CHUYÊN ĐỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA LỚP 9

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TAM ĐẢO
TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TAM ĐẢO
----------

CHUYÊN ĐỀ HỌC SINH GIỎI
MÔN HÓA HỌC LỚP 9
Tên chuyên đề:
“BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC”

Giáo viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Anh
Tổ chuyên môn: Khoa học tự nhiên
Trường THCS Tam Đảo – Tam Đảo – Vĩnh Phúc

Năm học 2015-2016


CHUYÊN ĐỀ
“BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC”
A. ĐẶT VẤN ĐỀ
1. Lý do chọn chuyên đề
1.1. Lý do về mặt lí luận
Trước xu thế đổi mới nước ta hiện nay, đã và đang tiến hành công cuộc công
nghiệp hóa - hiện đại hóa, thúc đẩy mạnh mẽ sự phát triển nền kinh tế - xã hội của
đất nước. Vấn đề “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” luôn
được chú trọng hàng đầu, nghị quyết của BCH TƯ khẳng định: "Giáo dục và đào
tạo là quốc sách hàng đầu", "đầu tư cho giáo dục là đầu tư cho sự phát triển, được
ưu tiên đi trước trong các chương trình, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội". Một
trong những trọng tâm là "đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo đáp ứng
nhu cầu CNH-HĐH trong điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa
và hội nhập quốc tế". Phương hướng giáo dục của Đảng, Nhà nước và của ngành
giáo dục & đào tạo trong thời gian trước mắt cũng như lâu dài, làm sao đào tạo ra

những con người “Lao động, tự chủ, sáng tạo” có năng lực thích ứng với nền kinh
tế thị trường, có năng lực giải quyết vấn đề, năng động, linh hoạt và có sức sáng
tạo.
Để bồi dưỡng cho học sinh năng lực sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề, lý
luận dạy học hiện đại khẳng định: Cần phải đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt
động nhận thức, hoạt động dạy học. Học sinh bằng hoạt động tự lực, tích cực của
mình mà chiếm lĩnh kiến thức . Quá trình này được lặp đi lặp lại nhiều lần sẽ góp
phần hình thành và phát triển cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo.
Tăng cường tính tích cực phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh trong quá
trình học tập là một yêu cầu rất cần thiết, đòi hỏi người học tích cực, tự lực, tự giác
tham gia sáng tạo trong quá trình nhận thức. Bộ môn Hoá học ở phổ thông có mục
đích trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, bao gồm các kiến thức về cấu
tạo, phân loại, tính chất, ứng dụng và phương pháp điều chế chất. Bên cạnh đó, còn
rèn cho học sinh các kỹ năng thực hành, kỹ năng tìm tòi, khám phá, vận dụng giải
các bài tập khắc sâu kiến thức, vận dụng giải thích các hiện tượng thực tiễn.
Chính vì vậy, ngoài hệ thống kiến thức về lý thuyết thì hệ thống bài tập hóa
học giữ một vị trí và vai trò rất quan trọng trong việc dạy và học Hóa học ở trường
phổ thông nói chung, đặc biệt là ở lớp 9 trường THCS nói riêng. Bài tập hoá học là
công cụ rất đắc lực giúp người giáo viên kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học
sinh. Từ đó, phân loại học sinh để có kế hoạch dạy học, bồi dưỡng sát với đối
tượng. Ngay cả bản thân học sinh cũng tự nhận thấy mức độ nhận thức qua kĩ năng
giải bài tập của mình, qua tư duy logic dần thấy rõ bản chất của các sự vật hiện
tượng.


