Tải bản đầy đủ

skkn kinh nghiệm giải bài tập về phản ứng giữa kim loại với axit nitric tạo muối amoni giúp học sinh THPT giải nhanh bài tập hóa học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT CẨM THỦY 2

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

KINH NGHIỆM GIẢI BÀI TẬP VỀ PHẢN ỨNG GIỮA
KIM LOẠI VỚI AXIT NITRIC TẠO MUỐI AMONI
GIÚP HỌC SINH TRUNG HỌC PHỔ THÔNG
GIẢI NHANH BÀI TẬP HOÁ HỌC

Người thực hiện: Nguyễn Đức Hào
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn
SKKN thuộc môn: Hóa học

THANH HOÁ NĂM 2018


Mục lục
Tên mục lục
A. MỞ ĐẦU


Trang
1

I. Lí do chọn đề tài

1

II. Mục đích nghiên cứu

1

III. Đối tượng nghiên cứu

1

IV. Phương pháp nghiên cứu

2

B. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

2

I. Cơ sở lí luận

2

II. Thực trạng của vấn đề

5

III. Giải pháp và tổ chức thực hiện

6

IV. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm

17


C. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

18

I. Kết luận

18

II. Kiến nghị

18

Tài liệu tham khảo

19


A. MỞ ĐẦU
I. Lí do chọn đề tài
Ở trường trung học phổ thông, môn hóa học là một trong những môn học cơ
bản bao gồm cả lí thuyết và thực nghiệm. Bài tập hoá học là một phương tiện rất
cần thiết giúp học sinh nắm vững, nhớ lâu các kiến thức cơ bản, mở rộng và đào
sâu những nội dung đã được học. Nhờ đó, học sinh hoàn thiện được kiến thức,
đồng thời phát triển trí thông minh, sáng tạo, rèn luyện được những kĩ năng, kĩ xảo,
năng lực nhận thức và tư duy phát triển. Thông qua bài tập hoá học giúp giáo viên
đánh giá kết quả học tập của học sinh. Từ đó phân loại học sinh và có kế hoạch ôn
tập, củng cố kiến thức sát với đối tượng.
Trong các dạng bài tập hóa học thì axit nitric luôn có trong các đề thi như đề
thi học sinh giỏi, đề thi đại học (nay gọi là đề thi trung học phổ thông Quốc gia).
Nitơ là nguyên tố phi kim có nhiều số oxi hóa (-3, 0, +1, +2, +3, +4, +5). Trong
phân tử axit nitric, nguyên tố nitơ có số oxi hóa là +5 nên khi tham gia phản ứng
hóa học với các chất khử, axit nitric bị khử về các mức oxi hóa thấp hơn của
nguyên tố nitơ. Do đó, bài tập về axit nitric có nhiều dạng, nhiều bài tập khó, học
sinh dễ bị nhầm lẫn và thường bị lúng túng khi phân tích đề, không xác định được
phản ứng tạo ra sản phẩm gì? đặc biệt là phản ứng tạo ra muối amoni. Do đó,
phương pháp xác định sản phẩm của phản ứng có tạo ra muối amoni hay không là
rất quan trọng. Mấu chốt của phương pháp là học sinh phải phát hiện ra vấn đề của
mỗi bài tập và có phương pháp giải bài tập phù hợp.
Hiện tại, chưa có các tài liệu nghiên cứu nào bàn sâu vào vấn đề này, các
đồng nghiệp và học sinh trong trường chưa có kinh nghiệm để giải quyết, khắc
phục nên tôi chọn đề tài: “Kinh nghiệm giải bài tập về phản ứng giữa kim loại
và axit nitric tạo muối amoni giúp học sinh trung học phổ thông giải nhanh bài
tập hoá học”.
II. Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu đề tài để giúp học sinh phân tích, giải nhanh, gọn nhất, tiết kiệm
thời gian, từ đó gây hứng thú học tập cho học sinh.
III. Đối tượng nghiên cứu
Bài tập về phản ứng giữa kim loại và axit nitric tạo muối amoni.
1


IV. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: Tôi nghiên cứu các tài liệu sách, báo, đề
thi học sinh giỏi các tỉnh, đề thi trung học phổ thông Quốc gia có liên quan, tổng
hợp và phân loại bài tập theo một trình tự logic, phù hợp với quá trình nghiên cứu.
Phương pháp quan sát sư phạm: Nghiên cứu thực tiễn dạy và học của giáo
viên và học sinh trường THPT Cẩm Thủy 2 nhằm tìm ra những nhu cầu kiến thức
cần thiết trong lĩnh vực hóa học vô cơ.
Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia: Tôi tham khảo ý kiến của các thầy, cô
giáo trong bộ môn, những người có kinh nghiệm trong lĩnh vực này.
Phương pháp toán học: Sử dụng các phương pháp thống kê toán học để xử lý
kết quả thu được.
B. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
I. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm
1. Axit nitric
Axit nitric HNO3 là một trong những hoá chất cơ bản và quan trọng hàng đầu.
1.1. Tính chất vật lí
- Là chất lỏng, không màu, tan tốt trong nước.
- Trong điều kiện thường, dung dịch có màu hơi vàng do HNO3 bị phân hủy chậm:
4HNO3 → 4NO2 + 2H2O + O2. Vì vậy, người ta phải đựng dung dịch HNO3 trong
bình tối màu.
1.2. Tính chất hóa học
a. HNO3 là một axit mạnh
- Làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ.
- Tác dụng với oxit bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O:
2HNO3 + CuO → Cu(NO3)2 + H2O
- Tác dụng với bazơ (trong đó kim loại đã đạt hóa trị cao nhất) → muối + H2O:
2HNO3 + Mg(OH)2 → Mg(NO3)2 + 2H2O
- Tác dụng với muối của axit yếu (trong muối kim loại đã đạt hóa trị cao
nhất) → muối mới + axit mới:
2HNO3 + CaCO3 → Ca(NO3)2 + CO2 + H2O
2


