20 CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA LỚP 8 NĂM 2019
1. PHƯƠNG PHÁP ĐẠI SỐ
Trong các phương pháp giải các bài toán Hoá học phương pháp đại số cũng thường được sử dụng. Phương pháp này có ưu điểm tiết kiệm được thời gian, khi giải các bài toán tổng hợp, tương đối khó giải bằng các phương pháp khác. Phương pháp đại số được dùng để giải các bài toán Hoá học sau:
a. Giải bài toán lập CTHH bằng phương pháp đại số.
Thí dụ: Đốt cháy một hỗn hợp 300ml hiđrocacbon và amoniac trong oxi có dư. Sau khi cháy hoàn toàn, thể tích khí thu được là 1250ml. Sau khi làm ngưng tụ hơi nước, thể tích giảm còn 550ml. Sau khi cho tác dụng với dung dịch kiềm còn 250ml trong đó có 100ml nitơ. Thể tích của tất cả các khí đo trong điều kiện như nhau. Lập công thức của hiđrocacbon
Bài giải
Khi đốt cháy hỗn hợp hiđrocacbon và amoniac trong oxi phản ứng xảy ra theo phương trình sau:
4NH3 + 3O2 → 2N2 + 6H2O (1)
CxHy + (x +y/4) O2 → xCO2 + H2O (2)
Theo dữ kiện bài toán, sau khi đốt cháy amoniac thì tạo thành 100ml nitơ. Theo PTHH (1) sau khi đốt cháy hoàn toàn amoniac ta thu được thể tích nitơ nhỏ hơn 2 lần thể tích amoniac trong hỗn hợp ban đầu, vậy thể tích amonac khi chưa có phản ứng là 100. 2 = 200ml. Do đó thể tích hiđro cácbon khi chưa có phản ứng là 300 - 200 = 100ml. Sau khi đốt cháy hỗn hợp tạo thành (550 - 250) = 300ml, cacbonnic và (1250 - 550 - 300) = 400ml hơi nước.
Từ đó ta có sơ đồ phản ứng:
CxHy + (x + ) O2 → xCO2 + H2O
100ml 300ml 400ml
Theo định luật Avogađro, có thể thay thế tỉ lệ thể tích các chất khí tham gia và tạo thành trong phản ứng bằng tỉ lệ số phân tử hay số mol của chúng.
CxHy + 5O2 → 3CO2 + 4 H2O
→ x = 3; y = 8
Vậy CTHH của hydrocacbon là C3H8
b. Giải bài toán tìm thành phần của hỗn hợp bằng phương pháp đại số.
Thí dụ: Hoà tan trong nước 0,325g một hỗn hợp gồm 2 muối Natriclorua và Kaliclorua. Thêm vào dung dịch này một dung dịch bạc Nitrat lấy dư - Kết tủa bạc clorua thu được có khối lượng là 0,717g. Tính thành phần phần trăm của mỗi chất trong hỗn hợp.
Bài giải
Gọi MNaCl là x và mKCl là y ta có phương trình đại số: x + y = 0,35 (1)
PTHH: NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3
KCl + AgNO3 → AgCl + KNO3
Dựa vào 2 PTHH ta tìm được khối lượng của AgCl trong mỗi phản ứng:
m’AgCl = x . 2,444
mAgCl = y . 1,919
→ mAgCl = 2,444x + 1,919y = 0,717 (2)
Từ (1) và (2) → hệ phương trình
Giải hệ phương trình ta được: x = 0,178 và y = 0,147
→ % NaCl = .100% = 54,76%
% KCl = 100% - % NaCl = 100% - 54,76% = 45,24%.
Vậy trong hỗn hợp: NaCl chiếm 54,76%, KCl chiếm 45,24%
2. PHƯƠNG PHÁP ÁP DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ VÀ KHỐI LƯỢNG.
a, Nguyên tắc: Trong phản ứng hoá học, các nguyên tố và khối lượng của chúng được bảo toàn.
Từ đó suy ra:
+ Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành.
+ Tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng.
b, Phạm vi áp dụng:
Trong các bài toán xảy ra nhiều phản ứng, lúc này đôi khi không cần thiết phải viết các phương trình phản ứng và chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol giữa các chất cần xác định và những chất mà đề cho.
Bài 1. Cho một luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh ra 23,4g muối kim loại hoá trị I. Hãy xác định kim loại hoá trị I và muối kim loại đó.
Hướng dẫn giải:
Đặt M là KHHH của kim loại hoá trị I.
PTHH: 2M + Cl2 → 2MCl
2M(g) (2M + 71)g
9,2g 23,4g
Ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71)
Suy ra: M = 23.
Kim loại có khối lượng nguyên tử bằng 23 là Na.
Vậy muối thu được là: NaCl
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,344 lit hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối. Tính m?
Hướng dẫn giải:
PTHH chung: M + H2SO4 → MSO4 + H2
nH SO = nH = 0,06 mol
áp dụng định luật BTKL ta có:
mMuối = mX + m H SO - m H = 3,22 + 98 * 0,06 - 2 * 0,06 = 8,98g
Bài 3: Có 2 lá sắt khối lượng bằng nhau và bằng 11,2g. Một lá cho tác dụng hết với khí clo, một lá ngâm trong dung dịch HCl dư. Tính khối lượng sắt clorua thu được.
