Tài liệu Skkn bài toán kim loại tác dụng với axit cho lượng sản phẩm khác nhau tùy theo cách đánh giá sản phẩm

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TÊN ĐỀ TÀI BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT CHO LƯỢNG SẢN PHẨM KHÁC NHAU TÙY THEO CÁCH ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM Quảng Bình, tháng 01 năm 2019 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TÊN ĐỀ TÀI BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT CHO LƯỢNG SẢN PHẨM KHÁC NHAU TÙY THEO CÁCH ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM Họ và tên: Trần Hữu Quyền Chức vụ: Tổ phó chuyên môn Đơn vị công tác: Trường THPT Lê Hồng phong Quảng Bình, tháng 01 năm 2019 Mục lục Nội dung Trang Mục lục………………………………………………………………… 1 1. Phần mở đầu ………………………………………………………. 2 1.1. Lý do chọn đề tài ………………………………………………… 2 1.2. Phạm vi áp dụng của đề tài …….. ……………………………….. 2 2. Phần nội dung………………………………………………………. 3 2.1. Thực trạng của đề tài nghiên cứu ………………………………… 3 2.1.1. Các Trường hợp thường gặp trong các bài toán dạng này……… 3 2.1.2. Các phương pháp giải …………………………………………. 4 2.2. Nội dung của đề tài ……………………………………………… 4 2.2.1. Phân tích những hướng sai mà người đọc có thể mắc phải……. 4 2.2.2. Một số bài toán tương tự ……………………………………… 15 2.2.3. Áp dụng vào thực tiễn ………………………………………… 23 2.2.4. Một số kinh nghiệm khi giải các bài tập dạng này …………… 24 3. Phần kết luận ………………………………………………….......... 24 3.1. Ý nghĩa của đề tài ………………………………………………… 24 3.2. Kiến nghị, đề xuất ……………………………………………....... 24 Tài liệu tham khảo……………………………………………………. 25 Sáng kiến kinh nghiệm BÀI TOÁN KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI AXIT CHO LƯỢNG SẢN PHẨM KHÁC NHAU TÙY THEO CÁCH ĐÁNH GIÁ SẢN PHẨM Bộ môn: Hóa Học NĂM 2018 – 2019 1. Phần mở đầu 1.1. Lý do chọn đề tài - Hóa học là một bộ môn khoa học thực nghiệm nên rèn luyện cho học sinh kỷ năng thí nghiệm thông qua các thí nghiệm nói chung và các bài tập tập thực nghiệm nói riêng có một ý nghĩa to lớn trong việc khắc sâu kiến thức, tạo sự hứng thú và đam mê học tập môn hóa hơn. - Trong bộ môn hóa học có thể nói rằng việc xác định đúng sản phẩm tạo thành hết sức quan trọng vì nó quyết định kết quả của bài toán định tính cũng như bài toán định lượng, đặc biệt trong các đề thi chọn Học sinh giỏi, thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng hiện nay. Chính vì vậy tôi chọn đề tài: “ Bài toán kim loại tác dụng với axit cho lượng sản phẩm khác nhau tùy theo cách đánh giá sản phẩm”. Thông qua đề tài này nhằm phân tích những sai sót mà người đọc có thể mắc phải, từ đó rút ra hướng khắc phục những sai sót kiến thức, hiểu sai về quá trình giải bài tập, đặc biệt là giúp người đọc tham khảo áp dụng trong việc giải các bài tập trong các đề thi tuyển sinh Đại học, Cao đẳng và cũng là tài liệu cho học sinh tham khảo, kinh nghiệm nhỏ cho đồng nghiệp tham khảo nhằm nâng cao chất lượng dạy và học, đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy và học hiện nay. Trong giới hạn của đề tài này Tôi chỉ trình bày phần kim loại tác dụng với axit tính oxi hóa do gốc axit. 1.2. Phạm vi áp dụng đề tài + Áp dụng cho các đối tượng là học sinh luyện thi ĐH - CĐ, bồi dưỡng học sinh giỏi + Kim loại tác dụng với HNO3 hoặc hỗn hợp