1.2. Lí do về mặt thực tiễn
Trong quá trình dạy học Hóa học, để học sinh nắm vững nội dung, chương
trình Hoá học phổ thông nói chung, nội dung, chương trình Hóa học lớp 9 - THCS
nói riêng, thì ngoài việc giúp cho học sinh có nhãn quan khoa học thông qua quan
sát, nhận biết, làm thí nghiệm; khả năng liên hệ vận dụng thực tiễn, thì cần giúp các

em nắm vững các bài tập hoá học của từng chương, từng mảng kiến thức, biết cách
khai thác và có phương pháp thích hợp để vận dụng cho hiệu quả.
Tuy nhiên, trong chương trình SGK Hóa học lớp 9 chủ yếu là giới thiệu cho
học sinh khái niệm, phân loại, tính chất chung của các dạng chất (các loại hợp chất
vô cơ, hữu cơ, đơn chất kim loại và phi kim); giới thiệu một số đại diện cơ bản..
Đây mới chỉ là những kiến thức mang tính chung chung, mang đậm tính hình thức
mà chưa đầy đủ về bản chất, chưa đi sâu vào những chi tiết, cụ thể. Chính vì điều
đó khi học sinh vận dụng kiến thức lí thuyết vào giải bài tập còn gặp nhiều lúng
túng, chưa thành thạo trong việc tìm ra phương pháp giải quyết, thường hay mắc
phải những sai lầm, nhất là những bài tập khó, những đề thi HSG.
Để thực hiện nhiệm vụ nâng cao chất lượng đại trà, cũng như chất lượng đội
tuyển học sinh giỏi, ngoài việc trang bị cho các em kiến thức, vận dụng những dạng
toán cơ bản, bên cạnh đó cần hướng dẫn các em tiếp xúc với các kiến thức và bài
tập nâng cao, vận dụng linh hoạt trong giải các bài toán, nhất là những tính chất hóa
học đặc biệt của các chất, những bẫy thường mắc phải trong giải toán…Giúp các
em hiểu sâu sắc bản chất, đặc thù của bộ môn.
Trong các bài toán khó, học sinh thường dễ mắc những sai lầm có những bài
toán liên quan đến kiến thức về kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, bởi nó
diễn ra theo nhiều chiều hướng khác nhau tùy thuộc vào các chất tham gia phản
ứng…Những bài toán này không chỉ dành cho HSG môn Hóa học 9 mà rất phổ
biến trong chương trình Hóa học cấp III, thi ĐH - CĐ.
Qua thực tế giảng dạy nhiều năm môn Hóa học cũng như công tác bồi dưỡng
học sinh giỏi, đã từ lâu tôi luôn trăn trở về việc xây dựng cho học sinh các dạng
toán và phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric,
để cho học sinh vận dụng thành thạo và khắc sâu được kiến thức cơ bản, đồng thời
phát huy tính tư duy sáng tạo, linh hoạt, có cái nhìn tổng quan trong việc giải quyết
những bài toán về kiến thức này, đồng thời mở rộng ra những mảng kiến thức khác.
Từ những vấn đề trên, bằng sự tích lũy cá nhân, với mong muốn góp phần
vào việc tìm tòi phương pháp dạy học thích hợp, tôi mạnh dạn chọn đề tài "Bài
toán kim loại với dung dịch axit nitric" nhằm củng cố vững chắc hơn kiến thức, kỹ

năng cho học sinh đội tuyển học sinh tham gia các kỳ thi HSG cấp huyện, cấp tỉnh,
tạo tiền đề cho học sinh học tốt hóa học bậc THPT, ôn thi vào CĐ – ĐH trong
những giai đoạn học tập tiếp theo.
2. Mục đích của chuyên đề


