định hướng chung cho quá trình giải toán hóa học

A. Lời mở đầu
Với hình thức thi trắc nghiệm hiện nay, việc chọn phương án tối ưu để thực hiện
giải các bài toán hóa học là giải pháp cần thiết. Trong quá trình giảng dạy cần có định
hướng rõ cách thức giải 1 bài toán dưới hình thức trắc nghiệm là khác biệt so với giải tự
luận, với số điểm 0,2/câu không phân biệt là câu giải toán hay câu lý thuyết học sinh cần
xác định đúng hướng nhanh nhất của bài toán để áp dụng.
Tôi xin trình bày 1 số phân tích cụ thể với các hướng tối ưu với các bài toán hóa
học cụ thể, với hy vọng góp phần tạo nên 1 định hướng chung cho quá trình giải toán hóa
học. Điều quan trọng nhất là các vấn đề đề cập trong giải toán hóa học nhấn mạnh tư duy
hóa học, không lạm dụng toán học can thiệp vào các bài tập trắc nghiệm hóa học.
B. Phân tích cụ thể một số bài toán
Bài 1.
Cho 15,6 gam hỗn hợp hai ancol đơn chức, kế tiếp nhau trong dãy đồng đẳng tác dụng hết
với 9,2 gam Na, thu được 24,5 gam chất rắn. Hai ancol đó là :
A. CH
3
OH ; C
2
H
5
OH B. C
2
H
5
OH ; C
3
H
7
OH
C. C

3
H
5
OH ; C
4
H
7
OH D. C
3
H
7
OH ; C
4
H
9
OH
* Học sinh thường nhầm là Na phản ứng vừa đủ vì đề bài ra ancol tác dụng hết với
9,2g Na do đó thường giải sai theo 2 tình huống sau : tính theo Na (đáp án A), áp dụng
tăng giảm khối lượng tính khối lượng rượu bằng khối lượng chất rắn sau trừ đi khối lượng
rượu ban đầu (đáp án A). Trong cả 2 tình huống đó vẫn đều có đáp án A.
Chính xác, áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính khối lượng Hydro, sau đó
tính số mol ancol theo số mol hydro. Chú ý bài tập này là không thể tính toán theo đại
lượng ban đầu vì ta chưa thể xác định chất phản ứng hết là gì. Việc áp dụng BTKL trong
bài tập này đơn giản, định hướng cho học sinh cách quan sát hiện tượng hóa học theo cách
tổng quát, không bị chi phối bởi các phản ứng đơn lẻ mà dẫn đến sai bản chất.
Bài 2.
Đun nóng 15,4 gam hỗn hợp khí X (metan, hydro, 1 ankin) với xúc tác Ni, thu được hỗn
hợp khí Y. Cho hỗn hợp Y tác dụng với dung dịch Brom dư, thu được 6,048 lít hỗn hợp
khí Z (đktc) có tỉ khối so với hidro bằng 8. Độ tăng khối lượng dung dịch Brom là :
A. 0,82 gam B. 1,62 gam C. 4,6 gam D. 2,98 gam

* Nếu học sinh thực hiện theo cách gọi công thức ankin, tiến hành các bước thí
nghiệm, trình bày các phương trình phản ứng để có các sản phẩm cho Y và Z thì bài toán
rất dài dòng.
Với nhận xét sau đây khi quan sát chung cho cả quá trình, kết quả cần tìm ở đây là
khối lượng chất tham gia phản ứng với brom, hoàn toàn không liên quan gì đến metan hay
hidro. Thứ 2 cần nhận xét đến sự thay đổi của X,Y,Z, cụ thể ở đây là sự thay đổi về khối
lượng. Ta có :
Theo định luật BTKL :
Khối lượng X = khối lượng Y = khối lượng Z + khối lượng bình brom tăng.
Khối lượng bình brom tăng = khối lượng X - khối lượng Z = 5,14 - M
Z
.8.2 = 0,82gam.
Bài 3.
Cho 3,06gam hỗn hợp K
2
CO
3
và MgCO
3
tác dụng với dung dịch HCl thu được V lít khí
(đktc) và dung dịch X. Cô cạn dung dịch X được 3,39 gam muối khan. Giá trị V (lít) là :
A. 0,224 B. 0,448 C. 0,336 D. 0,672
* Thông thường, học sinh đặt ẩn số mol mỗi muối là x, y, sau đó lập hệ 2 phương
trình 2 ẩn và tính được V.
Trong bài toán này có nhận xét : CO
3
2-
-----> 2 Cl
-
60g----------71g

