SỞ GD & ĐT KIÊN GIANG Trường THPT chuyên HUỲNH MẪN ĐẠT PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM MỘT SỐ HỢP CHẤT CỦA NHÔM Người viết: Trần Kim Loan Chức vụ: Giáo viên Nằm học 2011 - 2012 A.PHẦN MỞ ĐẦU 1/ Bối cảnh đề tài: Khi gỉảng dạy tuần 24, 25 khối 12 nâng cao phần tập nhôm hợp chất nhôm nội dung quan trọng thiếu nên bắt buộc người giáo viên phải suy nghĩ tìm phương pháp dạy hay nhất, ngắn dễ hiểu 2/ Lý chọn đề tài: Bài tập kim loại mảng rầt lớn môn hoá khối 12 Khi nói đến tập kim loại phần tập nhôm hợp chất nhôm nội dung thiếu lần thi tốt nghiệp hay đại học, cao đẳng Bài tập nhôm khó mà phần tập hợp chất nhôm khó Sau nhiều năm giảng dạy, thấy học sinh thường gặp trở ngại sâu vào việc giải tập phần Hơn dạng bày tập hợp chất nhôm ngày đa dạng phong phú nên làm cho học sinh thiếu kinh nghiệm thiếu tự tin gặp phải.Tôi mong với chút kinh nghiệm mà trải nghiệm làm tập hợp chất muối nhôm giúp bạn đọc em có thêm tư liệu để nghiên cứu.Những toán chọn lọc để trình bày nằm phạm vi chương trình học 3/ Phạm vi đối tượng đề tài: Phạm vi: Đề tài áp dụng chương trình hoá lớp 12, ôn thi học kì II ( khối 12), ôn thi tốt nghiệp trung học ôn thi vào Đại học, cao đẳng Đối tượng : Các em học sinh học lớp 11, lớp 12 ôn thi kì thi tốt nghiệp trung học phổ thông ôn thi vào Đại học, cao đẳng 4/ Mục đích đề tài: Nhằm giúp học sinh rèn luyện kĩ giải nhanh tập trắc nghiệm hợp chất ion Al3+ ion [Al(OH)4]- đồng thời giúp cho thân người viết có nhiều kinh nghiệm việc giảng dạy có điều kiện gặp gỡ giao lưu với thầy cô bạn bè đồng nghiệp nhằm nâng cao tay nghề Điểm đề tài người viết chắt lọc kiến thức từ phản ứng xảy dung dịch dựa vào tỷ lệ mol chất phương trình hóa học chuyển đổi thành công thức để áp dụng nhanh việc giải toán trắc nghiệm Các công thức áp dụng có sở khoa học không suy diễn, đoán mò B.PHẦN NỘI DUNG I Cơ sơ khoa học sở lí luận vấn đề: Phản ứng dung dịch chứa ion Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm sách giáo khoa viết kĩ phản ứng dung dịch chứa ion [Al(OH)4] – tác dụng với dung dịch axit sách giáo khoa ìt đề cập tới Do sở lí luận công thức tính nhanh áp dụng đề tài phải nắm vững phản ứng Từ dựa vào tương quan số mol gĩưa chất phương trình hoá học ta suy luận công thức để tính toán hợp lí + Khi cho dung dịch kiềm vào dung dịch Al3+ có phương trình ion thu Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (1) gọn sau: Al(OH)3 +OH- → [Al(OH)4] - (2) Tù (1) (2) ta có: Al3+ + 4OH- → [Al(OH)4] - (3) Ngoài toán dạng kim loại kiềm (M) tác dụng với dung dịch muối Al3+ có thêm phương trình: 2M + 2H2O → 2MOH + H2 (4) Hay nung nóng kết tủa Al(OH)3 : Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (5) + Khi cho dung dịch axit vào dung dịch chứa [ Al (OH ) ] có phương trình ion thu gọn sau: [Al(OH)4] - + H+ → Al(OH)3 +H2O (6) Nếu số mol ion H+ lớn số mol ion [Al(OH)4] – ( số mol kết tủa ) xảy phản ứng sau: Al(OH)3 + 3H+→ Al3+ + 3H2O (7) Lưu ý: + ion [ Al (OH ) ] không phản ứng với ion OH+ Nếu dùng CO2 dư tác dụng với dung dịch chứa ion [ Al (OH ) ] xảy phương trình (6) mà II.Thực trạng vấn đề 1/ Những kiện, mâu thuẫn: Bài tập có nội dung hợp chất muối nhôm sách giáo khoa lớp 12 nâng cao ( chương trình có tập) nên học sinh điều kiện để rèn luyện thêm kĩ làm nội dung Hơn tập đưa nội