Nghiên cứu nhằm mục đích nâng cao chất lượng bồi dưỡng kỹ năng giải toán
hóa học cho học sinh giỏi lớp 9 dự thi cấp huyện và cấp tỉnh.
Khi nghiên cứu về các phương pháp giải bài toán kim loại tác dụng với dung
dịch axit nitric nhằm giúp cho giáo viên, cũng như học sinh nắm vững, sử dụng
thành thạo, linh hoạt, xử lý nhanh các bài toán định lượng liên quan đến phản ứng
kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric nói riêng và các bài toán hóa học nói
chung. Có cái nhìn tổng quan, toàn diện khi giải toán, vận dụng và nâng cao tính
toán, biện luận hóa học.
3. Nhiệm vụ của chuyên đề
Trên thực tế cho thấy, Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm nghiên cứu
về các chất và các quá trình biến đổi chất. Mà mỗi chất đều có tính chất khác nhau,
quá trình biến đổi cũng rất đa dạng và phong phú, do vậy trong quá trình giải quyết
các bài tập vận dụng cũng phải rất linh hoạt, áp dụng các phương pháp phù hợp cho
từng trường hợp. Cụ thể, nhiệm vụ ở đây cần đặt ra là tìm ra những phương pháp
thích hợp khi giải bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric. Để làm được
điều đó, đầu tiên cần tìm hiểu rõ tính chất của kim loại tác dụng với dung dịch axit
nitric, những sản phẩm nào có thể sinh ra, thấy được sự khác biệt khi kim loại tác
dụng với các dung dịch axit khác. Sau đó tìm hiểu các phương pháp giải quyết cho
những bài toán này, rồi lựa chọn các phương pháp phù hợp nhất, nhanh nhất, ngắn
gọn nhất và phải phù hợp với đối tượng và mức độ nhận thức của học sinh. Từ đó
mà có biện pháp bồi dưỡng tốt nhất.
4. Đối tượng và khách thể của chuyên đề
4.1. Đối tượng của chuyên đề
Nghiên cứu các phương pháp giải phù hợp khi gặp các bài toán định lượng

kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (giới hạn trong phạm vi kiến thức tính
chất hóa học của axit nitric tác dụng với kim loại thông thường).
4.2. Khách thể của chuyên đề
Là học sinh đội tuyển hóa học lớp 9 tham gia dự thi học sinh giỏi cấp huyện
và cấp tỉnh.
5. Phạm vi chuyên đề
Do hạn chế về thời gian nên đề tài này chỉ giới hạn trong phạm vi trường
THCS Tam Đảo - huyện Tam Đảo - tỉnh Vĩnh phúc, cụ thể là áp dụng đối với học
sinh trong đội tuyển HSG môn Hóa học 9 dự thi học sinh giỏi cấp huyện và cấp
tỉnh. Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài chỉ nghiên cứu một số phương pháp để giải
các bài toán định lượng kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (đối với những
kim loại thông thường).
Đề tài được thực hiện từ năm 2013 đến nay:
- Năm học 2013- 2014 trực tiếp giảng dạy và bồi dưỡng đội tuyển học sinh
giỏi tại trường, trong quá trình nghiên cứu giảng dạy nảy sinh vấn đề nghiên cứu


rồi từ đó thu thập thông tin, tài liệu, bước đầu xây dựng ở mức độ thử nghiệm đối
với đối tượng học sinh mình giảng dạy.
- Năm học 2014- 2015 hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng
dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi.
6. Phương pháp nghiên cứu của chuyên đề
Trong đề tài này tôi đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như:
Phân tích lý thuyết, điều tra cơ bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm và sử dụng một
số phương pháp thống kê toán học trong việc phân tích kết quả thực nghiệm sư
phạm v.v...
Tham khảo các tài liệu đã được biên soạn, phân tích hệ thống các dạng bài
toán hoá học thường gặp khi kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (chủ yếu là
các bài toán định lượng).
Thu thập các phương pháp thường hay sử dụng khi giải các bài toán hóa học.