HNO3 và H2SO4; + Hỗn hợp kim loại tác dụng với một axit hay hỗn hợp axit tính oxi hóa do gốc axit Trang 1 Sáng kiến kinh nghiệm 2. Phần nội dung 2.1 Thực trạng của nội dung cần nghiên cứu - Bài toán kim loại tác dụng với axit tính oxi hoá do gốc axit trong các đề thi Đại học và đề thi học sinh giỏi phụ thuộc vào cách đánh giá sản phẩm. Nếu có cách đánh giá sản phẩm không đúng sẽ đưa bài toán sang một đáp án khác sai lệch. Chính vì vậy việc hiểu rõ bản chất hoá học và xác định đúng sản phẩm giúp chúng ta tìm được đáp án đúng. 2.1.1. Các trường hợp thường gặp trong các bài toán dạng này 2.1.1.1. Một kim loại tác dụng với một axit tạo ra hỗn hợp sản phẩm khử: + Nếu axit dư thì sản phẩm chứa muối có số oxi hóa cao nhất của kim loại và axit dư + Nếu kim loại dư thì chú ý thứ tự các cặp oxi hóa-khử (với kim loại có nhiều cặp oxi hóa – khử) 2.1.1.2. Một kim loại tác dụng với hỗn hợp axit tạo ra hỗn hợp sản phẩm khử + Xác định sản phẩm tương tự trường hợp 2.1.1.1 + Nguyên tắc phản ứng: Chất oxi hóa mạnh + Chất khử mạnh → Chất oxi hóa yếu + Chất khử yếu. + Lưu ý thêm: Nên sử dụng phương trình ion rút gọn (có ở phần phương pháp). 2.1.1.3. Hỗn hợp kim loại tác dụng với một axit tạo ra hỗn hợp sản phẩm khử + Xác định sản phẩm tương tự trường hợp 2.1.1.1 + Nguyên tắc phản ứng: oxi hóa mạnh + khử mạnh → oxi hóa yếu + khử yếu. 2.1.1.4. Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp axit tạo ra hỗn hợp sản phẩm khử. + Xác định sản phẩm tương tự trường hợp 2.1.1.1 + Nguyên tắc phản ứng: oxi hóa mạnh +khử mạnh → oxi hóa yếu + khử yếu. + Lưu ý thêm: Nên sữ dụng phương trình ion rút gọn (có ở phần phương pháp). Trang 2 Sáng kiến kinh nghiệm -> Với các bài toán dạng này cần Chú ý thứ tự phản ứng của các cặp oxi hóakhử. 2.1.2. Các phương pháp giải + Phương pháp phương trình ion rút gọn 3 M + n NO3- + 4n H+ → 3Mn+ + nNO + 2nH2O ………………… + Phương pháp bảo toàn electron Chất khử Chất Oxi hoá M0 → Mn+ + n.e n N+5 + x.e → N+(5-x) chất khử nhường e =  ne Chất oxi hoá nhận + Sữ dụng công thức giải nhanh (phương pháp bảo toàn nguyên tố) n NO  3 trong muối n HNO3 phản ứng =  ne chất khử nhường =  ne Chất oxi hoá nhận = n NO 3  trong muối = 2. n NO + 4. 2 - nN n NO trong các sản phẩm khử + 10. n N 2O + 10. n NH 4 NO3 + 12. n N 2 2.2. Nội dung của đề tài - Phân tích những hướng sai mà người đọc có thể mắc phải. - Các bài tập tương tự - Áp dụng vào thực tiễn - Rút ra những kinh nghiệm khi giải những bài tập dạng này. 2.2.1. Phân tích những hướng sai mà người đọc có thể mắc phải Ví dụ 1: (THPT QG 2017 – MĐ 204) Câu 79. Cho 2,49 gam hỗn hợp Al và Fe (có tỉ lệ mol tương ứng 1: 1) vào dung dịch chứa 0,17 mol HCl, thu được dung dịch X. Cho 200 ml dung dịch AgNO3 1M vào X, thu được khí NO và m gam chất rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn, NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 24,5. B. 27,5. C. 25,0. D. 26,0. - Số mol: nFe = nAl = 0,03 - nH+ phản ứng = 2nFe + 3nAl = 0,15 và nH+ dư = 0,02 mol Trang 3 Sáng kiến kinh nghiệm Dung dịch X gồm: Fe2+ (0,03mol); Al3+ (0,03mol); H+ (0,02mol) và Cl(0,17mol) Tình huống 1: Khi cho AgNO3 dư vào dung dịch X, học sinh xác định chỉ có kết tủa AgCl (0,17 mol)  m = 0,17 * 143,5 = 24,395 gam  gần đáp án A (sai) Tình huống 2: Học sinh xác định