b. HNO3 là chất oxi hóa mạnh
- Tác dụng với kim loại:
+ HNO3 phản ứng với hầu hết các kim loại trừ Au và Pt → muối nitrat + H2O và
sản phẩm khử của N+5 (NO2, NO, N2O, N2 và NH4NO3).
M + HNO3 → M(NO3)n + H2O + NO2 (hoặc NO, N2O, N2, NH4NO3)
+ Sản phẩm khử của N+5 là tùy thuộc vào độ mạnh của kim loại và nồng độ của
dung dịch axit. Thông thường thì dung dịch đặc → NO2, dung dịch loãng → NO;
dung dịch axit càng loãng, kim loại càng mạnh thì N bị khử xuống mức càng sâu.
Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
Fe + 4HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O
+ Khi cho các kim loại hoạt động mạnh như K, Na, Ba, Ca, Mg, Al, Zn, … vào
dung dịch HNO3 loãng thi phản ứng có thể tạo muối NH4NO3:
4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O
Chú ý: Nếu cho Fe hoặc hỗn hợp Fe và Cu tác dụng với dung dịch HNO 3 mà sau
phản ứng còn dư kim loại → trong dung dịch Fe thu được chỉ ở dạng muối
Fe2+. HNO3 đặc nguội thụ động với Al, Fe, Cr.
- Tác dụng với phi kim → NO2 + H2O + oxit của phi kim hoặc axit tương ứng.
C + 4HNO3 → CO2 + 4NO2 + 2H2O
S + 6HNO3 → H2SO4 + 6NO2 + 2H2O
P + 5HNO3 → H3PO4 + 5NO2 + H2O
- Tác dụng với các chất khử khác (oxit bazơ, bazơ và muối trong đó kim loại chưa
có hóa trị cao nhất...).
4HNO3 + FeO → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O
4HNO3 + FeCO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O + CO2
1.3. Điều chế
- Trong công nghiệp: NH3 → NO → NO2 → HNO3
4NH3 + 5O2
4NO + 6H2O
2NO + O2 → 2NO2
4NO2 + O2 + 2H2O → 4HNO3

3


- Trong phòng thí nghiệm:
H2SO4 (đặc) + NaNO3 (tinh thể)

HNO3 + NaHSO4

1.4. Nhận biết
- Đối với dung dịch HNO3: Làm quỳ tím hóa đỏ hoặc tác dụng với kim loại có tính
khử yếu tạo khí màu nâu đỏ (dung dịch HNO 3 đặc), tạo khí không màu hóa nâu
trong không khí (dung dịch HNO3 loãng).
- Đối với ion nitrat: tác dụng với kim loại có tính khử yếu tạo khí không màu hóa
nâu trong không khí.
3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
2NO↑ (không màu) + O2 → 2NO2 (màu nâu đỏ)
1.5. Ứng dụng
Axit nitric là một trong những hóa chất cơ bản và quan trọng. Phần lớn axit này
được dùng để sản xuất phân đạm. Ngoài ra nó còn được dùng để sản xuất thuốc nổ,
thuốc nhuộm, dược phẩm...
2. Ion nitrat trong các môi trường
2.1. Ion nitrat trong môi trường axit có tính oxi hóa tương tự axit nitric
Ví dụ: Cho một ít bột đồng vào dung dịch hỗn hợp gồm HCl và KNO 3 thấy
có khí không màu thoát ra hóa nâu trong không khí:
3Cu + 8H+ + 2NO3- → 3Cu2+ + 2NO↑ + 4H2O
2NO + O2 → 2NO2
2.2. Ion nitrat trong môi trường bazơ có tính oxi hóa tạo ra amoniac
Ví dụ: Cho bột nhôm vào dung dịch hỗn hợp gồm NaOH và NaNO 3, đun
nóng thấy có khí mùi khai thoát ra:
8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 18H2O → 8Na[Al(OH)4] + 3NH3↑
Nếu Al và NaOH còn dư thì còn có khí H2 thoát ra:
2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2↑
2.3. Ion nitrat trong môi trường trung tính không có tính oxi hóa
4


Ví dụ: Cho bột nhôm vào dung dịch NaNO3 không có phản ứng hóa học xảy
ra.
II. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Qua theo dõi trong thực tế giảng dạy nhiều năm ở trường THPT Cẩm Thủy
2, trên nhiều đối tượng học sinh, kết hợp với việc tham khảo ý kiến của đồng
nghiệp giảng dạy cùng bộ môn, tôi nhận thấy hiện nay đa số học sinh đang còn dễ
bị nhầm lẫn và thường bị lúng túng khi phân tích đề hoặc không có hướng giải
quyết được các bài tập tính toán về phản ứng tạo ra muối amoni. Trong quá trình
làm bài tập của học sinh, các biểu hiện có thể dễ dàng nhận thấy như:
Thứ nhất, chưa tự giác, chưa tích cực trong việc đào sâu nghiên cứu kiến
thức, học đang còn mang tính đối phó, việc tìm tài liệu tham khảo của học sinh còn
hạn chế nên chưa hiểu sâu sắc kiến thức đã được học.
Thứ hai, học sinh không tích cực trong các giờ học trên lớp với các biểu hiện
cụ thể như: ít đóng góp ý kiến xây dựng bài, việc tham gia hoạt động học và ghi bài
một cách thụ động, …
Thứ ba, chưa có nhiều tài liệu hướng dẫn học sinh cách phát hiện ra điểm
mấu chốt của bài tập để có hướng giải quyết bài tập phù hợp.
Từ những hiện trạng trên dẫn tới kết quả là: Khi ôn thi học sinh giỏi, ôn thi
THPT Quốc gia, trong quá trình làm bài tập về axit nitric, học sinh thường trầm,
tính tích cực tự giác của học sinh không được phát huy, ít học sinh làm đúng kết
quả, thậm trí có học sinh không làm bài.
Nguyên nhân: Thực trạng trên có thể được tạo nên từ nhiều nguyên nhân
khác nhau như:
Từ phía học sinh: Có thể do ý thức tự giác của học sinh chưa cao, do trình độ
của học sinh còn hạn chế, chưa được làm nhiều dạng bài tập nên kĩ năng giải bài
tập còn hạn chế, …
Từ phía giáo viên: Do cách hướng dẫn giải bài tập của giáo viên chưa phù
hợp, đang còn rườm rà, khó hiểu, không logic nên chưa khơi gợi sự hứng thú, tích
cực cho học sinh. Đôi khi có cách hướng dẫn giải bài tập của giáo viên quá khó
khiến học sinh lúng túng, không tự tin khi làm các bài tập khác tương tự.

