Một số phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm trung học phổ thông

Một số phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm THPT Để giải nhanh các bài tập trắc nghiệm trong trương trình THPT đòi hỏi học sinh không những nắm rõ bản chất hoá học, kỹ năng tính, nắm được phương pháp giải đặc trưng cho mỗi thể loại bài tập, mà còn đòi hỏi học sinh phải nhanh nhận ra các cách giải nhanh đi tới kết quả dựa vào các mối liên hệ toán hoá học, các định luật trong hoá học. Ngoài các cách giải thông thường cần có những phương pháp giải nhanh có tác dụng trong việc rèn luyện tư duy cho học sinh, phát triển năng lực trí tuệ cho học sinh. Có rất nhiều cách để giải nhanh bài tập hoá học, tuỳ theo mỗi dạng bài tập và mỗi thể loại bài tập. Tôi đưa ra một số cách giải nhanh một số dạng bài tập hoá học trong trương trình phổ thông để các bạn và các em học sinh tham khảo. Dạng 1: dựa vào định luật bảo toàn khối lượng. Ví dụ 1: Khi cho 10,4 gam hỗn hợp các oxit CuO, MgO, Fe2O3 tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch A. Cô cạn dung dịch A thu được m gam muối khan. Giá trị m là: A. 15,68 gam B. 18,65 gam C. 16,58 gam D. 18,61 gam Cách nhẩm: Ta thấy rằng khi cho hỗn hợp các oxit tác dụng với dung dịch HCl tạo thành muối clorua O2- + 2H+ ----> H2O Trong hỗn hợp oxit Trong axit HCl mmuối = m hỗn hợp oxit – khối lượng oxi + mCl- ta có: nCl- tạo muối = nH+ = nHCl = 0,3 (mol) ==> mmuối = 10,4 – 0,3*16 +0,3*35,5 = 18,65 (gam) 2 Đáp án đúng là đáp án B. Từ dạng bài tập toán này ta thấy mối quan hệ dịch lượng khối lượng oxit, khối lượng axit (Số mol, nồng độ ) khối lượng muối. Chỉ cần biết 2 đại lượng ta dễ dàng tìm được đại lượng còn lại. Ví dụ 2: Hỗn hợp A gồm 46,4 gam (FeO, Fe2O3,, Fe3O4) khử hoàn toàn hỗn hợp oxit trên cần vừa đủ V lít CO (đktc) thu được 33,6 gam Fe kim loại. Giá trị V là: A. 17,92 lit B. 16,8 lit C. 12,4 lit D. Kết quả khác. Cách nhẩm: Ta thấy phân tử CO kết hợp 1 nguyên tử oxi tạo nên 1 phân tử CO2 theo sơ đồ: CO + O -----> CO2 Ta có: mO = m hỗn hợp oxit – mFe = 46,4 – 33,6 =12,8 (gam) ===> nCO = nO = 12,8 = 0,8 (mol) 16 do đó VCO = 17,92 (lít). Đáp án đúng là đáp án A * Nếu khử oxit kim loại bằng các chất khử H2, C, CO, Al ... từ tỷ lệ kết hợp và cách giải như trên ta có thể làm được nhiều dạng toán tính khối lượng oxit, khối lượng kim loại sinh ra hay tính khối lượng chất khử. Ví dụ 3: Khử hoàn toàn 40 gam FexOy thành kim loại cần 16,8 lit H2 (đktc). Công thức oxit là: A. FeO B. Fe3O4 C. Fe2O3 D. Không xác định được Cách giải: Ta có: H2 lấy đi oxi của oxit theo sơ đồ: H2 + O -----> H2O trong oxit nO = nH2 = 16,8 = 0,75 mol ==> mO = 0,75 x 16 = 12 gam 22,4 Theo tỷ lệ: mFe = 56x = 40 -12 = 28 ==> x = 2 mO 16y 12 12 y 3 ==> Đáp án C là đáp án đúng. Ví dụ 4: Hoà tan hoàn toàn 17,2 gam hỗn hợp Ag, Cu trong dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được dung dịch A và 3,36 lit SO2 (đktc). Khối lượng muối trong dung dịch A là: A. 36,1 gam B. 36,4 gam C. 31,6 gam D. 21,7 gam Cách giải:Dựa trên phản ứng kim loại M 2M + 2n H2SO4 -----> M2(SO4)n + n SO2 + 2n H2O Ta thấy tỷ lệ cứ n mol SO2 thì có n mol SO4 => nSO2- = nSO 4 2 ==> m muối = m kim loại + m SO42- = 17,2 + 96 x 0,15 = 31,6 gam. Đáp án đúng là đáp án C * Nhận xét: Không phụ thuộc vào hoá trị kim loại Tương tự khi cho hỗn hợp kim loại tác dụng với axit HNO3 ta cũng nhận xét tương tự theo phương trình phản ứng chung (Chỉ áp dụng khi thu được sản phẩm khí là duy nhất). Ví dụ 5: Hoà tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,3 mol Fe; 0,1 mol Fe3O4; 0,1 mol FeS2 vào dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được dung dịch A. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch A thu được kết tủa B. Lọc kết tủa, rửa sạch, sấy khô, nung đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. m có giá trị là: A. 84 gam B. 51 gam C. 56 gam D. 48 gam Nếu giải bài tập theo cách thông thường viết phương trình phản ứng tính theo phương trình hoá học đi tới kết quả khó khăn, dài. Tuy nhiên ta có thể nhẩm nhanh theo cách sau: Toàn bộ Fe trong hỗn hợp ban đầu được chuyển hoá thành Fe2O3 theo sơ đồ: Fe ------> Fe 0,3 mol 0,3 mol Fe3O4 -----> 3Fe Ta lại có: 2Fe -------> Fe2O3 0,1mol 0,3 mol 0,7mol 0,35 mol FeS2 -------> Fe 0,1 mol 0,1mol ===> m Fe2O3 = 0,35 x 160 = 56 (gam)=>Đáp án đúng là đáp án C Ví dụ 6: Tính khối lượng quặng pirit chứa 75% FeS2 (Còn lại là tạp chất trơ) cần dùng để điều chế 1 tấn dung dịch H2SO4 98% ( hiệu suất quá trình điều chế H2SO4 là 80%)? a. 1,28 tấn b. 1 tấn c. 1,05 tấn d. kết quả khác Nếu viết đầy đủ phương trình hoá học thì cách giải bài toán trở nên phức tạp. tuy nhiên để giải nhanh ta lập sơ đồ ( dựa trên toàn bộ lượng S trong FeS2 có trong axit) FeS2 ----------> 2H2SO4 120 g 2x98 g Khối lượng FeS2 cần dùng là: 0,98.120.100 = 0,75 tấn 2.98.80 ==> Khối lượng quặng (0,75.100)/ 75 = 1 tấn =>đáp án B Một số ví dụ áp dụng: Ví dụ 7: Hoà tan hoàn toàn 1,25 mol hỗn hợp (R2CO3; RHCO3; MCO3) vào dung dịch HCl dư, khí sinh ra sục vào dung dịch nước vôi trong dư thu được m gam kết tủa. Giá trị m là: a. 120 g. b. 250 g. c. 125 g. d. 165 g. Ví dụ 8: Cho hỗn hợp gồm 3 kim loại A, B, C có khối lượng 2,17 gam tác dụng hết với dung dịch HCl tạo ra 1,68 lít khí H2 (ĐKTC). Khối lượng muối clorua trong dung dịch sau phản ứng là: a. 7,945 g. b. 7,495 g. c. 7,594 g. d. 7,549 g. Ví dụ 9: Để khử hoàn toàn 17,6 g hỗn