kết tủa chứa cả AgCl và Ag: Ag+ + Cldư và Fe2+ + Ag+ → 0,17 mol AgCl↓ 0,17mol → Fe3+ + Ag 0,03mol 0,03mol Nên: m = 0,17* 143,5 + 0,03* 108 = 27,635  Gần đáp án B (sai) Tình huống 3: Học sinh xác định kết tủa chứa cả AgCl và Ag: Xác định đúng số mol Cl- là 0,17 mol Ag+ + Cldư Ngoài ra, Fe2+ → 0,17 mol AgCl↓ 0,17mol → Fe3+ + 1e 0,03mol NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,03mol dư 0,02 0,015 Ag+ + 1e → Ag x mol x mol Bảo toàn electron : 0,03 = 0,015 + x  nAg = x = 0,015  m = 0,17* 143,5 + 0,015* 108 = 26,015  Đáp án D Hoặc: Học sinh xác định đúng số mol Cl- là 0,17 mol Ag+ + Cldư Ngoài ra, 0,17 mol → AgCl↓ 0,17mol 3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O 0,015mol Fe2+ + Ag+ 0,015mol 0,02mol → Fe3+ + Ag 0,015mol Nên: m = 0,17* 143,5 + 0,015* 108 = 26,015  Đáp án D Trang 4 Sáng kiến kinh nghiệm Hoặc: Học sinh xác định đúng số mol Cl- là 0,06 mol Ag+ + Cldư → 0,17 mol AgCl↓ 0,17mol Ngoài ra, bảo toàn electron cho cả bài toán (phải xác định số mol H2) Al0 → Al3+ + 3e 0,03mol 2H+ + 2e  H2 (phải chú ý QT này) 0,09mol 0,15 Fe0 → Fe3+ + 3e 0,03mol 0,15 <-- 0,075mol NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,09mol dư 0,02 0,015 Ag+ + 1e → Ag x mol x mol Bảo toàn electron  nAg = x = 0,015 Nên: m = 0,17* 143,5 + 0,015* 108 = 26,015  Đáp án D Ví dụ 2: (THPT QG 2015 – MĐ 748)Câu 32: Hòa tan 1,12 gam Fe bằng 300 ml dung dịch HCl 0,2 M , thu được dung dịch X và khí H 2. Cho dung dịch AgNO3 dư vào X, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5) và m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là A. 10,23 B. 8,61 C. 7,36 D. 9,15 Bài giải Trước hết ta xác định được nFe = 0,02 mol; nHCl = 0,06 mol Fe + 2H+  Fe2+ + H2 Dung dịch X gồm: Fe2+ (0,02 mol); H+ dư (0,02 mol) và Cl- (0,06 mol). Thêm AgNO3 dư vào dung dịch X: Tình huống 1: Học sinh xác định chỉ có kết tủa AgCl (0,06 mol) m = 0,06 * 143,5 = 8,61 gam  Đáp án B (sai) Tình huống 2: Học sinh xác định kết tủa chứa cả AgCl và Ag: Xác định đúng số mol Cl- là 0,06 mol Ag+ + Cldư 0,06 mol → AgCl↓ 0,06mol Trang 5 Sáng kiến kinh nghiệm NO3- + Ngoài ra, dư + 3e → NO + 2H2O 0,02mol 0,015mol Ag+ và 4H+ + 1e  0,015mol Ag 0,015mol (do nhầm) Nên được kết quả: m = 0,04* 143,5 + 0,015* 108 = 7,36  Đáp án C (sai) Nên kết quả là: m = 0,06* 143,5 + 0,015* 108 = 10,23 Đáp án A (sai) Tình huống 3: Học sinh xác định kết tủa chứa cả AgCl và Ag: Nhưng do xác định sai số mol Cl- là 0,04 mol (chỉ có trong FeCl2) Ag+ + Cldư 0,04 mol NO3- + Ngoài ra, dư 4H+ AgCl↓ 0,04mol + 3e → NO + 2H2O 0,02mol 0,015mol Ag+ và → + 1e  0,015mol Ag 0,015mol (do nhầm) Nên được kết quả: m = 0,04* 143,5 + 0,015* 108 = 7,36  Đáp án C (sai) Tình huống 4: Học sinh xác định kết tủa chứa cả AgCl và Ag: Xác định đúng số mol Cl- là 0,06 mol Ag+ + Cldư Ngoài ra, Fe2+ → 0,06 mol AgCl↓ 0,06mol → Fe3+ + 1e 0,02mol NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,02mol dư 0,02 0,015 Ag+ + 1e → Ag x mol x mol Bảo toàn electron  nAg = 0,005  m = 0,06* 143,5 + 0,005* 108 = 9,15  Đáp án D Hoặc: Học sinh xác định đúng số mol Cl- là 0,06 mol Ag+ + Cldư 0,06 mol → AgCl↓ 0,06mol Trang 6 Sáng kiến kinh nghiệm 3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O Ngoài ra, 0,015mol 0,02mol Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag 0,005mol 0,005mol Nên: m = 0,06* 143,5 + 0,005* 108 = 9,15  Đáp án D Hoặc: Học sinh xác định đúng số mol Cl- là 0,06 mol Ag+ + Cldư → 0,06 mol AgCl↓ 0,06mol Ngoài ra, bảo toàn electron cho cả bài toán Fe0 → Fe3+ + 3e 0,02mol 2H+ + 2e  H2 (phải chú ý QT này) 0,06mol 0,04 <-- 0,02mol NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O dư 0,02 0,015 Ag+ + 1e → Ag x mol x mol Bảo toàn electron  nAg = x = 0,005  m = 0,06* 143,5 + 0,005* 108 = 9,15  Đáp án D Ví dụ 3: (ĐH KB-2012, HSG 11 QB V1-2014) Câu 27: Cho 29 gam hỗn hợp gồm Al, Cu và Ag tác dụng vừa đủ với 950 ml dung dịch HNO 3 1,5M, thu được dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lít hỗn hợp khí X (đktc) gồm NO và N 2O. Tỉ khối của X so với H2 là 16,4. Giá trị của m là A. 98,20 B. 97,20 C. 98,75 D. 91,00 Sau khi chúng ta xác định được: nX = 5,6 = 0,25 mol ; M X = 16,4.2 = 32,8 gam; n HNO3 = 1,5.0,95 = 1,425 mol 22,4 Gọi a, b lần lượt là số mol của NO và N2O trong 5,6 lít hỗn hợp X. Theo bài ra ta có: a + b = 0,25. 30a + 44b = 0,25.32,8 = 8,2 (1) (2) Giải hệ 2 phương trình (1) và (2) ta được: a = 0,2; b = 0,05 Trang 7 Sáng kiến kinh nghiệm Tình huống 1: Do hỗn hợp kim loại phản ứng vừa đủ nên học sinh sữ dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố N ngay và tính được : Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: khối lượng muối : m = m Kl + m NO 3  m = 29 + (1,425 – 0,2 – 2. 0,05).62 = 98,75 (đáp án C) . Sai Tình huống 2: Do hỗn hợp kim loại phản ứng vừa đủ nên học sinh sữ dụng công thức tính số mol NO3- trong muối theo số mol sản phẩm khử (n NO 3 = 3. n NO + 8. n N 2 O) và tính được : Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: m = m Kl + m NO 3  m = 29 + (3. 0,2 + 8. 0,05).62 = 91 (đáp án D) . Sai Tình huống 3: Học sinh dùng phương pháp bảo toàn electron tính được số mol NH4NO3 = 0,0125 mol. Sau đó bảo toàn nguyên tố N ngay và tính được : Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: m = m Kl + m NO 3  m = 29 + (1,425 – 0,2 – 2. 0,05 – 2. 0,0125).62 = 97,20 (đáp án B) . Sai Tình huống 4: Học sinh có thể dùng phương trình ion rút gọn để xác định số mol NH4NO3 = 0,0125 mol : Các quá trình khử: 4H+ + NO3- + 3e  NO + 2H2O 0,8 0,2 0,4 10H+ + 2 NO3- + 8e  N2O + 5H2O 0,5 0,05 0,25 Giả sử sản phẩm khử chỉ có NO và N2O thì: n H (p ­ ) ­=­0,8­+­0,5­=­1,3­<­1,425­ : Vô lý. Vậy sản phẩm khử còn có NH4NO3. 10H+ + NO3- + 8e  (1,425 - 1,3) ………………………… > NH 4 0,0125 + 3H2O 0,0375 Chúng ta có thể dùng công thức để xác định số mol NH4NO3 : nHNO3 4.nNO  10.nN 2O  10.nNH 4 NO3 nNH 4 NO3  nHNO3  (4.nNO 10.nN2O ) 10 10.0,05) 1,425 (4.0,2 0,0125mol 10 Áp dụng bảo toàn khối lượng ta có: m = mkl + mNO3 + mNH4NO3 Trang 8 Sáng kiến kinh nghiệm m = 29 + ( 3. 0,2 + 8. 0,05 + 8. 0,0125) .62 + 0,0125. 80 = 98,2 Ví dụ 4.(KB-08) : Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là A. 8,88 gam. B. 13,92 gam. C. 6,52 gam. D. 13,32 gam. Phân tích: Bài toán cho: nMg = 0,09 mol; nNO = 0,04 mol Tình huống 1: HS xác định muối khan là Mg(NO3)2. - Axit dư nên số mol muối tính theo số mol Mg 3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O 0,09 mol - - - - - --- -> 0,09 mol - Khối lượng muối khan thu được là: 0,09. 