5


Từ phía xã hội: Do xu thế xã hội hiện nay có nhiều vấn đề khiến học sinh
bận tâm như: việc yêu sớm, sự quan tâm của gia đình, các trang mạng xã hội (đặc
biệt là facebook), các tệ nạn xã hội, ... Từ xu thế đó khiến học sinh giảm bớt hứng
thú, động lực học tập.
Ngoài ra, việc thi theo hình thức trắc nghiệm đối với môn Hóa học cũng là lí
do của phần đông học sinh ngại giải các bài tập đề dài và khó. Hơn nữa, hệ thống
bài tập trong sách giáo khoa chỉ là định hướng chung cho việc khai thác kiến thức
cơ bản, trong khi đó trình độ của học sinh lại hết sức đa dạng, được phân chia thành
nhiều đối tượng khác nhau, không phải nơi nào, lớp nào cũng như nhau.
III. Giải pháp và tổ chức thực hiện
Khi tham gia phản ứng hoá học, tuỳ theo tác nhân khử và nồng độ của axit
nitric, nguyên tố nitơ có thể bị khử thành NO 2, NO, N2O, N2, NH4NO3. Trong đề tài
này sẽ chú trọng vào phản ứng tạo ra muối amoni.
1. Cơ sở lý thuyết
- Trong những năm gần đây, trong đề thi học sinh giỏi của các tinh và đề thi
Đại học (nay gọi là trung học phổ thông Quốc gia) bao giờ cũng có câu hỏi về kim
loại tác dụng với dung dịch chứa ion nitrat trong môi trường axit tạo muối amoni.
Phản ứng tạo muối amoni là một trong những dạng bài tập hóa vô vơ hay và khó.
Nếu như đề thi trước năm 2014 dừng lại ở việc tạo ra NH 4NO3 thì từ năm 2014 đến
nay, mức độ khó đã tăng lên đáng kể. Phản ứng vẫn tạo ra NH 4NO3 nhưng sau đó
ion

NO3

bị khử hết thành các sản phẩm khác.

- Dấu hiệu nhận biết phản ứng tạo muối NH 4NO3: Khi cho các kim loại hoạt
động hóa học mạnh hoặc hỗn hợp chất rắn chứa kim loại hoạt động hóa học mạnh
như Ba, Ca, Mg, Al, Zn, ... vào dung dịch axit nitric rất loãng thì phản ứng có thể
tạo ra muối amoni.
- Một số kinh nghiệm trong việc phân tích đề:
+ Khi cho các kim loại hoạt động hóa học mạnh hoặc hỗn hợp chất rắn chứa
kim loại hoạt động hóa học mạnh như Ba, Ca, Mg, Al, Zn, ... vào dung dịch axit
nitric loãng hoặc dung dịch hỗn hợp chứa đồng thời các ion NO 3- và H+ thì với các
dữ kiện sau đây chứng tỏ phản ứng tạo thành dung dịch chứa ion NH4+:
6


* Cho dung dịch kiềm vào dung dịch sau phản ứng và đun nóng thấy
thoát ra khí mùi khai.
* Số mol electron nhường lớn hơn số mol electron nhận để tạo khí
(như N2O, NO, N2, H2).
* Khối lượng muối thu được theo bài ra lớn hơn khối lượng muối của
kim loại.
* Số mol của nguyên tố N trong HNO3 ban đầu lớn hơn tổng số mol
của nguyên tố N trong muối của kim loại và sản phẩm khí.
+ Khi cho kim loại vào dung dịch chứa đồng thời các ion NO 3- và H+ mà sản
phẩm tạo thành có khí H2 chứng tỏ ion NO3- hết.
+ Khi cho kim loại sắt hoặc hỗn hợp chất rắn chứa sắt, hợp chất sắt (II) vào
dung dịch chứa đồng thời các ion NO 3- và H+ mà sản phẩm tạo thành có khí H 2
chứng tỏ ion NO3- hết và dung dịch thu được chứa ion Fe2+, không có ion Fe3+.
+ Khi cho kim loại sắt hoặc hỗn hợp chất rắn chứa sắt, hợp chất sắt (II) vào
dung dịch chứa đồng thời các ion Cl -, NO3- và H+, sau đó cho dung dịch AgNO3 vào
dung dịch thu được tạo thành kết tủa thì thường là dung dịch thu được chứa đồng
thời ion Fe2+ và Fe3+, kết tủa tạo thành gồm AgCl và Ag:
Ag+ + Cl- → AgCl↓
Ag+ + Fe2+ → Ag↓ + Fe3+
- Khi giải các bài tập về vấn đề nêu trên, chúng ta cần kết hợp linh hoạt các
định luật bảo toàn (như bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron,
bảo toàn điện tích) để giải nhanh bài tập.
2. Bài tập minh họa
2.1. Bài tập về axit nitric trong đề thi học sinh giỏi
Câu 1: Cho 7,8 gam X gồm Al và Mg vào 1 lít HNO 3 1M được dung dịch Y
và 1,792 lít hỗn hợp khí Z gồm N2 và N2O (đktc) có tỉ khối so với H2 bằng 18. Cho
từ từ dung dịch NaOH 1M vào Y đến khi lượng kết tủa không đổi thì cần 1,03 lít.
Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối. Xác định m. Biết rằng quá trình cô cạn
không xảy ra phản ứng. (Trích đề thi Casio Thanh Hóa năm học 2016 – 2017)
Giải:
Ta có : nZ = 0,08 mol; mZ = 0,08.2.18 = 2,88 gam
7