Bước đầu bản thân tự vận dụng để giải quyết trong phạm vi các bài toán kim loại
tác dụng với dung dịch axit nitric, bước đầu đánh giá những mặt ưu điểm và hạn
chế bằng kinh nghiệm giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi có được. Xác định thời
lượng cho mỗi mảng kiến thức.
Trao đổi chuyên môn trong tổ, nhất là những giáo viên cùng phân môn.
Tham khảo những ý kiến của giáo viên trong và ngoài huyện để định hình, thiết kế
và thực hiện ý tưởng.
Trên cơ sở đó tôi đã vận dụng vào thực tiễn giảng dạy theo từng bài toán nhỏ
lẻ, rồi theo từng dạng, từng phân mảng kiến thức với mức độ tăng dần cho học sinh.
Triển khai kiểm tra đánh giá kết quả, điều chỉnh, xác định phương hướng ở các
bước tiếp theo.
7. Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 05 tiết
B. NỘI DUNG
1. Thực trạng của vấn đề
Trong thực tế giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm tôi thấy rằng,
khi học sinh gặp những bài toán về kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric
thường rất lúng túng, hoặc hay mắc phải sai lầm, không tìm ra phương pháp giải
quyết. Điều đó thể hiện ở những vấn đề sau:
- Những kiến thức về tính chất kim loại khi tác dụng với dung dịch axit nitric
rất phức tạp, không chỉ thuần túy như khi kim loại tác dụng với các dung dịch axit
khác là sản phẩm tạo muối và giải phóng ra khí hiđro, mà xảy ra theo nhiều chiều
hướng khác nhau, thể hiện các mức oxi hóa khác nhau tùy theo điều kiện phản ứng
và tương quan tính oxi hóa – khử của các chất tham gia phản ứng, đôi khi có các
phản ứng liên tiếp xảy ra, có nhiều phản ứng xảy ra đồng thời,… Khi học sinh chỉ


biết những kiến thức chung chung, không thấy rõ được những trường hợp đặc biệt
của nó (ví dụ: phản ứng của kim loại với dung dịch axit nitric thường không giải
phóng ra khí hiđro mà là các sản phẩm khử của N +5; một số kim loại bị thụ động
trong axit nitric đăc nguội; phản ứng của Fe với axit nitric có thể cho cả hai muối

Fe2+ và Fe3+...), thì khi vận dụng giải bài tập thường không xác định được chiều
hướng phản ứng, các giai đoạn phản ứng, các quá trình hóa học diễn ra, từ đó
không khai thác được hết dữ kiện của đề bài. Khi viết các phương trình hóa học
diễn ra thường sai, không đúng bản chất hoặc trình tự phản ứng, dó đó đưa ra kết
quả thường không chính xác.
- Học sinh thường chỉ nắm được một số dạng bài tập hóa học và phương
pháp giả thuần túy là viết các phương trình hóa học rồi dựa vào dữ kiện chất đã biết
để suy luận ra số mol chất cần tìm. Khi kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric
đều là những phản ứng oxi hóa – khử, việc cân bằng phương trình phản ứng theo
phương pháp đại số đã là rất khó khăn, lẽ tất nhiên là rất khó hoặc không tìm ra lời
giải đúng đắn, thường cân bằng những phản ứng này là dùng phương pháp cân
bằng electron hoặc ion – electron…, đây là những phương pháp cân bằng khó đối
với học sinh lớp 9 – THCS, rất dễ nhầm lẫn. Hoặc khi tính toán theo phương trình
thường bị thiếu sót sản phẩm oxi hóa khử (ví dụ như có tạo ra sản phẩm NH4NO3).
- Phương pháp giải bài tập của học sinh lớp 9 còn đơn điệu, mang hình thức giới
thiệu, chưa đa dạng, chưa có cách nhìn khái quát, tổng thể. Nên khi đưa ra những
phương án giải còn hạn chế, mất nhiều thời gian, chưa linh hoạt, sáng tạo trong
những hướng giải quyết mới.
2. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề
Để bồi dưỡng cho học sinh phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng
với dung dịch axit nitric được thành thục, linh hoạt và bền vững, tôi đã tiến hành
các biện pháp của mình như sau:
- Đầu tiên là giới thiệu cho học sinh những kiến thức cơ bản về tính chất của
kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, giới thiệu dãy điện hóa và quy tắc
anpha... Đây là khâu hết sức quan trọng, vì nó là tiền đề, cơ sở để tư duy các bài
toán, thấy được các quá trình có thể xảy ra để vận dụng các dữ kiện của đề đúng
đắn. Bên cạnh đó, cần giới thiệu cho học sinh cách phát hiện các dữ kiện mấu chốt
của bài, rèn cho các em phương pháp khai thác, biện luận theo những dữ kiện đó,
sau cùng là logic lại các hệ quả để tìm ra lời giải của bài toán. Không thể bỏ qua
việc rèn cho học sinh cách trình bày lời giải sao cho ngắn gọn, chặt chẽ, khoa học

