Phương pháp giải bài tập hóa học nhanh

  • 6 trang
  • file .pdf
Phương pháp giải bài tập hóa học
I. Cách giải bài tập lý thuyết:
Bài tập lý thuyết thường đưa ra những câu hỏi dưới dạng lý thuyết xoay quanh
những kiễn thức cơ bản ở THCS về các khái niệm hóa học, thành phần cấu tạo, tính
chất và ứng dụng của các loại chất vô cơ và một số chất hữu cơ.
1. Kiểu bài tập "Viết các PTPU, thực hiện các biến hóa":
a. Kiểu bài đơn giản nhất: "Cho biết công thức hóa học của các chất tham gia và tạo
thành sau phản ứng":
Ví dụ:
HgO ---> Hg + O2
Zn + HCl ---> ZnCl2 + H2
P + O2 ---> P2O5
Al + HCl ---> AlCl3 + H2
Thực chất loại bài tập này là rèn luyện kỹ năng cân bằng phản ứng. Đối với học
sinh THCS, đặc biệt là lớp 8 chúng ta khó có thể đưa để và giới thiệu với học sinh về
một cách cân bằng phương trình nào đó theo các phương pháp thông thường. Do vậy
học sinh THCS thường rất lúng túng và mất nhiều thời gian thậm chỉ là để học thuộc
hệ số đặt trước công thức hóa học của các chất trong một phương trình hóa học nào
đó.
Chúng tôi xin giới thiệu một cách viết phương trình đơn giản và có thể dùng để hoàn
thành hầu hết phương trình hóa học có trong chương trình phổ thông theo các bước
sau:
+ Tìm công thức hóa học của hợp chất nào có số nguyên tử lẻ cao nhất và công thức
phức tạp nhất trong phương trình đó (Tạm gọi đó là chất A).
+ Làm chẵn các hệ số của A bằng các hệ số 2, 4, ... (Nếu dùng hệ số 2 chưa thỏa mãn
thì dùng các hệ số chẵn cao hơn).
+ Cân bằng tiếp các hệ số còn lại trong phương trình (Các đơn chất thực hiện cuối
cùng).
Thí dụ, trong 4 phương trình nêu trên thì A lần lượt là HgO, HCl, P2O5, AlCl3 với các
hệ số đứng đầu đều là 2.
Các thí dụ khác:
Cân bằng: FeS2 + O2 ---> Fe2O3 + SO2
Chất Fe2O3 là chất A vì trong công thức có 3 nguyên tử O, lẻ và phức tạp hơn so với
công thức FeS2 và SO2 (có 1 nguyên tử Fe hoặc S)
Vậy ta cần làm chẵn hệ số của Fe2O3 là 2. Từ đó suy ra hệ số của các chất còn lại.
Cân bằng: KMnO4 + HCl ---> KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Chất A là KMnO4 vì tuy các chất KMnO4, HCl, KCl đều có 2 nguyên tố có số nguyên
tử lẻ nhưng công thức KMnO4 phức tạp hơn.
Vậy ta cần làm chẵn hệ số của KMnO4 là 2 ---> Hệ số của KCl, MnCl2 và H2O --->
Các hệ số còn lại.
Cân bằng: HCl + MnO2 ---> MnCl2 + Cl2 + H2O
Chất A là HCl với hệ số là 4 (Nếu dùng hệ số 2 sẽ không thỏa mãn do vế phải đã có ít
nhất 4 nguyên tử Cl)
Có thể gặp hai trường hợp không thích ứng với cách làm trên: Cân bằng một số phản
ứng oxi hóa khử phức tạp hoặc một vài phương trình mà bản thân chất A không cần
thêm các hệ số chẵn vào nữa, song dạng này là không nhiều.
b. Kiểu bài tập cơ bản: "Viết phương trình phản ứng khi cho biết các chất tham
gia phản ứng".
Ví dụ:
H2SO4 + Ba(NO3)2 --->
HCl + AgNO3 --->
Trước hết cần tìm hiểu chất tham gia phản ứng thuộc loại chất nào đã học, đối
chiếu với kiến thức lý thuyết để dự đoán sản phẩm phải thuộc loại chất nào (Tạo ra
muối mới và axit mới). Căn cứ vào thành phần chất tham gia phản ứng để khẳng định
thành phần chất tạo thành sau phản ứng.