Hướng dẫn giải:
PTHH:
2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 (1)
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (2)
Theo phương trình (1,2) ta có:
nFeCl = nFe = 0,2mol
Số mol muối thu được ở hai phản ứng trên bằng nhau nhưng khối lượng mol phân tử của FeCl3 lớn hơn nên khối lượng lớn hơn.
mFeCl = 127 * 0,2 = 25,4g
Bài 4: Hoà tan hỗn hợp 2 muối Cacbonnat kim loại hoá trị 2 và 3 bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch A và 0,672 lít khí (đktc).
Hỏi cô cạn dung dịch A thu được bao nhiêu gam muối khác nhau?
Bài giải:
Bài 1: Gọi 2 kim loại hoá trị II và III lần lượt là X và Y ta có phương trình phản ứng:
XCO3 + 2HCl → XCl2 + CO2 + H2O (1)
Y2(CO3)3 + 6HCl → 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2).
Số mol CO2 thoát ra (đktc) ở phương trình 1 và 2 là:
nCO2 = 0,03 mol
Theo phương trình phản ứng 1 và 2 ta thấy số mol CO2 bằng số mol H2O.
nH2O = nCO2 = 0,03 mol
và nHCl = 0,03.2 = 0,06 mol
Như vậy khối lượng HCl đã phản ứng là:
mHCl = 0,06 . 36,5 = 2,19 gam
Gọi x là khối lượng muối khan (mXCl2 + mYCl3 )
Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 10 + 2,19 = x + 44 . 0,03 + 18. 0,03
→ x = 10,33 gam
Bài toán 2: Cho 7,8 gam hỗn hợp kim loại Al và Mg tác dụng với HCl thu được 8,96 lít H2 (ở đktc). Hỏi khi cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan.
Bài giải: Ta có phương trình phản ứng như sau:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2
Số mol H2 thu được là: nH2 = 0,04 mol
Theo (1, 2) ta thấy số mol HCl gấp 2 lần số mol H2
Nên: Số mol tham gia phản ứng là:
nHCl = 2 . 0,4 = 0,8 mol
Số mol (số mol nguyên tử) tạo ra muối cũng chính bằng số mol HCl bằng 0,8 mol. Vậy khối lượng Clo tham gia phản ứng:
mCl = 35,5 . 0,8 = 28,4 gam
Vậy khối lượng muối khan thu được là: 7,8 + 28,4 = 36,2 gam
3. PHƯƠNG PHÁP TĂNG, GIẢM KHỐI LƯỢNG.
a, Nguyên tắc:
So sánh khối lượng của chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lượng của nó, để từ khối lượng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol giữa 2 chất này mà giải quyết yêu cầu đặt ra.
b, Phạm vị sử dụng:
Đối với các bài toán phản ứng xảy ra thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng giữa kim loại mạnh, không tan trong nước đẩy kim loại yếu ra khỏi dung sịch muối phản ứng, ...Đặc biệt khi chưa biết rõ phản ứng xảy ra là hoàn toàn hay không thì việc sử dụng phương pháp này càng đơn giản hoá các bài toán hơn.
Bài 1: Nhúng một thanh sắt và một thanh kẽm vào cùng một cốc chứa 500 ml dung dịch CuSO4. Sau một thời gian lấy hai thanh kim loại ra khỏi cốc thì mỗi thanh có thêm Cu bám vào, khối lượng dung dịch trong cốc bị giảm mất 0,22g. Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol của ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol của FeSO4. Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi , thu được 14,5g chất rắn. Số gam Cu bám trên mỗi thanh kim loại và nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
PTHH
Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu ( 1 )
Zn + CuSO4 → ZnSO4 + Cu ( 2 )
Gọi a là số mol của FeSO4
Vì thể tích dung dịch xem như không thay đổi. Do đó tỉ lệ về nồng độ mol của các chất trong dung dịch cũng chính là tỉ lệ về số mol.
Theo bài ra: CM ZnSO4 = 2,5 CM FeSO4
Nên ta có: nZnSO = 2,5 nFeSO
Khối lượng thanh sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g)
Khối lượng thanh kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g)
Khối lượng của hai thanh kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g)
Mà thực tế bài cho là: 0,22g
Ta có: 5,5a = 0,22 a = 0,04 (mol)
Vậy khối lượng Cu bám trên thanh sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g)
và khối lượng Cu bám trên thanh kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g)
Dung dịch sau phản ứng 1 và 2 có: FeSO4, ZnSO4 và CuSO4 (nếu có)
...
Trên đây là phần trích dẫn 20 Chuyên đề bồi dưỡng HSG Hóa lớp 8 năm 2019, để xem toàn bộ nội dung chi tiết, mời các bạn cùng quý thầy cô vui lòng đăng nhập để tải về máy.
Chúc các em đạt điểm số thật cao trong kì thi sắp đến!