và chính xác.
- Những kiến thức cần chú ý đó là:
+ Cách xác định số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng.
+ Phương pháp cân bằng electron, cân bằng ion – electron.
+ Một số kim loại thụ động trong HNO3 đặc, nguội.


+ Thông thường các kim loại phản ứng với axit HNO 3 không tạo ra khí
hiđro, mà tạo ra các sản phẩm khử khác như là: NO, NO2, N2O, N2, NH4NO3…
+ Với kim loại thể hiện nhiều mức hóa trị (như Fe…), cần xét dư axit hay dư
kim loại để xác định muối sau phản ứng…
+ Nếu kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HNO 3 với các axit khác thì có thể
sử dụng phương trình ion thu gọn.
- Tiếp theo là giới thiệu và hướng dẫn cho học sinh hệ thống hóa được một
số dạng toán cơ bản và nâng cao thường gặp về kim loại tác dụng với dung dịch
axit nitric, từ đó giúp học sinh thấy rõ được các phương hướng vận dụng bài tập
vào việc củng cố, khái quát kiến thức như thế nào và ở mức độ nào.
- Cuối cùng là xác định phương pháp giải quyết, đầu tiên là để cho học sinh
vận dụng những phương pháp thuần túy đã được tích lũy để giải quyết, sau đó giáo
viên giới thiệu, phân tích tác dụng hiệu quả phương pháp mới. Giúp học sinh hiểu
sâu sắc tính đúng đắn của vấn đề. Từ đó xác định phương hướng học tập hiệu quả.
Cụ thể, tôi dùng ba phương pháp chính đó là: phương pháp bảo toàn electron,
phương pháp bảo toàn nguyên tố và sử dụng phương trình ion thu gọn.
2.1. Phương pháp bảo toàn electron
Các bước tiến hành giải bài toán theo phương pháp bảo toàn electron gồm 4
bước cơ bản:
- Bước 1: Tính toán số mol các chất tham gia và tạo thành theo dữ kiện đề
bài.
- Bước 2: Xác định chiều hướng phản ứng và viết các bán phản ứng cho –
nhận electron.

M0 → Mn+ + ne
N+5 + (5-x)e → N+x
- Bước 3: Theo định luật bảo toàn electron => ne nhường = ne nhận
- Bước 4: Xây dựng các phương trình ẩn và giải để tìm các ẩn => kết quả.
* Chú ý:
- Trường hợp tạo ra nhiều sản phẩm khử của N+5 thì ne nhường = ∑ne nhận.
- Trường hợp có nhiều kim loại tham gia thì ∑ne nhường = ne nhận.
- Nếu thấy ne nhường > ne nhận của các khí thì sản phẩm có muối NH4NO3 sinh ra.
- Khi kim loại phản ứng:
n HNO3 pu = 2.n NO2 + 4n NO + 10n N 2O + 12n N 2 + 10n NH 4 NO3

Số mol NO3- trong muối = .n NO + n NO + 8n N O + 10n N + 8n NH NO
Đối với việc giải bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric mà sử
dụng phương pháp giải thông thường là theo phương trình hóa học, thì ngay vấn đề
cân bằng phương trình phản ứng đã là rất khó khăn, phải viết nhiều phản ứng hóa
học, thậm chí không biết phản ứng xảy ra như thế nào, tạo ra những sản phẩm nào
(nhất là khó nhận ra có trường hợp tạo muối NH 4NO3) để viết phương trình phản
ứng. Còn khi sử dụng phương pháp bảo toàn electron thì chỉ cần ngắn gọn là xét
2