dung dung dịch Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm mà dạng toán dung dịch [Al(OH)4] Vì học sinh gặp dạng toán đề thi lúng túng giải sai - Ở năm học trước sửa tập sách giáo khoa sau có cho vài tập nội dung để học sinh luyện tập nhà ( nhiều thời gian) Kết kiểm tra tiết nhôm crom sau:(tôi thống kê phần nội dung hợp chất nhôm) +Năm học 2009-2010: Lớp % làm % không làm 12A1 47% 53% % làm % không làm + Năm học 2010-2011: Lớp 12S 32% 68% 12A4 39% 61% Tôi trăn trở thật nhiều với kết em “ Liệu kiến thức truyền đạt đủ để em vận dụng chưa ? em chưa có kĩ để làm bài? “ Dưới nguyên nhân chủ quan lẫn khách quan mà thu thập Chủ quan: Học sinh dành thời gian dành cho việc tự học , tự rèn luyên Hơn thời gian dành cho tập nội dung nên chưa rút phương pháp giải chung, ngắn gọn giúp học sinh dễ nhớ, dễ hiểu dễ vận dụng Khách quan: Học sinh chưa đầu tư mức lại bị áp lực nhiều môn học nên việc dành thời gian luyện tập để chuẩn bị kiểm tra dẫn đến kết không cao 2/ Những thuận lợi: Kết kiểm tra em thúc suy nghĩ nhiều đến việc chọn phương pháp giảng dạy có tâm để tìm cách giải ngắn gọn nhằm giúp em hiểu rèn luyện kĩ làm tập nội dung Hơn với kết nối mạng internet máy tính tạo điều kiện cho thu thập nhiều thông tin bổ ích phục vụ cho việc chọn đề tài đưa phương pháp giải cách nhanh chóng 3/ Những hạn chế, khó khăn : Bài tập hợp chất nhôm có nhiều dạng, ví dụ tập Al2O3 hay Al(OH)3 tác dụng với dung dịch axit hay dung dịch kiềm tập muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm ion [Al(OH)4] - tác dụng với dung dịch axit phạm vi đề tài nghiên cứu mình, tập trung hai dạng tập Đó tập muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm ion [Al(OH)4] - tác dụng với dung dịch axit Tuy có hai dạng tập với giả thiết khác nhau, yêu cầu khác làm cho học sinh khó khăn tìm hướng giải Thời gian dành cho tập trắc nghiệm vô ỏi ( khoảng 1,5 phút/câu) mà học sinh đọc đề, phân tích giả thiết, yêu cầu toán, viết tất phương trình hoá học xảy đặt phương trình đại số giải chắn không kịp.Từ gây mầt bình tĩnh xử lí tiếp tập lại quỹ thời gian ìt III CÁC BIỆN PHÁP ĐÃ TIẾN HÀNH ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ: Các toán dung dịch muối Al3+ dung dịch chứa ion [Al(OH)4] - phần lớn xoay quanh viêc tính toán lượng OH- hay H+ cần thiết để thu lượng kết tủa theo giả thiết ngược lại Sau xin trình bày phương pháp giải nhanh dạng tập sau: 1/ Dạng 1: BÀI TOÁN VỀ DUNG DỊCH CHỨA ION Al3+ TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH KIỀM Bước 1: Học sinh cần nắm vững Khi cho dung dịch kiềm vào dung dịch Al3+ có phương trình ion thu gọn sau: Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (1) Al(OH)3 +OH- → [Al(OH)4] - (2) Tù (1) (2) ta có: Al3+ + 4OH- → [Al(OH)4] - (3) Ngoài toán dạng kim loại kiềm (M) tác dụng với dung dịch muối Al3+ có thêm phương trình: 2M + 2H2O → 2MOH + H2 (4) Hay nung nóng kết tủa Al(OH)3 : 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O (5) Bước 2: Giáo viên phân tích để học sinh thấy rằng: + Từ (1) để có lượng kết tủa tối đa số mol OH- = số mol Al3+ + Từ (3) nOH = n  không kết tủa Al  + Với lượng kết tủa xác định mà giả thiết cho (ở đề bài) ta có trường hợp ( học sinh cần nhớ biểu thức đây) : Trường hợp 1: nOH (nhỏ ) cần lấy = n↓ (*)  Trường hợp 2: nOH (lớn ) = n  - n↓ (**) Al  Từ việc tính toán nhanh nhiều +Nếu dung dịch X chứa ion Al3+ ion H+ cho dung dịch kiềm ( chứa ion OH- ) vào X có trường hợp sau: a/Trường hợp 1: nOH (nhỏ ) cần lấy = n↓ + n H  b/ Trường hợp 2: nOH (lớn ) = n H + n Al - n↓   Bước 3: Hướng dẫn giải tập 3  (***) (****) Bài 1: Cho 400 ml dung dịch Al(NO3)3 1,5M tác dụng với V(lít) dung dịch NaOH 0,5M, lượng kết tủa thu 15,6gam Gía trị lớn V là: A 4,4 B 2,2 C 4,2 D 3,6 Cách giải: n Al 3 = 0,4.1,5 = 0,6 mol n↓ = 15,6 = 0,2 mol 78 Ta có PTHH sau: Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (1) Al(OH)3 +OH- → [Al(OH)4] - (2) Áp dụng (**) ta có: nOH = 4.0,6 – 0,2 = 2,2  Vdung dịch NaOH =  2,2 = 4,4 0,5 Ta chọn đáp án A Bài 2: Cho V lít dung dịch NaOH 0,3M vào 200 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M thu kết tủa keo trắng Nung kết tủa đến khối lượng lượng không đổi 1,02 gam rắn Giá trị V là: A 0,2 lít lít B 0,2 lít lít C 0,3 lít lít D 0,4 lít lít Cách giải: n Al 3 = 2.0,2.0,2 = 0,08 mol n Al2O = 1,02 = 0,01 mol 102 Ta có PTHH sau: Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 (1) Al(OH)3 +OH- → [Al(OH)4] - (2) t 2Al(OH)3  Al2O3 + 3H2O (4) 0,02 0,01 Giáo viên phân tích: Theo giả thiết có trường hợp + Vmax với nOH (lớn ) = n Al - n↓ = 4.0,08 – 0,02 = 0,3   Vdung dịch NaOH = 3 0,3 = lít 0,3 + Vmin với nOH (nhỏ ) = n↓ = 3.0,02 = 006   Vdung dịch NaOH = 0,06 = 0,2 lít 0,3 Ta chọn đáp án A Bài 3: : Cho mg Na tan hết 100ml dung dịch Al2(SO4)3 0,2M Sau phản ứng thu 0,78 gam kết tủa Giá trị m là: A 0,69 gam B 0,69 gam 3,45 gam C 0,69 gam 3,68 gam D 0,69 gam 2,76 gam Cách giải: n Al 3 = 0,1.0,2 2= 0,04 mol n↓ = 0,78 = 0,01 mol 78 Ta có PTHH sau: 2Na + 2H2O → 2Na+ + OH  + H2 ↑ (1) Al3+ + OH  → Al(OH)3 (2) Al(OH)3 + OH  → [Al(OH)4] - (3) Giáo viên phân tích: Theo giả thiết có trường hợp + Vmin với nOH (nhỏ ) = n↓ = 3.0,01 = 0,03 mol   nNaOH = nNa = 0,03  mNaOH = 0,03.23 = 0,69 gam + Vmax với nOH (lớn ) = n Al - n↓ = 4.0,04 – 0,01 = 0,15 mol  3  nNaOH = nNa = 0,15  mNaOH = 0,15.23 = 3,45 gam Ta chọn đáp án B Bài 4: Hòa tan 21 gam hỗn hợp gồm Al Al2O3 HCl dung dịch A 13,44 lít H2(ở đktc) Thêm V lít dung dịch NaOH 0,5M vào dung dịch A thu 31,2 gam kết tủa Giá trị V ? A 2,4 B 2,4 C D 1,2 Cách giải: Ta có PTHH sau: 2Al + 6H+ → Al 3 +3 H2 ↑ (1) Al2O3 + 6H+ → Al 3 + 3H2O (2) Al3+ + OH  → Al(OH)3 (3) Al(OH)3 + OH  → [Al(OH)4] - (4) Từ (1) nAl = 2.n H = 2.13,44 21  0, 4.27 = 0,4 mol  số mol Al2O3 = = 0,1 mol 3.22,4 102 n Al  (1) (2)= 0,4 + 2.0,1 = 0,6 mol n↓ = 31, = 0,4 mol 78 Giáo viên phân tích: Theo giả thiết có trường hợp + Vmin với nOH (nhỏ ) = n↓ = 3.0,4 = 1,2 mol   Vdung dịch NaOH = 1,2 = 2,4 lít 0,5 + Vmax với nOH (lớn ) = n Al - n↓ = 4.0,6 – 0,4 = mol   Vdung dịch NaOH = 3 = lít 0,5 Ta chọn đáp án B Bài 5: Cho 46,95 gam hỗn hợp X gồm K Ba tác dụng với dung dịch AlCl3 dư, thu 19,50 gam kết tủa Phần trăm khối lượng K X là: A 24,92% B 12,46% C 75,08% D 87,54% Cách giải: n↓ = 19,5 = 0,25 mol 78 Gọi x, y số mol K Ba hỗn hợp X Từ giả thiết: 39x + 137y = 46,95 (*) Ta có PTHH sau: 2K + 2H2O → 2KOH + H2 (1) Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 (2) Al3+ + OH  → Al(OH)3 (3) Từ (1) (2) ta có: số mol OH- = x +2y Mà nOH (nhỏ ) = n↓  x + 2y = 0,25 (**)  Giải hệ phương trình (*) (**) ta có : x = 0,15; y = 0,3 10