Gọi số mol của N2 và N2O có trong hỗn hợp Z lần lượt là a và b.
→ a + b = 0,08 và 28a + 44b = 2,88
→ a = b = 0,04
Sơ đồ phản ứng :

Gọi số mol của Al, Mg, NH4+ lần lượt là x, y, z.
→ 27x + 24y = 7,8
(I)
Bảo toàn electron: 3x + 2y – 8z = 10.0,04 + 8.0,04 = 0,72
(II)
+
+
Lượng H phản ứng:
12H + 2NO3 + 10e → N2 + 6H2O
10H+ + 2NO3- + 8e → N2O + 5H2O
10H+ + NO3- + 8e → NH4+ + 3H2O
Số mol H+ đã phản ứng = 10z + 12.0,04 + 10.0,04 = 10z + 0,88 mol
Số mol H+ dư = 1 – (10z + 0,88) = 0,12 – 10z mol
Cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y :
H+ + OH- → H2O
NH4+ + OH- → NH3 + H2O
Al3+ + 4OH- → Al(OH)4Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2
Số mol OH- = 4x + 2y + z + (0,12 – 10z) = 1,03 mol
(III)
Từ (I), (II) và (III) → x = 0,2; y = 0,1 và z = 0,01
Cô cạn dung dịch Y thu được 0,2 mol Al(NO3)3; 0,1 mol Mg(NO3)2 và 0,01
mol NH4NO3 có khối lượng = 0,2.213 + 0,1.148 + 0,01.80 = 58,2 gam.
Đáp số: m = 58,2 gam.
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn 3,6 gam Mg trong 500ml dung dịch HNO3 0,8M,
phản ứng kết thúc thu được 448 ml một khí X (ở đktc) và dung dịch Y có khối
lượng lớn hơn khối lượng dung dịch HNO 3 ban đầu là 3,04 gam. Để phản ứng hết
với các chất có trong Y cần vừa đủ V ml dung dịch NaOH 2M. Tính V.
8


(Trích đề thi HSG 12 tỉnh Hà Tĩnh năm học 2016 – 2017)
Giải:
Theo bài ra: nMg = 0,15 mol;

= 0,4 mol; nX = 0,02 mol

mX = mMg – mdd tăng = 3,6 – 3,04 = 0,56 gam → MX = 28 → X là N2
Bảo toàn electron, ta có:

= 0,0125 mol

Sơ đồ phản ứng:

Mg + HNO3

+ N2 + H2O

Bảo toàn nguyên tố nitơ, ta có:

nHNO3(Y )  0,4  (2nMg  2nN2  2nNH4NO3 )  0,4 (0.3 0,02.2 0,0125.2)  0,035mol

Cho dung dịch NaOH vào dung dịch Y :
H+ + OH- → H2O
NH4+ + OH- → NH3 + H2O
Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2
Số mol NaOH cần dùng:
nNaOH =

+

+

= 0,035 + 0,0125 + 2.0,15 = 0,3475 mol

Thể tích dung dịch NaOH cần dùng: V =

= 0,17375 lít = 173,75 ml

Đáp số: V = 173,75 ml
Câu 3: Hòa tan hoàn toàn 216,55 gam hỗn hợp KHSO 4 và Fe(NO3)3 vào
nước được dung dịch X. Cho m gam hỗn hợp Y gồm Mg, Al, MgO, Al 2O3 (trong đó
oxi chiếm

về khối lượng) tan hết vào X, sau khi các phản ứng kết thúc thu được

dung dịch Z chỉ chứa muối trung hòa và 2,016 lít (đktc) hỗn hợp khí T có tổng khối
lượng 1,84 gam gồm (H2 và các khí là sản phẩm khử của N +5), trong đó chiếm

về

9


thể tích H2 và nitơ chiếm

về khối lượng. Cho BaCl2 dư vào Z thu được 356,49

gam kết tủa. Tìm giá trị của m.
(Trích đề thi HSG 11 tỉnh Nghệ An năm học 2016 – 2017)
Giải:
Theo bài ra, ta có 0,09 mol hỗn hợp khí T gồm 0,04 mol H2 và 0,05 mol NaOb (là
các khí trong sản phẩm khử của N+5).
Trong NaOb có mN = 1,84.