hợp Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần vừa đủ 2,24 lít khí CO (đktc). tính khối lượng Fe thu được? a. 15 g. b. 16 g. c. 18 g. d. Kết quả khác. Ví dụ 10: Một lượng quặng A chứa 73% Ca3(PO4)2 ; 1% SiO2; còn lại là CaCO3. Khối lượng quặng A để điều chế 1 kg H3PO4 60% là( giả sử hiệu suất quá trình là100%): a. 1,1 Kg b. 1,4 Kg c. 1,3 Kg d. 1,5 Kg Dạng 2: Cách làm nhanh một số bài tập tính pH của dung dịch: Để làm bài tập trắc nghiệm nhanh pH các bạn cần lưu ý: pH = - lg[H+]; Nếu [H+]= 10-a thì a = pH Trường hợp bài tập xẩy ra giữa dung dịch axit mạnh và dung dịch bazơ mạnh: [H+].[OH-] = 10-14 ; Nếu pH = 7: Môi trường trung tính Nếu pH >7 : Môi trường bazơ, nếu không tính đến sự phân ly của H2O ta phải tính theo OH- Ví dụ: Cho dung dịch có pH = 11 ta hiểu trong dung dịch có OH- vậy [H+]= 10-11 , nồng độ [OH-] = 10-14 / 10-11 = 10-3 Nếu Nếu pH <7 : Môi trường axit, nếu không tính đến sự phân ly của H2O ta phải tính theo H+ Ví dụ: Cho dung dịch có pH = 3 ta hiểu trong dung dịch có [H+] vậy [H+]= 10-3 Đối với phản ứng xảy ra giữa dung dịch axit mạnh và dung dịch bazơ mạnh Ta có phương trình ion thu gọn: H+ + OH- H2O Để làm nhanh bài tập các bạn cần lưu ý: + Đọc kỹ bài toán xem dung dịch sau khi phản ứng có môi trường axit hay bazơ, tính só mol axit hay bazơ còn dư trong dung dịch sau phản ứng. + chú ý thể tích dung dịch sau phản ứng Vdd = V1 + V2 + ... + Nếu bài toán dư axit (pH < 7, và bỏ qua sự phân ly của nước) thì ta có sơ đồ giải: * Lập mối quan hệ: H+ + OH- H2O Mol ban đầu: x y Mol phản ứng: y y Mol sau pư: (x - y ) 0 + Nếu bài toán dư OH- (pH >7, và bỏ qua sự phân ly của nước) thì ta có sơ đồ giải: * Lập mối quan hệ: H+ + OH- H2O Mol ban đầu: x y Mol phản ứng: x x Mol sau pư: 0 (y - x ) Ta thiết lập mối quan hệ định lượng giữa giả thiết và dữ kiện bài toán từ đó tìm ra kết quả đúng. + Nếu bài toán cho pha loãng dung dịch thì các bạn lưu ý: Số mol H+ hoặc số mol OH- được bảo toàn còn thể tích dung dịch có tính cộng tính. + Đối với bài toán liên quan đến sự phân ly của dung dịch axit yếu hoặc bazơ yếu ta cần chú ý đến độ điện ly, hằng số phân ly. Một số ví dụ áp dụng: Dạng pha trộn dung dịch không có phản ứng hoá hoc: Ví dụ 1: Giá trị pH của dung dịch KOH 0,0001M là: a. a. 13 b. b. 12 c. c. 10 d. d. 8 Giải:Nồng độ OH- = CM KOH = 10-4 ==> [H+] = 10-14 /[OH-] = 10-10 Vậy pH = 10. Đáp án c Ví dụ 2: Trộn 200 ml dung dịch HCl 0,01M với 300 ml dung dịch H2SO4 0,005M. Dung dịch nhận được sau khi trộn có pH là: a. a. 1 b. b. 2 c. c. 5 d. d. 4 Giải: Ta có: HCl ----> H+ + Cl- 0,002 mol 0,002 mol H2SO4 ---> 2H+ + SO42- 0,0015 mol 0,003 mol Tổng số mol H+ = 0,002 +0,003 = 0,005 mol Thể tích dung dịch sau pha trộn = 0,5 lít [H+] sau