hóa học trung học cơ sở , bài 223, 235 quyển 400 bài tập hóa 9 - Trên cơ sở các dạng toán tăng giảm đẫ được hướng dẫn tiếp tục nghiên cứu và giải các bài toán dạng này ở mức độ khó hơn - Tìm các bài toán tăng giảm khối lượng để phân loại theo các dạng đã học - Tìm cách giải dạng toán này khi phải lập sơ đồ chuỗi phản ứng 5. Hướng dẫn chuẩn bị cho chuyên đề mới - Tìm các bài toán hiệu suất - Tìm phương pháp giải các bài toán này và rút ra nhận xét