= 1,12 gam và mO = 1,84 – 1,12 – 2.0,04 = 0,64 gam

nên nN =

= 0,08 mol → số nguyên tử N =

= 1,6

nO =

= 0,04 mol → số nguyên tử O =

= 0,8

Vậy các khí là sản phẩm khử của N+5 có công thức N1,6O0,8.
Số mol BaSO4 = 1,53 mol � số mol KHSO4 = 1,53 mol � số mol H+ = 1,53 mol
Từ 216,55 gam hỗn hợp KHSO4 và Fe(NO3)3 � Số mol Fe(NO3)3 = 0,035 mol
Do phản ứng tạo khí H2 nên NO3- hết. Sơ đồ phản ứng:

+
Bảo toàn nguyên tố N:
Lượng H+ pư:

Theo phản ứng:

8H+
2H+
10H+
2H+



+

+ H2 O

= 3.0,035 – 1,6.0,05 = 0,025 mol
+ 1,6NO3- + 6,4e � N1,6O0,8 + 4H2O
+ 2e � H2
+ NO3- + 8e � NH4+ + 3H2O
+ O2- � H2O

= 8.0,05 + 2.0,04 + 10.0,025 + 2.nO = 1,53 → nO = 0,4 mol

Trong X, oxi chiếm 64/205 về khối lượng nên: m = 0,4.16.

= 20,5 gam.

10


Đáp số: m = 20,5 gam.
Câu 4: Cho 12,56 gam hỗn hợp gồm Mg và Mg(NO 3)2 tan vừa đủ trong
dung dịch hỗn hợp chứa 0,98 mol HCl và x mol KNO 3. Sau phản ứng thu được
dung dịch Y chỉ chứa muối clorua và 0,04 mol khí N 2. Cô cạn cẩn thận Y thu được
m gam muối khan. Tính m.
(Trích đề thi HSG 11 tỉnh Thanh Hóa năm học 2017 – 2018)
Giải:
Gọi y, z lần lượt là số mol của Mg và Mg(NO3)2 → 24y + 148z = 12,56 (1)
Trong dung dịch Y có thể có NH4+,

= y + 2z (mol)

Sơ đồ phản ứng:

+



+ N2 + H2 O

Bảo toàn nguyên tố với N: n NH  x  2z  0, 08 (mol)

4

Bảo toàn điện tích trong Y: 2(y + z) + x + (x + 2z – 0,08) = 0,98
→ x + y + 2z = 0,53 (2)
Bảo toàn electron: 2y = 8(x + 2z – 0,08) + 10.0,04 → 4x – y + 8z = 0,12 (3)
Giải hệ phương trình (1), (2), (3), ta được: x = 0,09; y = 0,4; z = 0,02
→ m = 0,42.24 + 0,09.39 + 0,05.18 + 0,98.35,5 = 49,28 gam
Đáp số: m = 49,28 gam.
2.2. Bài tập về axit nitric trong đề thi trung học phổ thông quốc gia
Câu 1: Cho 7,65 gam hỗn hợp X gồm Al và Al 2O3 (trong đó Al chiếm 60%
khối lượng) tan hoàn toàn trong dung dịch Y gồm H 2SO4 và NaNO3, thu được dung
dịch Z chỉ chứa 3 muối trung hòa và m gam hỗn hợp khí T (trong T có 0,015 mol
H2). Cho dung dịch BaCl2 dư vào Z đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu

11


được 93,2 gam kết tủa. Còn nếu cho Z phản ứng với NaOH thì lượng NaOH phản
ứng tối đa là 0,935 mol. Giá trị của m gần giá trị nào nhất sau đây?
A. 2,5.
B. 3,0.
C. 1,5.
D. 1,0.
(Trích câu 47 - Mã đề 357 – Đề thi THPT Quốc gia năm 2015)
Giải:
Theo bài ra, trong hỗn hợp X có 0,17 mol Al và 0,03 mol Al2O3.
Sơ đồ pư:

Do phản ứng tạo khí H2 nên NO3- hết.
Số mol SO42- = số mol BaSO4 = 93,2/233 = 0,4 mol → số mol H2SO4 = 0,4 mol
Ta có: nNaOH pư tối đa =


+

= 0,17 + 2.0,03 = 0,23 mol →

= 0,015 mol

Bảo toàn điện tích → số mol Na+ = 2.0,4 – 3.0,23 – 0,015 = 0,095 mol
→ số mol NaNO3 = 0,095 mol
Bảo toàn nguyên tố H → số mol H2O = (2.0,4 – 4.0,015 – 2.0,015)/2 = 0,355 mol
Khối lượng muối: mmuối = 0,23.27 + 0,095.23 + 0,015.18 + 0,4.96 = 47,065 gam
Bảo toàn khối lượng: m = 7,65 + 0,4.98 + 0,095.85 – 47,065 – 0,355.18 = 1,47 gam
→ Chọn đáp án C.
Câu 2: Cho 66,2 gam hỗn hợp X gồm Fe3O4, Fe(NO3)2, Al tan hoàn toàn
trong dung dịch chứa 3,1 mol KHSO4 loãng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn
thu được dung dịch Y chỉ chứa 466,6 gam muối sunfat trung hòa và 10,08 lít (đktc)
khí Z gồm 2 khí trong đó có một khí hóa nâu ngoài không khí. Biết tỉ khối của Z so
với He là 23/18. Phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp X gần nhất với giá trị
nào sau đây?
A. 15.
B. 20.
C. 25.
D. 30.
(Trích câu 25 - Đề thi minh họa của Bộ năm 2015)
Giải:
Vì MZ ≈ 5 khí còn lại phải là H2.
12


Sơ đồ pư:

+ KHSO4 → Y

+ Z

+ H2 O

Gọi số mol của NO và H2 lần lượt là a và b.

Theo bài ra:



Bảo toàn khối lượng:


= 66,2 + 3,1.136 – 466,6 – 0,45.