2

2

4

3


đến các bán phản ứng cho – nhận electron, học sinh sẽ hiểu được rõ hơn bản chất

của phản ứng, định hướng và nâng cao được khả năng biện luận, tìm ra cách giải
nhanh, ít tốn thời gian hơn.
Ví dụ 1. Cho 11 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Al và Fe vào dung dịch
HNO3 loãng dư, thu được 6,72 lit khí NO (đktc) duy nhất. Tính khối lượng của Al
và Fe trong hỗn hợp đầu.
Giải
- Theo đề bài, ta có: nNO = 6,72/22,4 = 0,3 (mol).
- Gọi x, y lần lượt là số mol Al và Fe trong hỗn hợp ban đầu
=> 27x + 56y = 11
(1)
- Các bán phản ứng cho - nhận electron:
+5
+2
Al
→ Al+3 + 3e
N + 3e → N
x mol
3x mol
0,9 mol 0,3 mol
+3
Fe
→ Fe
+ 3e
y mol
3y mol
- Theo định luật bảo toàn electron: ne (KL nhường) = ne (N nhận) = 0,9 mol
hay: 3x + 3y = 0,9
(2)
x = 0,2 mol
 y = 0,1 mol

Từ (1) và (2) ta có 

m Al = 27.0,2 = 5,4 g
m Fe = 56.0,1 = 5,6 g

⇒

Ví dụ 2. Cho 2,16g Mg tác dụng với dung dịch HNO 3 (dư). Sau khi phản
ứng xảy ra hoàn toàn thu được 0,896 lit khí NO (ở đktc) và dung dịch X. Tính khối
lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X.
Giải
- Theo đề bài, ta có:
n Mg =

0,896
2,16
= 0,04(mol ) .
= 0,09(mol ) ; n NO =
22,4
24

- Các bán phản ứng cho – nhận electron:
+5
Mg
→ Mg+2 + 2e
N
0,09 mol
0,09 mol
0,18 mol

+ 3e

→

+2

N

0,12 mol 0,04 mol
Ta thấy ne Mg cho > ne N nhận tạo NO => sản phẩm khử có sinh ra muối NH4NO3.
- Theo định luật bảo toàn electron => số mol electron do N +5 nhận để tạo ra
NH4NO3 là: 0,18 – 0,12 = 0,06 mol.
- Bán phản ứng tạo ra NH4NO3:
+5

2N

+ 8e

→ NH4NO3

0,06 mol 0,0075 mol
- Vậy khối lượng muối tạo thành = mMg(NO 3)2 + mNH4NO3 = 0,09.148 +
0,0075.80 = 13,92 (gam).
Ví dụ 3. Hòa tan hoàn toàn 12,42g Al bằng dung dịch HNO 3 loãng (dư), thu
được dung dịch X và 1,344 lit (đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N 2O và N2. Tỉ


khối của Y so với H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được x gam chất rắn khan.

Tìm giá trị của x ?
Giải
- Theo đề bài, ta có:
n Al =

1,344
12,42
= 0,06(mol ) ; MY = 18.2 = 36 (gam).
= 0,46(mol ) ; n hhY =
22,4
27

- Vận dụng quy tắc đường chéo đối với hỗn hợp Y:
N2O (44)
8
36
=> n N O = n N = 0,03(mol )
N2 (28)
8
- Các bán phản ứng cho – nhận electron:
+5
+2
Al
→ Al+3 + 3e
2 N + 8e → 2 N (N2O)
0,46 mol 0,46 mol 1,38 mol
0,24 mol 0,03 mol
2

2

+5

2N

+ 10e

+2

→ 2 N (N2)