148 = 13,32 (gam) Tình huống 2: - Tính theo số mol NO, Mg dư 3Mg + 8HNO3 → 3Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O 0,06 mol < - - - - - - - - --- - - - - - - 0,04 mol - Khối lượng muối khan thu được là: 0,06. 148 = 8,88 (gam) Tình huống 3: Do HNO3 dư, nên Mg hết n e nhường = 0,09. 2 = 0,18 mol n e nhận = 0,04. 3 = 0,12 mol → phải chứa NH4NO3. n NH 4 NO3  0,18  0,12 0,0075 mol 8 Mg → Mg2+ + 2e NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,09 ------------ > 0,18 0,12 < ---- 0,04 2NO3- +10H+ + 8e →NH4NO3 + 3H2O (0,18-0,12) ---> 0,0075 - Muối khan gồm Mg(NO3)2 và NH4NO3. Khối lượng muối khan = 0,09. 188 + 0,0075. 80 = 13,92. Đáp án B Hoặc: Khối lượng muối khan = khối lượng kim loại + khối lượng gốc axit + khối lượng muối NH4NO3 (nếu có) Trang 9 Sáng kiến kinh nghiệm = 2,16 + 0,18. 62 + 0,0075. 80 = 13,92. Đáp án B Ví dụ 5: (THPT QG 2017 – MĐ 203) Câu 78. Cho lượng dư Mg tác dụng với dung dịch gồm HCl, 0,1 mol KNO3 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 H2 là 13. Giá trị của m là A. 83,16. B. 60,34. C. 84,76. D. 58,74. Trước hết ta xác định được [ Mg dư + HCl + 0,1mol KNO3+ 0,2mol NaNO3] → dd X + 0,28mol Y + H2O Vì có một khí hoá nâu trong không khí là NO và Y = 26< 28 nên có H2 ⇒ NO3- hết - Do, nY = 0,28 và Y = 26 ta dễ dàng tính nNO = 0,24 và nH2 = 0,04 - BT nguyên tố Nitơ : nNH4+ = 0,3 – 0,24 = 0,06 mol Tình huống 1: Học sinh xác định dung dịch X không có muối amoni: Khi đó bảo toàn electron tính được: nMg = (0,24*3+0,04*2)/2 = 0,4 mol và nNO3- = 0,06mol Và bảo toàn khối lượng: m = kim loại + gốc axit = 0,1*39+0,2*23+0,4*24+0,06.62+1,04*35,5 = 58,74  Đáp án D (sai) Tình huống 2: Học sinh xác định dung dịch X chứa muối amoni: Khi đó bảo toàn electron tính được: nNH4+ = 0,06mol và nMg = (0,24*3+0,04*2+ 0,06*8)/2 = 0,64 mol nhưng do nhầm muối là NH4NO3. Nên  mMuối = mMgCl2 + mKCl + mNaCl + mNH4NO3 = 0,64*95 + 0,1*74,5 + 0,2*58,5 + 0,06*80 = 84,76  Đáp án C (sai) Tình huống 3: Học sinh xác định dung dịch X chứa muối amoni: Trang 10 Sáng kiến kinh nghiệm Khi đó bảo toàn electron tính được: nNH4+ = 0,06mol và nMg = (0,24*3+0,04*2+ 0,06*8)/2 = 0,64 mol đồng thời xác định đúng muối NH4Cl. Nên: mMuối = mMgCl2 + mKCl + mNaCl + mNH4Cl = 0,64*95 + 0,1*74,5 + 0,2*58,5 + 0,06*53,5 = 83,16  Đáp án A Ví dụ 6:(KB-2013)Câu 36: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 2,8 gam Fe và 1,6 gam Cu trong 500 ml dung dịch hỗn hợp HNO3 0,1M và HCl 0,4M, thu được khí NO (khí duy nhất) và dung dịch X. Cho X vào dung dịch AgNO 3 dư, thu được m gam chất rắn, Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 trong các phản ứng. Giá trị của m là A. 29,24 B. 30,05 C. 28,70 D. 34,10 Lời giải Tình huống 1: học sinh xác định chất rắn chỉ chứa AgCl: Ag+ + Cl- → AgCl↓ dư 0,02 0,02 m AgCl = 0,2 . 143,5 = 28,7 (gam) -> Đáp án C (Sai) Tình huống 2: Học sinh xác định chất rắn chứa cả AgCl và Ag: Các phản ứng: Fe → Fe2+ + 2e 0,05 NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,1mol 0,05 0,2 0,15 Cu → Cu2+ + 2e 0,025 0,5mol 0,15 mol Ag+ + Cl- → AgCl↓ và dư 0,02 0,02mol = 0,15 mol Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag 0,05 dư 0,05mol mrắn = 0,2 . 143,5 + 0,05. 108 = 34,1 → Đáp án D (sai) Tình huống 3: Học sinh xác định chất rắn chứa cả AgCl và Ag: - Khi cho dung dịch AgNO3 dư vào dd X ta có Ag+ + Cl- → AgCl↓ và dư 0,02 0,02mol Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag 0,05 dư 0,05mol Trang 11 Sáng kiến kinh nghiệm nhưmg tính nhầm số mol Ag là 0,005 mol mrắn = 0,2 . 