Ở mức độ cao hơn cần xử lý tình huống như phải lựa chọn chất tham gia phản ứng
thích hợp, xét đến điều kiện để phản ứng xẩy ra được hoặc phản ứng xẩy ra được
hoàn toàn. Ví dụ:
Ba(NO3)2 + X ---> BaSO4 + Y
Chất X có thể là một hợp chất tan có gốc sunfat trong phân tử. Còn trường hợp:
Na2SO4 + X ---> NaCl + Y
thì X phản là một muối clorua tan và Y phải là một muối sunfat không tan nên cần
phải lựa chọn một kim loại phù hợp sao cho muối clorua của kim loại đó (X) tan được
còn muối sunfat của chính kim loại đó phải không tan, ví dụ Ba: BaCl2 (X) và BaSO4
(Y).
Hoặc trong trường hợp CaCO3 + X ---> Ca(NO3)2 + ...
thì X thỏa mãn duy nhất là HNO3 vì CaCO3 không tan.
c. Kiểu bài tập: "Thực hiện quá trình biến hóa"
Ví dụ: Viết các phương trình phản ứng để thực hiện các biến hóa sau:
Fe ---> FeCl3 ---> Fe(OH)3 ---> Fe2O3
FeCl2 ---> Fe(OH)2 ---> FeSO4
hay:
Tinh bột ---> Glucozo ---> Rượu etylic ---> Axit axetic
Thực hiện theo các bước sau:
+ Đánh số các mũi tên rồi viết lại thành các PTPU riêng biệt:
Fe ---> FeCl3 (1)
FeCl3 ---> Fe(OH)3 (2)
Fe(OH)3 ---> Fe2O3 (3)
và:
(C6H10O5)n ---> C6H12O6 (1)
C6H12O6 ---> C2H5OH (2)
C2H5OH ---> CH3COOH (3)
Phần viết trên sẽ là rất nhanh vì mỗi mũi tên ứng với một PTPU, trong đó sản phẩm
của phản ứng trên là chất tham gia của phản ứng dưới. Viết ra khoảng giữa để bổ
sung các chất còn lại, phương trình nào khó chưa làm được thì để lại làm sau.
+ Phần còn lại chỉ là việc giải quyết theo các dạng bài đã trình bầy ở trên.
2. Kiểu bài tập "Xét các khả năng phản ứng có thể xẩy ra":
Ví dụ: Cho các chất: HCl, NaOH, BaSO4, MgCO3, K2CO3, Cu(NO3)2. NHững chất
nào tác dụng được với nhau? Viết PTPU.
+ Trước hết cần xét xem các loại chất trên thuộc loại hợp chất nào đã học và xếp
chúng vào các nhóm riêng biệt:
1. HCl
2. NaOH
3a. BaSO4, MgCO3
3b. K2CO3, Cu(NO3)2
+ Dựa vào tính chất của các loại hợp chất để chỉ xem xét các khả năng có thể xẩy ra
phản ứng giữa các chất trong các nhóm sau:
* Nhóm 1 với nhóm 2
* Nhóm 1 với nhóm 3a, 3b
* Nhóm 2 với nhóm 3b
* Các chất trong nhóm 3b với nhau
+ Dựa vào khả năng phản ứng của từng chất cụ thể trong các nhóm, thu hẹp các khả
năng có thể xẩy ra được phản ứng trong các cặp chất nói trên và viết được:
HCl + NaOH --->
HCl + MgCO3 --->
HCl + K2CO3 --->
NaOH + Cu(NO3)2 --->
K2CO3 + Cu(NO3)2 --->
+ Tiếp tục hoàn thành các PTPU trên.
Làm như trên, học sinh sẽ rèn được thói quen phân tích, xử lý một cách khoa học và
nhanh nhất. Cách giải quyết này càng có hiệu quả khi đầu bài cho nhiều chất thuộc
nhiều loại hợp chất khác nhau, kể cả lần các chất hữu cơ và vô cơ, đơn chất và hợp
chất.
3. Kiểu bài tập "Nhận biết các chất":
Ví dụ 1: Hai chất sau đây đựng riêng biệt trong hai ống nghiệm CaO và P2O5. Làm thế
nào để nhận biết hai chất đó? Viết PTPU.