Như vậy khối lượng muối hình thành tăng 11 gam/mol, ta có :
Khối lượng muối tăng = 11.số mol CO
2
= 3,39 – 3,06
---------> số mol CO
2
= 0,03 mol.
Cách nhận xét sự tăng giảm khối lượng mỗi mol muối để tính khối lượng khí CO
2
làm đơn giản hóa bài toán, không cần viết ptpu cũng như phải lâpj hệ phương trình và tính
toán cồng kềnh, bên cạnh đó học sinh sẽ hiểu rõ ràng sự bảo toàn khối lượng trong phản
ứng hóa học.
Bài 4.
Hòa tan hoàn toàn 2,81gam hỗn hợp gồm Fe
2
O
3
, MgO, ZnO trong 500ml dung dịch H
2
SO
4
0,1M vừa đủ. Sau phản ứng, hỗn hợp muối sunfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có
khối lượng là :
A. 7,71gam B. 6,91gam C. 7,61gam D. 6,81gam
* Cách giải thông thường với cách giải gọi 3 ẩn số và lập hệ phương trình sẽ mất
thời gian và không thích hợp cho thi trắc nghiệm. Với bài toán này sẽ có nhận xét sau giúp
đơn giản bài giải :
Khi chuyển Oxit -----> muối thì số mol Oxi trong oxit = số mol SO
4
2-

Do đó : Khối lượng tăng = 0,05.(96-16) = 4,0 gam
-----> Khối lượng muối = khối lượng oxit + khối lượng tăng = 6,81 gam.
Bài 5.
Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm x mol FeS
2
và y mol Cu
2
S vào axit HNO
3
vừa đủ thu được
dung dịch X chỉ chứa 2 muối sunfat và khí duy nhất NO. Tỉ số x/y là :
A. 6/5 B. 2/1 C. 1 /2 D. 5/6
* Nhận xét : S đã chuyển hết thành SO
4
2-
2FeS
2
-------> Fe
2
(SO
4
)
3
; Cu
2
S ------> 2CuSO
4
x 0,5x y 2y
Theo bảo toàn nguyên tố với S : 2x + y = 3.0,5x + 2y -------> x/y = 2/1.
Bài 6.

Tiến hành cracking ở nhiệt độ cao 5,8gam butan. Sau một thời gian thu được hỗn hợp khí
X gồm CH
4
, C
2
H
6
, C
2
H
4
, C
3
H
6
và C
4
H
10
. Đốt cháy hoàn toàn X trong khí oxi dư, rồi dẫn
toàn bộ sản phẩm sinh ra qua bình đựng H
2
SO
4
đặc. Độ tăng khối lượng bình H
2
SO
4
đặc
là :

A. 9,0gam B. 4,5gam C. 18,0gam D. 13,5gam
* Khối lượng bình H
2
SO
4
đặc tăng lên chính là khối lượng của H
2
O bị hấp thụ.
Theo bảo toàn nguyên tố với H : số mol H
2
O = 1/ 2 số mol H = 5. số mol C
4
H
10
= 0,5.
Bài 7.
Chia hỗn hợp X gồm 2 kim loại có hóa trị không đổi thành 2 phần bằng nhau. Phần 1 hòa
tan hoàn toàn bằng dung dịch HCl dư thu được 1,792 lít H
2
(đktc). Phần 2 nung trong
không khí dư, thu được 2,84 gam hỗn hợp rắn chỉ gồm các oxit. Khối lượng hỗn hợp X là
A. 1,56gam B. 1,8gam C. 2,4gam D. 3,12gam
* Nhận xét : Tổng số mol điện tích ion dương của 2 kim loại trong 2 phần bằng
nhau nên tổng số mol điện tích ion âm trong 2 phần cũng bằng nhau (theo định luật bảo
toàn điện tích) O
2-
<---------> 2Cl
-
Mặt khác : số mol Cl
-