143,5 + 0,005. 108 = 29,24 → Đáp án A (sai) Tình huống 4: Học sinh xác định chất rắn chứa cả AgCl và Ag: Các phản ứng: Fe → Fe2+ + 2e 0,05 NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,1mol 0,05 0,2 0,15 Cu → Cu2+ + 2e 0,025 0,5mol 0,15 mol = 0,15 mol - Khi cho dung dịch AgNO3 dư vào ta có Ag+ + Cl- → AgCl↓ dư Ngoài ra, H+ dư: 0,02 0,02mol 3Fe2+ + NO3- + 4H+ → 3Fe3+ + NO + 2H2O 0,0375mol 0,05 Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag và 0,0125 dư 0,0125mol mrắn = 0,2 . 143,5 + 0,0125. 108 = 30,05 → Đáp án B Hoă ̣c: Bảo toàn e trên toàn bộ quá trình (sẽ thấy e nhường hết, e nhận tính theo H + vì NO3- trên toàn bộ quá trình dư) 3n Fe + 2nCu = ¾ n H  + n Ag+ ( tạo Ag) => nAg = 0,05.3 + 0,025.2 - 0,25.3 : 4 = 0,0125 mol  m = 0,2.143,5 + 0,0125.108 = 30,05 gam (có Ag và AgCl) Chọn B. Ví dụ 7: (KB-2013)Câu 4: Hòa tan hoàn toàn 1,28 gam Cu vào 12,6 gam dung dịch HNO3 60% thu được dung dịch X (không có ion NH +4 ). Cho X tác dụng hoàn toàn với 105 ml dung dịch KOH 1M, sau đó lọc bỏ kết tủa được dung dịch Y. Cô cạn Y được chất rắn Z. Nung Z đến khối lượng không đổi, thu được 8,78 gam chất rắn. Nồng độ phần trăm của Cu(NO3)2 trong X là A. 28,66%. B. 30,08%. C. 27,09%. D. 29,89%. Lời giải Trang 12 Sáng kiến kinh nghiệm Tình huống 1: Hs xác định Chất tan là: Cu(NO3)2 → m= 0,02 . 188 = 3,76(gam) mdd = 1,28 + 12,6 = 13,88 (gam) 3, 76 → C%[Cu(NO3)2] 13,88 27, 09% . Đáp án C (Sai) Tình huống 2: KNO2 ( x mol); KOH ( y mol) có hệ : 85x + 56y = 8,78 và x + y = 0,105 mol → x = 0,1 mol ; y = 0,05 mol → n N (spk) = 12,6.0,6 :63 – 0,1 = 0,02 mol → n O (spk) = (5.0,02 – 2.0,02) : 2 = 0,03 mol → m dung dịch sau = 12,6 + 1,28 – 0,02.14 – 0,03.16 = 13,12 gam → C%m Cu(NO3)2 = 0,02.188 :13,12.100% = 28,66%. Chọn A. Ví dụ 8.(KA-09)-Câu 22: Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là A. 97,98. B. 106,38. C. 38,34. D. 34,08. Bài toán cho 1,344 12,42 0,06 mol; M Y 18.2 36 n Al  0,46 mol; nY  22,4 27 Chúng ta xác định được : n N O n N 0,03 mol 2 2 Tình huống 1: Do HNO3 dư nên học sinh xác định chất rắn là Al(NO3)3. n Al ( NO 3 )3 n Al 0,46 mol → m rắn = 0,46 . 213 = 97,98 (gam) . Đáp án A (Sai) Tình huống 2: Học sinh sữ dụng phương pháp bảo toàn electron, nhưng xác định Al dư Al → Al3+ + 3e 0,18 < --------- 0,54 mol 2NO3- + 10H+ + 8e → N2O + 5H2O 0,24 < ---- 0,03 mol 2NO3- + 12H+ + 10e → N2 + 6H2O 0,3 < ---- 0,03 mol m muối = 0,18 . 213 = 38,34 (gam) . Đáp án C (Sai) Trang 13 Sáng kiến kinh nghiệm Tình huống 3: Học sinh sữ dụng phương pháp bảo toàn electron, xác định Al hết Al → Al3+ + 3e 0,46 --------- > 1,38 mol 2NO3- + 10H+ + 8e → N2O + 5H2O 0,24 < ---- 0,03 mol 2NO3- + 12H+ + 10e → N2 + 6H2O 0,3 < ----- 0,03 mol n e nhường = 1,38 mol . Trong khi: n e Nhận = 0,54 mol. Vô lí Ngoài ra còn có NH4NO3. 1,38  0,54 n NH 4 NO3  0,105 mol 8 Rắn khan gồm Al(NO3)3 và NH4NO3. m = 0,46. 213 + 0,105. 