= 18,9 gam

= 1,05 mol

Vì có Al nên trong Y chứa (NH4)2SO4: a (mol)
Bảo toàn nguyên tố H  8a  2.1,05  0,4.2 3,1  a 0,025(mol )
Bảo toàn nguyên tố N → Số mol Fe(NO3)2 = 0,05 mol
Bảo toàn nguyên tố Fe → Số mol Fe3O4 = (x + 2y – 0,05)/3 mol
Bảo toàn nguyên tố Al → Số mol Al = 2z mol
Khối lượng muối: 152 x  400 y  3,3  269,7  342z 466,6  152 x  400 y  342z 193,6 (1)
Bảo toàn gốc SO42-: x  3 y  0,025  1,55  3z 3,1  x  3 y  3z 1,525 (2)
Khối lượng của X:

232
( x  2 y  0,05)  9  54 z 66,2  323x  464 y  162 z 183,2 (3)
3

Giải hệ (1), (2) và (3) → x = 0,1; y = 0,275; z = 0,2 → m Al 0,4.27 10,8
Phần trăm khối lượng của Al trong hỗn hợp X:
Chọn đáp án A.
Câu 3: Thực hiện phản ứng nhiệt nhôm hỗn hợp Al và Fe 2O3 (trong điều kiện
không có không khí) thu được 26,15 gam hỗn hợp X. Nghiền nhỏ, trộn đều và chia
X thành hai phần. Cho phần một tác dụng với dung dịch NaOH dư, thu được 1,68
lít khí H2 (đktc) và 5,6 gam chất rắn không tan. Hòa tan hết phần hai trong 850 ml
dung dịch HNO3 2M, thu được 3,36 lít khí NO (đktc) và dung dịch chỉ chứa m gam

13


hỗn hợp muối. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m gần nhất với giá
trị nào sau đây ?
A. 113.
B. 95.
C. 110.
D. 103.
(Trích câu 78 - Mã đề 202 – Đề thi THPT Quốc gia năm 2017)
Giải:
Phần 1 : Bảo toàn electron →
Chất rắn không tan là Fe → nFe = 0,1 mol
2Al + Fe2O3  Al2O3 + 2Fe
0,1 0,05
0,05
0,1
m1 = (0,1 + 0,05).27 + 0,05.160 = 12,05 gam
mp1/mhh = 12,05/36,15 = 1/3 → phần 2 gấp đôi phần 1
Phần 2 : Bảo toàn H+:

=

6.0,1 + 4.0,15 + 10.
Bảo toàn nguyên tố H:

= 1,7 →

= 0,05 mol

= (1,7 – 0,05.4)/2 = 0,75 mol

Bảo toàn khối lượng: mmuối = 2.12,05 + 1,7.63 – 0,15.30 – 0,75.18 = 113,2gam
Chọn đáp án A.
Câu 4: Cho lượng dư Mg tác dụng với dung dịch gồm HCl, 0,1 mol KNO 3
và 0,2 mol NaNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được dung dịch X
chứa m gam muối và 6,272 lít hỗn hợp khí Y (đktc) gồm hai khí không màu, trong
đó có một khí hoá nâu trong không khí. Tỉ khối của Y so với H 2 là 13. Giá trị của m
là:
A. 83,16.
B. 60,34.
C. 84,76.
D. 58,74.
(Trích câu 78 - Mã đề 203 – Đề thi THPT Quốc gia năm 2017)
Giải:
Sơ đồ phản ứng :

14


Vì có một khí hoá nâu trong không khí là NO và MY = 26< 28 nên Y có H2 � NO3hết
Gọi số mol của NO và H2 có trong Y lần lượt là x và y.
Ta có: nY = x + y = 0,28 và mY = 30x + 2y = 0,28.26
Giải hệ phương trình ta được: x = 0,24 và y = 0,04
Bảo toàn nguyên tố N:

= 0,3 – 0,24 = 0,06 mol

Bảo toàn electron: 2nMg =

+

+

� nMg = 0,64 mol

Khối lượng muối có trong dung dịch X là:
mMuối =

+ mKCl +

+

= 0,64.95 + 0,1.74,5 + 0,2.58,5 + 0,06.53,5 = 83,16 gam
Chọn đáp án A.
Câu 5: Cho 9,6 gam Mg tác dụng với dung dịch chứa 1,2 mol HNO 3, thu
được dung dịch X và m gam hỗn hợp khí. Thêm 500 ml dung dịch NaOH 2M vào
X, thu được dung dịch Y, kết tủa và 1,12 lít khí Z (đktc). Lọc bỏ kết tủa, cô cạn Y
thu được chất rắn T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 67,55 gam chất
rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là
A. 5,8.
B. 6,8.
C. 4,4.
D. 7,6.
(Trích câu 80 - Mã đề 204 – Đề thi THPT Quốc gia năm 2017)
Giải:
Sơ đồ pư:

Thêm dd NaOH vào dd X:
X
Số mol NH4NO3 = số mol NH3 = 1,12/22,4 = 0,05 mol
Gọi số mol NaOH dư là x → số mol NaNO2 = nNaOH đầu – nNaOH dư = 1 – x
→ 40.x + 69.(1 – x) = 67,55 → x = 0,05
15