pha trộn = 0,005 / 0,5 = 0,01 M vậy pH = 2 đáp án b Ví dụ 3: Dung dịch HCl có pH = 2 cần pha loãng dung dịch axit này bằng H2O bao nhiêu lần để thu được dung dịch có pH = 4? a. a. 10 lần b. b. 99 lần c. c. 101 lần d. d. 100 lần Giải: Ta có pH = 2 vậy [H+] = 10-2 : khi pha loãng số mol H+ không thay đổi Gọi thể tích dung dịch HCl là V lít; thể tích nước pha trộn là V’ lít số mol H+ = 10-2 V mol dung dịch có pH = 4 vậy [H+] = 10-4 ; số mol H+ = 10-4 (V+ V’)mol Vì số mol H+ không thay đổi ta có: 10-2 V = = 10-4 (V+ V’) V/ V’ = 1/99 vậy pha loãng 100 lần đáp án d Tương tự: nếu pH thay đổi x đơn vị thì cần pha loãng 10x lần Ví dụ 4: Dung dịch trong nước của axit axetic có nồng độ mol 0,2M. Biết độ điện ly 0,95% , thì pH của dung dịch này là: a. a. 5 b. b. 2,72 c. c. 3,72 d. d. 2,52 Giải: axit axetic có nồng độ mol 0,2M, α = 0,0095 Phương trình điện ly: CH3COOH ---------> CH3COO- + H+ 0,2x0,0095 0,2x0,0095 [H+] = 0,2x0,0095 = 0,0019 = 1,9.10-3 pH = - lg[H+] = - lg[1,9.10-3] = 2,72 đáp án b Dạng pha trộn dung dịch có phản ứng hoá hoc: Ví dụ 5: Trộn lẫn 400 ml dung dịch NaOH 0,625M với 100 ml dung dịch HCl 2M được dung dịch X. Giá trị pH của dung dịch X là: a. a. 14 b. b. 13 c. c. 3 d. d. 2 Giải: NaOH -------> Na+ + OH- 0,25 mol 0,25 mol HCl ----> H+ + Cl- 0,2 mol 0,2 mol Lập mối quan hệ: H+ + OH- H2O Mol ban đầu: 0,2 mol 0,25 mol Mol phản ứng: 0,2 mol 0,2 mol Mol dư: 0 0,05 mol Thể tích dung dịch sau pha trộn = 0,5 lít [OH-] sau pha trộn = 0,05 / 0,5 = 0,1 M [H+] = 10-14 /[OH-] = 10-13 Vậy pH = 13. Đáp án a Ví dụ 6: Thể tích dung dịch H2SO4 có pH = 2 cần để trung hoà 200 ml dung dịch KOH 0,2 M là: a. a. 4000 ml b. b. 5000 ml c. c. 8000 ml d. d. 1000 ml Giải: Số mol KOH = 0,2x0,2=0,04 mol KOH -------> K+ + OH- 0,04 mol 0,04 mol Phản ứng trung hoà: H+ + OH- H2O 0,04 mol 0,04 mol H2SO4 ---> 2H+ + SO42- 0,02 mol 0,04 mol Vì dung dịch H2SO4 có pH = 2 ==> [H+] = 10-2 Thể tích dung dịch H2SO4 = 0,04 / 10-2 = 4 lít Đáp án a Ví dụ 7: Dung dịch Ba(OH)2 có pH = 13 (dung dịch A). Dung dịch HCl có pH = 1 (dung dịch B). Đem trộn 2,75 lít dung dịch A với 2,25 lít dung dịch B được 5 lít dung dịch C. Hãy tính pH của dung dịch C? a. a. 14 b. b. 13 c. c. 3 d. d. 12 Giải: dung dịch A có [H+] = 10-13 ==> [OH-] = 10-14 / 10-13 = 10-1 nOH-= 2,75 x 10-1= 0,275 mol Dung dịch B có [H+] = 10-1 ==> nH+= 2,25 x 10-1= 0,225 mol Phương trình ion: H+ + OH- H2O Mol ban đầu: 0,225 mol 0,275 mol Mol phản ứng: 0,225 mol 0,225 mol Mol dư: 0 0,05 mol Thể tích dung dịch sau phản ứng: 5 lít => [OH-] = 0,05/5=0,01M [H+] = 10-14 /[OH-] = 10-12 pH = 12 đáp án d Ví dụ 8: Cho 250 ml dung dịch hỗn hợp HCl 0,1 M và H2SO4 0,05 M tác dụng với 250 ml dung dịch NaOH aM thu được