80 = 106,38. Đáp án B. 2.2.2. Một số bài toán tương tự 1. (THPT QG 2018 – MĐ 202) Câu 73: Cho 4,32 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe tác dụng với V lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm Cl 2 và O2 (có tỉ khối so với H2 bằng 32,25), thu được hỗn hợp rắn Z. Cho Z vào dung dịch HCl, thu được 1,12 gam một kim loại không tan, dung dịch T và 0,224 lít khí H 2 (đktc). Cho T vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 27,28 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị của V là A. 1,536. B. 1,680. C. 1,344. D. 2,016. 2. (THPT QG 2018 – MĐ 203) Câu 80: Cho 28 gam hỗn hợp X gồm Fe, Fe3O4, CuO vào dung dịch HCl, thu được 3,2 gam một kim loại không tan, dung dịch Y chỉ chứa muối và 1,12 lít khí H 2 (đktc). Cho Y vào dung dịch AgNO 3 dư, thu được 132,85 gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Khối lượng Fe 3O4 trong X là A. 5,8 gam. B. 14,5 gam. C. 17,4 gam. D. 11,6 gam. 3. (THPT QG 2017 – MĐ 204) Câu 80. Cho 9,6 gam Mg tác dụng với dung dịch chứa 1,2 mol HNO3, thu được dung dịch X và m gam hỗn hợp khí. Thêm Trang 14 Sáng kiến kinh nghiệm 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. 4. (THPT QG 2017 – MĐ 201) Câu 78. Cho 9,2 gam hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch hỗn hợp AgNO3 và Cu(NO3)2, thu được chất rắn Y (gồm 3 kim loại) và dung dịch Z. Hòa tan hết Y bằng dung dịch H 2SO4 (đặc, nóng, dư), thu được 6,384 lít khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất của S+6, ở đktc). Cho dung dịch NaOH dư vào Z, thu được kết tủa T. Nung T trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 8,4 gam hỗn hợp rắn. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Phần trăm khối lượng của Fe trong X là A. 79,13%. B. 28,00%. C. 70,00%. D. 60,87%. 5. (THPT QG 2016 – MĐ 357) Câu 34: Cho 7,65 gam hỗn hợp Al và Mg tan hoàn toàn trong 500 ml dung dịch HCl 1,04M và H2SO4 0,28M, thu được dung dịch X và khí H2. Cho 850 ml dung dịch NaOH 1M vào X, sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 16,5 gam kết tủa gồm 2 chất. Mặt khác cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH 0,8M và Ba(OH)2 0,1M vào X đến khi thu được lượng kết tủa lớn nhất, lọc kết tủa đem nung đến khối lượng không đổi, thu được m gam chất rắn. Giá trị của m gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 32,3. B. 38,6. C. 46,3. D. 27,4. 6. (THPT QG 2016 – MĐ 136) Câu 47: Hòa tan hết 14,8 gam hỗn hợp Fe và Cu trong 126 gam dung dịch HNO3 48%, thu được dung dịch X (không chứa muối amoni). Cho X phản ứng với 400 ml dung dịch hỗn hợp NaOH 1M và KOH 0,5M, thu được kết tủa Y và dung dịch Z. Nung Y trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 20 gam hỗn hợp Fe 2O3 và CuO. Cô cạn Z, thu được hỗn hợp chất rắn khan T. Nung T đến khối lượng không đổi, thu được 42,86 gam hỗn hợp chất rắn. Nồng độ phần trăm của Fe(NO 3)3 trong X có giá trị gần nhất với giá trị nào sau đây? A. 8,2. B. 7,9. C. 7,6. D. 6,9. Trang 15 Sáng kiến kinh nghiệm 7. (THPT QG 2015 – MĐ 357) Câu 34: Hòa tan 1,12 gam Fe bằng 300 ml dung dịch HCl 0,2M, thu được dung dịch X và khí H 2. Cho dung dịch Ag NO3 dư vào dung dịch X, thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N +5) và m gam kết tủa. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Giá trị cuat m là A. 7,36 D. 8,61 C. 9,15 D. 10,23 8. (THPT QG 2015 – MĐ 748) Câu 50: Cho 7,65 gam hỗn hợp X gồm Al và Al2O3 (trong đó Al chiếm 60% khối lượng) tan hoàn toàn trong dung dịch Y gồm H2SO4 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 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. 