Bảo toàn nguyên tố N: nN = 1,2 – (1 – 0,05) – 0,05 = 0,2 mol
Sự oxi hóa
Sự khử
Mg0 → Mg+2 + 2e
N+5 + 5e → N0
O2- → O0 + 2e
N+5 + 8e → N-3
Gọi số mol của O trong hỗn hợp khí là y
Bảo toàn electron: 2.0,4 + 2.y = 5.0,2 + 8.0,05 → y = 0,3
Khối lượng hỗn hợp khí thu được là: m = 14.0,2 + 16.0,3 = 7,6 gam
→ Chọn đáp án D.
3. Bài tập tự rèn luyện
Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 21,5 gam hỗn hợp X gồm Al, Zn, FeO, Cu(NO 3)2 cần
dùng hết 430 ml dung dịch H2SO4 1M thu được hỗn hợp khí Y (đktc) gồm 0,06 mol
NO và 0,13 mol H2, đồng thời thu được dung dịch Z chỉ chứa các muối sunfat trung
hòa. Cô cạn dung dịch Z thu được 56,9 gam muối khan. Thành phần phần trăm của
Al trong hỗn hợp X có giá trị gần nhất là
A. 20,5%.
B. 18,5%.
C. 25,5%.
D. 22,5%.
(Trích câu 25 – Mã đề 303 - Đề thi thử THPT QG Tỉnh Vĩnh Phúc - Năm 2017)
Câu 2: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Mg , Fe, FeCO 3,
Cu(NO3)2 vào dung dịch chứa NaNO30,045 mol và H2SO4, thu được dung dịch Y
chỉ chứa các muối trung hòa có khối lượng là 62,605 gam (không chứa ion Fe 3+) và
3,808 lít (đktc) hỗn hợp khí Z (trong đó có 0,02 mol H 2). Tỉ khối của Z so với
O2 bằng 19/17. Thêm tiếp dung dịch NaOH 1 M vào Y đến khi thu được lượng kết
tủa lớn nhất là 31,72 gam thì vừa hết 865 ml. Mặt khác, thêm dung dịch BaCl 2 vừa
đủ vào dung dịch Y, lọc bỏ kết tủa được dung dịch G, sau đó cho thêm lượng dư
AgNO3 vào G thu được 150,025 gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 26,5.
B. 27,2.
C. 22,8.
D. 19,8.
(Câu 37 - Đề thi thử THPT QG trường THPT Chuyên Lê Quý Đôn - Đà Nẵng - Năm 2018)

Câu 3: Hòa tan hết 30 gam rắn gồm Mg, MgO, MgCO 3 trong HNO3 thấy có
2,15 mol HNO3 phản ứng. Sau khi các phản ứng kết thúc thu được 4,48 lít (đktc)
hỗn hợp khí NO, CO2 có tỷ khối so với H2 là 18,5 và dung dịch X chứa m gam
muối. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây?
A. 150,0
B. 135,0
C. 143,0
D. 154,0
Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 3,60 gam Mg trong 500 ml dung dịch HNO 3 0,80M,
phản ứng kết thúc thu được 448 ml một khí X (ở đktc) và dung dịch Y có khối

16


lượng lớn hơn khối lượng dung dịch HNO 3 ban đầu là 3,04 gam. Để phản ứng hết
với các chất trong Y cần vừa đủ V ml dung dịch NaOH 2,00M. Giá trị của V là
A. 156,25.
B. 167,50.
C. 230,00.
D. 173,75.
(Câu 40 – Đề thi thử THPT QG Tỉnh Bắc Ninh - Năm 2018)
Câu 5: Trộn m gam hỗn hợp X gồm Mg, Fe, Fe3O4, Cu và CuO (trong đó
nguyên tố oxi chiếm 12,82% theo khối lượng hỗn hợp X) với 7,05 gam Cu(NO 3)2,
thu được hỗn hợp Y. Hoà tan hoàn toàn Y trong dung dich chứa đồng thời HCl;
0,05 mol KNO3 và 0,1 mol NaNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu
được dung dịch Z chỉ chứa muối clorua và 3,36 lít (đktc) hỗn hợp khí T gồm N 2 và
NO. Tỉ khối của T so với H2 là 14,667. Cho Z phản ứng với dung dịch Ba(OH) 2 dư,
kết thúc các phản ứng thu được 56,375 gam kết tủa. Giá trị của m gần nhất với giá
trị nào sau đây ?
A. 30,5
B. 32,2
C. 33,3
D. 31,1
(Câu 80 – Đề thi thử THPT QG Đại học Vinh - Năm 2018)
Câu 6: Hòa tan hoàn toàn 5,22 gam hỗn hợp bột M gồm Mg, MgO, Mg(OH) 2,
MgCO3, Mg(NO3)2 bằng một lượng vừa đủ 0,26 mol HNO 3. Sau khi phản ứng kết
thúc thu được dung dịch X và 0,448 lít hỗn hợp khí gồm N 2O và CO2. Dung dịch X
phản ứng vừa đủ với 250 ml dung dịch NaOH 1M, sau phản ứng thu được 6,96
gam kết tủa màu trắng. Phần trăm theo khối lượng của Mg(OH) 2 trong hỗn hợp đầu
gần nhất là
A. 44,44%
B. 22,22%
C. 11,11%
D. 33,33%
(Câu 38 – Đề thi thử THPT QG trường THPT Chuyên Trần Phú- Hải Phòng - Năm 2018)

Đáp án bài tập tự rèn luyện
Câu
1
2
3
4
5
6
Đáp án
A
B
C
D
B
C
IV. Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
Khi áp dụng đề tài này thì qua các bài khảo sát chất lượng ôn thi THPT Quốc
gia về chuyên đề kim loại phản ứng với axit nitric (theo hình thức trắc nghiệm
100%) của hai lớp 12A (lớp thực nghiệm) và 12B (lớp đối chứng), bản thân tôi
nhận được kết quả rất khả quan trong hoạt động giáo dục thể hiện qua các mặt sau:
1. Kết quả bài kiểm tra 15 phút:
Lớp


số

Giỏi

Điểm 9, 10
SL Tỉ lệ %
12A 43 13 34,23

Khá

Trung bình

Yếu

Kém

Điểm 5, 6
Điểm 7, 8
Điểm 3, 4 Điểm 0, 1, 2
SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ %
18 37,86 10 23,26 2
4,65
0
0,00