0,3 mol
0,03 mol
N 2 O + N 2 => sản phẩm khử có sinh ra muối

Ta thấy ne Al cho > ne N nhận tạo
NH4NO3.
- Theo định luật bảo toàn electron => số mol electron do N +5 nhận để tạo ra
NH4NO3 là: 1,38 – (0,24+03) = 0,84 mol.
- Bán phản ứng tạo ra NH4NO3:
+5

2N

+ 8e

→ NH4NO3

0,84 mol 0,105 mol
- Vậy khối lượng muối tạo thành = mAl(NO3)3 + mNH4NO3 = 0,46.213 +

0,105.80 = 106,38 (gam).
Ví dụ 4. Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe 3O4 tác dụng với dung dịch
HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu
được 3,36 lit khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4
gam kim loại. Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan. Tính giá trị của m.
Giải
- Do dư kim loại (dư Cu)=> chỉ tạo ra muối Fe 2+, Cu2+ và khối lượng X
tham gia phản ứng = 61,2 – 2,4 = 58,8g
- Gọi số mol Cu phản ứng = a (mol), số mol Fe 3O4 phản ứng = b (mol). Ta
có:
64a + 232b = 58,8 (1)
- Các bán phản ứng cho nhận electron:
Cu
→ Cu2+ + 2e
N5+ + 3e
→ N2+
a mol → 2a mol
2a mol
0,45 mol 0,15 mol
8/3+
3Fe
+ 2e → 3Fe2+


3b mol 2b mol
- Theo định luật bảo toàn electron: => 2a = 0,45+2b (2)
- Từ (1), (2) =>
a = 0,375 (mol) = nCu = nCu(NO3)2;
b = 0,15 (mol) => nFe(NO3)2 = 0,45 (mol).
Vậy khối lượng muối thu được = 0,375.188+ 0,45.180 = 151,5 gam.

2.2. Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn
Các bước tiến hành giải bài toán sử dụng phương trình ion thu gọn vẫn giống
như phương pháp tính theo phương trình thông thường, nhưng khi viết phương
trình không cần đầy đủ mà chỉ sử dụng phương trình ion thu gọn để biểu diễn bản
chất của phản ứng.
Phương pháp này thường áp dụng cho những bài toàn kim loại tác dụng với
dung dịch hỗn hợp axit nitric với muối khác. Do nếu viết phương trình phản ứng
đầy đủ, thì học sinh khó xác định được các chất sản phẩm cụ thể hoặc học sinh phải
viết nhiều giai đoạn và quá trình phản ứng phức tạp. Điều này gặp nhiều bất lợi cho
học sinh khi tính toán.
Ví dụ. Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO 4 0,2M
và HNO3 0,5M. Sau phản ứng hoàn toàn, thu được 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại
và V lit khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Tìm giá trị của m và V.
Giải
- Theo đề bài, ta có: nNO3 = 0,4 (mol); nH+ = 0,4 (mol); nCu2+ = 0,16 (mol).
- Do sau phản ứng có hỗn hợp bột kim loại => sản phẩm muối chỉ tạo muối
2+
Fe và muối Cu2+ ban đầu được giải phóng hết.
- Ta có các phương trình ion thu gọn:
3Fe +
8H+
+ 2NO32- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O
0,15mol← 0,4mol → 0,1mol
→ 0,1mol
Fe
+
Cu2+ → Fe2+ + Cu
0,16 mol ← 0,16 mol
→ 0,16 mol
- Vậy: => V = 0,1.22,4 = 2,24 (lít).

- Mặt khác: mkl hao hụt = mkl pư – mkl tt
=> 0,4m = 56(0,15+0,16) - 64.0,16 => m = 17,8 (gam).
2.3. Phương pháp bảo toàn nguyên tố
Các bước tiến hành giải bài toán theo phương pháp bảo toàn nguyên tố rất
đơn giản là chỉ cần xét điểm đầu và điểm cuối của quá trình, không phải viết những
phản ứng phức tạp. Khi tính toán sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố (trong một
phản ứng hóa học nguyên tố được bảo toàn hay tổng số mol nguyên tử và ion của
mỗi nguyên tố được bảo toàn sau phản ứng). Điều này làm cho học sinh giải rất
nhanh và chính xác.
Có thể kết hợp với phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, bảo
toàn điện tích khi áp dụng.