1,0 D. 1,5 9. (KA-2014)Câu 39: Đốt cháy 4,16 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe trong khí O 2, thu được 5,92 gam hỗn hợp X chỉ gồm các oxit. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch HCl vừa đủ, thu được dung dịch Y. Cho dung dịch NaOH dư vào Y, thu được kết tủa Z. Nung Z trong không khí đến khối lượng không đổi, thu được 6 gam chất rắn. Mặt khác cho Y tác dụng với dung dịch AgNO 3 dư, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 10,80 B. 32,11 C. 32,65 D. 31,57 10. (KB-2014)Câu 18: Cho 3,48 gam bột Mg tan hết trong dung dịch hỗn hợp gồm HCl (dư) và KNO3, thu được dung dịch X chứa m gam muối và 0,56 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm N2 và H2. Khí Y có tỉ khối so với H 2 bằng 11,4. Giá trị của m là A. 16,085. B. 14,485. C. 18,300. D. 18,035. 11. (KA-2013)Câu 25: Cho m gam Fe vào bình chứa dung dịch gồm H 2SO4 và HNO3, thu được dung dịch X và 1,12 lít khí NO. Thêm tiếp dung dịch H 2SO4 dư vào bình thu được 0,448 lít khí NO và dung dịch Y. Biết trong cả hai trường hợp NO là sản phẩn khử duy nhất, đo ở điều kiện tiêu chuẩn. Dung dịch Y hòa tan Trang 16 Sáng kiến kinh nghiệm vừa hết 2,08 gam Cu (không tạo thành sản phẩm khử của N +5). Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn. Giá trị của m là A. 2,40 B. 4,20 C. 4,06 D. 3,92 12. (KB-2013)Câu 34: Cho m gam một oxit sắt phản ứng vừa đủ với 0,75 mol H2SO4, thu được dung dịch chỉ chứa một muối duy nhất và 1,68 lít khí SO 2 (đktc, sản phẩm khử duy nhất của S+6). Giá trị của m là A. 24,0. B. 34,8 C. 10,8. D. 46,4. 13.(KA-2012)Câu 57: Cho 18,4 gam hỗn hợp X gồm Cu2S, CuS, FeS2 và FeS tác dụng hết với HNO3 (đặc nóng, dư) thu được V lít khí chỉ có NO2 (ở đktc, sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch Y. Cho toàn bộ Y vào một lượng dư dung dịch BaCl2, thu được 46,6 gam kết tủa; còn khi cho toàn bộ Y tác dụng với dung dịch NH3 dư thu được 10,7 gam kết tủa. Giá trị của V là A. 24,64. B. 38,08. C. 11,2. D. 16,8. 14.(KB-2012)Câu 2 : Đốt 5,6 gam Fe trong không khí, thu được hỗn hợp chất rắn X. Cho toàn bộ X tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng (dư), thu được khí NO (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch chứa m gam muối. Giá trị của m là: A. 18,0. B. 22,4. C. 15,6 D. 24,2. 15.(KB-2012)Câu 36: Hòa tan hoàn toàn 0,1 mol FeS2 trong 200 ml dung dịch HNO3 4M, sản phẩm thu được gồm dung dịch X và một chất khí thoát ra. Dung dịch X có thể hòa tan tối đa m gam Cu. Biết trong các quá trình trên, sản phẩm khử duy nhất của N+5 đều là NO. Giá trị của m là A. 12,8 B. 6,4 C. 9,6 D. 3,2 16.(KA-2011)Câu 11: Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng 7 : 3 với một lượng dung dịch HNO 3. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m gam chất rắn, dung dịch X và 5,6 lít hỗn hợp khí (đktc) gồm NO và NO2 (không có sản phẩm khử khác của N +5). Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 44,1 gam. Giá trị của m là : A. 44,8. B. 40,5. C. 33,6. D. 50,4. 17.(KA-2011)Câu 21: Cho 0,87 gam hỗn hợp gồm Fe, Cu và Al vào bình đựng 300 ml dung dịch H2SO4 0,1M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được Trang 17