17


12B 34

1

2,94

15

44,12

12

35,29

6

17,65

0

0,00

2. Kết quả bài kiểm tra 45 phút:
Lớp


số

Giỏi

Điểm 9, 10
SL Tỉ lệ %
12A 43 16 37,21
12B 34 2
5,88

Khá

Trung bình

Yếu

Kém

Điểm 5, 6
Điểm 7, 8
Điểm 3, 4 Điểm 0, 1, 2
SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ % SL Tỉ lệ %
18 41,86 7 16,28 2
4,65
0
0,00
14 41,18 12 35,29 6 17,65 0
0,00

Qua bảng kết quả trên cho thấy đề tài đã góp phần nâng cao rất đáng kể chất
lượng ôn thi THPT Quốc gia của học sinh lớp 12 tại trường THPT Cẩm Thủy 2. Đề
tài đã giúp các em tích cực và tự tin hơn trong việc tìm kiếm hướng giải cho các bài
tập. Từ chỗ lúng túng khi gặp các bài tập, nay các em đã biết vận dụng kĩ năng
được bồi dưỡng để giải thành thạo nhiều bài tập phức tạp.
Qua đề tài này, kiến thức, kĩ năng của HS được củng cố sâu sắc, vững chắc
hơn, kết quả ôn thi THPT Quốc gia của học sinh lớp 12 được nâng cao.

C. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
I. Kết luận
Trong quá trình thực hiện đề tài này tôi nhận thấy, vận dụng được phương
pháp này đối với bài tập về sắt và hợp chất của sắt sẽ giúp cho quá trình giảng dạy
và học tập môn hoá học được thuận lợi hơn rất nhiều bởi trong quá trình giải toán ta
không cần phải lập các phương trình toán học (vốn là điểm yếu của học sinh) mà
vẫn nhanh chóng tìm ra kết quả đúng, đặc biệt là dạng bài tập trắc nghiệm.
Việc sử dụng phương pháp giải trên giúp học sinh vận dụng nhuần nhuyễn
các định luật hoá học, biết phân tích các dữ kiện của bài tập và ứng dụng nó trong
việc giải nhanh các bài toán hoá học để đi đến kết quả một cách ngắn gọn nhất.

18


Khi việc kiểm tra, đánh giá học sinh chuyển sang hình thức câu hỏi trắc
nghiệm khách quan, tôi nhận thấy, trong quá trình tự học, học sinh tự tìm tòi, phát
hiện được nhiều phương pháp khác nhau trong giải bài tập hoá học. Giúp cho niềm
hứng thú, say mê trong học tập của học sinh ngày càng được phát huy.
Đề tài này có thể mở rộng nghiên cứu về “phân dạng và phương pháp giải
bài tập về axit nitric và muối nitrat”.
II. Kiến nghị
Giáo viên bộ môn hóa học cần tích cực học tập, tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu
để có thêm các phương pháp giải cho loại bài tập hóa học. Cần vận dụng một các
phương pháp giải nhanh một cách linh hoạt nhất cho từng bài tập cụ thể.
Trên đây là những kinh nghiệm mà bản thân tôi rút ra được trong quá
trình giảng dạy. Phương pháp nào cũng có những ưu điểm, nhược điểm, nên
cần vận dụng sáng tạo một phương pháp hay kết hợp đồng thời các phương
pháp giải một cách hợp lý. Vì vậy tôi rất mong được sự đóng góp ý kiến bổ
sung của quý thầy, cô.
XÁC NHẬN

Thanh Hóa, ngày 12 tháng 04 năm 2018

CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết,
không sao chép nội dung của người khác.

Nguyễn Đức Hào
Tài liệu tham khảo
1. Sách giáo khoa hóa học lớp 11, 12
2. Sách bài tập hóa học lớp 11, 12.
3. Phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh thông qua bài tập hoá học (tác giả
Nguyễn Quang Vinh).
4. Phương pháp mới giải nhanh các bài toán hoá học THPT (tác giả TS. Phùng
Ngọc Trác).

19


5. Phương pháp và kĩ thuật giải nhanh bài tập trắc nghiệm hoá học (tác giả Lê
Phạm Thành).
6. Phương pháp giải nhanh các bài toán hoá học THPT (tác giả Cao Thiên An).
7. Phương pháp giải nhanh các bài tập trắc nghiệm (tác giả Nguyễn Thị Khoa
Phượng).
8. 16 phương pháp và kĩ thuật giải nhanh (Phạm Ngọc Bằng chủ biên).
9. Đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh của tỉnh Thanh Hóa, Hà Tĩnh, Nghệ An.
10.Đề thi THPT Quốc gia của Bộ giáo dục năm 2015, 2017 và đề thi minh họa
của Bộ giáo dục năm 2015.
11.Đề thi thử THPT Quốc gia của các tỉnh, các trường THPT và các trường Đại
học.

Mẫu 1 (2)
DANH MỤC
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH
NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP
CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN
Họ và tên tác giả: Nguyễn Đức Hào
Chức vụ và đơn vị công tác: Tổ trưởng chuyên môn, trường THPT Cẩm Thủy 2

20


TT

Tên đề tài SKKN

Cấp đánh
giá xếp loại
(Ngành GD
cấp
huyện/tỉnh;
Tỉnh...)

Kết quả
đánh giá
xếp loại
(A, B,
hoặc C)

Năm học
đánh giá
xếp loại

Cấp tỉnh

C

2016

Kinh nghiệm phát hiện vấn đề và
giải quyết vấn đề đối với các bài
1

tập hay và khó về sắt giúp học
sinh trung học phổ thông giải
nhanh bài tập trắc nghiệm hoá học

21



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×