+ Phân tích để hiểu và tìm dấu hiệu khác nhau của hai chất đã cho:
CaO: Oxit bazo, tan được, tác dụng với H2O tạo thành bazo.
P2O5: Oxit axit, tác dụng với H2O tạo thành axit
+ Thực hiện theo định hướng: Cho tác dụng với H2O và thử môi trường bằng quỳ tím.
Ví dụ 2: Trình bầy phương pháp để nhận biết ba kim loại Al, Fe, Cu. Viết các PTPU.
Ngoài cách làm như trên, có thể phân tích và xây dựng sơ đồ để lựa chọn đường đi
ngắn và hợp lý nhất (Có thể chỉ cần phân tích trong giấy nháp, còn nếu đề bài chỉ yêu
cầu viết sơ đồ mà không cần PT cụ thể thì càng thuận lợi) sau đó sẽ trình bầy cách
nhận biết từng chất và kết hợp viết PTPU minh họa.
Sơ đồ nhận biết:
+ Dùng NaOH, tan là Al, không tan là Fe hoặc Cu
+ Dùng tiếp HCl, tan là Fe, không tan là Cu.
Ví dụ 3: Trình bầy PPHH để nhận biết các khí CO2, C2H4, CH4
Thông thường các chất hữu cơ hoạt động kém hơn, chỉ tác dụng với một số chất nào
đó, vì thế cần nhận biết trước hết các chất vô cơ rồi nhận biết các chất hữu cơ còn
lại tương tự như phần trên.
Trong khi trình bầy cần ngắn gọn, thuyết phục bằng cách thực hiện rõ ràng, chuẩn
xác, kết luận mang tính khẳng định, nên dựa vào dấu hiệu có chứ không phải dấu hiệu
loại trừ:
+ Lần lượt cho từng khí sục vào dd nước vôi trong. Có một chất khí làm nước vôi
trong vẩn đục, tạo kết tủa trắng trong dd là CO2 (Không nên nói Chất nào... thay cho
Có một chất khí)
CO2 + Ca(OH)2 ---> CaCO3 + H2O
+ Lần lượt cho hai khí còn lại sục vào dd Br2 loãng. Có một chất khí làm dd Br2 mất
mầu, đó là C2H4
C2H4 + Br2 ---> C2H4Br2
+ Chất khí còn lại là CH4.
4. Kiểu bài tập tách một chất ra khỏi hỗn hợp:
Ví dụ 1: Có hỗn hợp bột kim loại Fe và Cu. Trình bầy PP tách riêng từng kim loại và
các phản ứng đã dung
Lập sơ đồ tách:
+ Dùng H2SO4 loãng tách Cu.
+ Dùng Zn đẩy Fe ra khỏi FeSO4.
Đây là loại bài tập đòi hỏi sự chuẩn xác cao (thu được sản phẩm khá tinh khiết và
không bị mất mát nhiều). Với đối tượng học sinh khá, giỏi thì nên làm chính xác, triệt
để hơn. Nếu thực hiện như trên thì Fe thu được sẽ lẫn Zn mà không được xử lý hay có
những phản ứng phụ do dung dư lượng hoá chất đã không được xét đến, có thể dễ
làm sai lạc kết quả.
Sơ đồ chính xác hơn:
+ Dùng HCl tách Cu.
+ Cho bột Al dư vào dung dịch hỗn hợp FeCl2 và HCl, xử lý hỗn hợp Al, Fe bằng
NaOH
Dùng HCl sẽ dễ viết PU hơn và lớp 8 cũng mới học phản ứng của Al với kiềm.
Ví dụ 2: Nêu PPHH làm sạch các khí:
- Mêtan lẫn etilen.
- Etilen lẫn khí CO2.
- Metan lẫn axetilen.
Thực ra đây cũng là bài tập tách các chất ra khỏi nhau nhưng chỉ lấy một chất chính
còn loại bỏ chất kia. Lấy trường hợp đầu làm ví dụ, có thể trình bầy như sau: Dẫn hh
khí đi qua dung dịch Br2 dư, etilen bị giữ lại trong dd:
CH2=CH2 + Br2 ---> CH2Br-CH2Br
Khí còn lại là CH4.
5. Kiểu bài tập điều chế các chất:
Ví dụ 1. Từ vôi sống CaO làm thế nào điều chế được CaCl2, Ca(NO3)2. Viết các
PTPU xẩy ra?