dung dịch có pH = 12. Tính a? a. a. 0,14M b. b. 0,16M c. c. 0,22M d. d. 0,12M Giải: Ta có: HCl ----> H+ + Cl- 0,025 mol 0,025 mol H2SO4 ---> 2H+ + SO42- 0,0125 mol 0,025 mol Tổng số mol H+ = 0,025 +0,025 = 0,05 mol Thể tích dung dịch sau pha trộn = 0,5 lít pH = 12 vậy [OH-] = 10-14 / 10-12 = 10-2 nOH- dư= 0,5x 10-2= 0,005 mol NaOH -------> Na+ + OH- 0,25a mol 0,25a mol Phương trình ion: H+ + OH- H2O Mol ban đầu: 0,05 mol 0,25a mol Mol phản ứng: 0,05 mol 0,05 mol Mol dư: 0 0,25a- 0,05 mol 0,25a- 0,05 = 0,005 ==> a = 0,22M đáp án c Ví dụ 9: Trộn 300 ml dung dịch HCl 0,05M với 200 ml dung dịch Ba(OH)2 aM thu được 500 ml dung dịch có pH = 12. Tính a? a. a. 0,05M b. b. 0,1M c. c. 0,2M d. d. 0,25M Cách giải tương tự ví dụ 8: đáp án a Ví dụ 10: cho 2 dung dịch: dung dịch A chứa 2 axit HCl 0,5 M và H2SO4 0,25 M; Dung dịch B chứa NaOH 0,5 M và Ba(OH)2 aM. Trộn V lít dung dịch A với V lít dung dịch B thu được 2V lít dung dịch C có pH = 7 và một lượng kết tủa. Giá trị của a là: a. a. 0,05M b. b. 0,3M c. c. 0,25M d. d. 0,5M Giải: : HCl ----> H+ + Cl- 0,5V mol 0,5V mol H2SO4 ---> 2H+ + SO42- 0,25V mol 0,5V mol Tổng số mol H+ = 0,5V +0,5V = V mol NaOH -------> Na+ + OH- 0,5V mol 0,5V mol Ba(OH)2 -------> Ba2+ + 2OH- aV mol 2aV mol Tổng số mol OH- = (2aV + 0,5V) mol Khi trộn: Ba2+ + SO42--------> BaSO4 H+ + OH- H2O V (2aV + 0,5V) Vì pH = 7 nên V =(2aV + 0,5V) ==> a= 0,25M đáp án c Ví dụ 11: Cho dung dịch HCl có pH = 5 (dung dịch A). Cho dung dịch NaOH có pH = 9 (dung dịch B). Hỏi phải lấy 2 dung dịch trên theo tỷ lệ thể tích bao nhiêu( VA/VB) để được dung dịch có pH = 8. a. a. 9/11 b. b. 11/9 c. c. 99/11 d. d. 8/12 Giải: dung dịch HCl có pH = 5 ; [H+] = 10-5 dung dịch NaOH có pH = 9; [H+] = 10-9 ==> [OH-] = 10-5 dung dịch có pH = 8 nên dung dịch có tính bazơ [H+] = 10-8==> [OH-] = 10-6 Gọi VA là thể tích dung dịch A Gọi VB là thể tích dung dịch B Thể tích dung dịch sau pha trộn = VA + VB Phương trình ion: H+ + OH- H2O Mol ban đầu: 10-5VA mol 10-5VB mol Mol phản ứng: 10-5VA mol 10-5VA mol Mol dư: 0 10-5VB - 10-5VA mol Ta có: 10-5VB - 10-5VA = (VA + VB)10-6 VA/VB = 9/11 đáp án a Đối với chương trình hoá học phổ thông thể loại bài tập trong dung dịch xảy ra giữa axit - bazơ diễn ra rất phức tạp, đặc biệt là những axit và bazơ trung bình và yếu, cần học sinh nắm vững các định luật trong dung dịch ( Định luật bảo toàn nồng độ, định luật tác dụng khối lượng, định luật bảo toàn điện tích...). Đối với đề thi đại học và cao đẳng không đòi hỏi ở mức độ quá khó cho học sinh nhưng các em cần phân tích kỹ đầu bài, tìm mối liên hệ giữa các dữ kiện, định hướng cách giải nhanh, chính xác và hợp logic trong khoảng thời gian cho phép, chúc các em học tốt.