= số mol H
+
= 2.số mol H
2
= 0,08 mol.
------> số mol O trong oxit = 0,04 mol
Trong 1 phần : Khối lượng kim loại = Khối lượng oxit – khối lượng oxi = 1,56gam.
Vậy khối lượng hỗn hợp X = 2.1,56 = 3,12gam.
Bài 8.
Thay đổi dữ kiện đề bài ở bài số 5, cho y = 0,045 mol, tính x?
A. 0,045 B. 0,09 C. 0,135 D. 0,18
* Cách 1 : Nếu làm theo bài 5 -----> x =0,09.
* Cách 2 : áp dụng bảo toàn nguyên tố : Fe
3+
: x mol ; Cu
2+
: 0,09 mol ; SO
4
2-
: x+0,045
áp dụng định luật bảo toàn điện tích : 3x + 2.0,09 = 2.(x+0,045) -----> x = 0,09
Bài 9.
Để hòa tan hoàn toàn 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe
3
O
4
, Fe
2
O
3

cần vừa đủ 700ml
dung dịch HCl 1M thu được dung dịch X và 3,36 lít H
2
(đktc). Cho NaOH dư vào dung
dịch X rồi lấy toàn bộ kết tủa thu được đem nung nóng trong không khí đến khối lượng
không đổi thì lượng chất rắn thu được là:
A. 8gam B. 16gam C. 24gam D. 32gam
* Với cách giải thông thường ta viết 7 phương trình hóa học, sau đó đặt ẩn số rồi
lập hệ phương trình và giải.
áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có : Fe + 2HCl -----> FeCl
2
+ H
2
Số mol HCl hòa tan Fe = 2.số mol H
2
= 0,3
---------> Số mol HCl hòa tan các oxit = 0,7 – 0,3 = 0,4
Theo định luật bảo toàn điện tích :
Số mol O trong oxit = 1/ 2 số mol Cl
-
= 0,2
Khối lượng Fe trong X = khối lượng oxit – khối lượng oxi = 16,8gam
2 Fe (trong X) ----------> Fe
2
O
3
. Suy ra số mol Fe
2
O
3

= 0,15 mol.
Bài 10.
Hoà tan hoàn toàn 19,2 gam Cu bằng dung dịch HNO
3
, toàn bộ lượng khí NO (sản phẩm
khử duy nhất) thu được đem oxi hoá thành NO
2
rồi chuyển hết thành HNO
3
. Thể tích khí
oxi (đktc) đã tham gia vào quá trình trên là
A. 2,24 lít. B. 4,48 lít. C. 5,6 lít D. 6,72 lít.
Cách 1: Giải thông thường:
Cu
19,2
n = =0,3(mol)
64
3Cu + 8HNO
3

→
3Cu(NO
3
)
2
+ 2NO↑ + 4H
2
O
0,3
→

0,2 (mol)
(1)
2NO + O
2

→
2NO
2
0,2
→
0,1
→
0,2
(2)
4NO
2
+ O
2
+ 2H
2
O
→
4HNO
3
0,2
→
0,05
(3)
2
O

n =
0,1 + 0,05 =0,15 (mol) ⇒ V= 0,15×22,4 = 5,6 lít ⇒ Đáp án C
Cách 2: áp dụng phương pháp bảo toàn e
Nhận xét :
Xét toàn bộ quá trình :
+ Nitơ coi như không có sự thay đổi số oxi hoá (HNO
3

ban đầu

→
HNO
3
)