Ví dụ 1. Hòa tan hoàn toàn 9,18 gam Al nguyên chất cần V lít dung dịch axit
HNO3, nồng độ 0,25M, thu được một khí X và một dung dịch muối Y. Biết trong X
số nguyên tử của nguyên tố có sự thay đổi số oxi hóa là 0,3612.10 23 (số Avogađro
là 6,02.1023). Để phản ứng hoàn toàn với dung dịch Y tạo ra một dung dịch trong
suốt cần 290 gam dung dịch NaOH 20%.
a) Xác định khí X?
b) Tính V?
Giải
a) Theo định luật bảo toàn nguyên tố nhôm: Số mol Al = số mol Al 3+ trong
dung dịch muối tạo thành = 0,34 (mol).
- Phương trình ion thu gọn khi Y tác dụng với dung dịch NaOH :
Al3+ + 4OH- → AlO2- + 2H2O
Ta thấy, số mol NaOH phản ứng với muối Al 3+ = 0,34.4 = 1,36 (mol) < 1,45
(mol), nên trong dung dịch muối Y phải còn một muối nữa tác dụng với dung dịch
NaOH, đó là muối NH4NO3.
NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3 + H2O.
n NaOH = n NH4 NO3 =1,45-1,36=0,09mol

- Trong khí X n N =

0,3612.1023
=0,06mol .
6,02.1023

Áp dụng định luật bảo toàn electron để tìm được khí X là N2 với n N =0,03mol
b) Tính V.
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với nitơ :
2

n HNO3 =3x0,34+0,06+2x0,09=1,26mol

V=

1,26
=5,04 lit
0,25

Ví dụ 2. Đun nóng m gam hỗn hợp Cu và Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng
7 : 3 với một lượng dung dịch HNO3. Khi các phản ứng kết thúc, thu được 0,75m
gam chất rắn, dung dịch Y và 5,6 lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm NO và NO 2 (không
có sản phẩm khử khác của N +5 ). Biết lượng HNO3 đã phản ứng là 44,1 gam. Hỏi cô
cạn dung dịch Y thu được bao nhiêu gam muối khan?
Giải
- Trong m gam hỗn hợp kim loại ban đầu có: 0,7m gam Cu và 0,3m gam Fe.
- Khối lượng kim loại phản ứng: m - 0,75m = 0,25m < 0,3m (gam).
⇒ Fe phản ứng một phần và dư, coi như Cu chưa tham gia phản ứng.
- Do đó dung dịch Y chỉ chứa muối Fe2+

Sơ đồ phản ứng: Fe + HNO3 → Fe(NO3)2 + NO + NO2 + H2O
Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố nitơ:
gam

44,1 0, 25m
5, 6
=
2+
⇒
63
56
22, 4

m = 50,4


Vậy khối lượng muối trong dung dịch Y là:

0, 25.50, 4
180 = 40, 5gam
56

Ví dụ 3. Hỗn hợp M gồm Mg và MgO, chia hỗn hợp thành hai phần bằng
nhau.
Phần 1 cho vào dung dịch HCl dư thu được 3,136 lit H 2 (đktc) và 14,25 gam
muối A.
Phần 2 cho phản ứng với dung dịch HNO3 thu được 0,448 lit khí X nguyên
chất (đktc) và 23 gam muối khan.
a) Tính % khối lượng của mỗi chất trong hỗn hợp M.
b) Xác định X.

Giải
a) Phản ứng ở phần 1:
Mg + 2HCl → MgCl2 + H2
(1)
MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O (2)
3,136

14,25
= 0,15 (mol)
- Ta có n H = 22,4 = 0,14 (mol); muối A là MgCl2, n MgCl =
95
- Từ (1) và (2) => trong 1 phần có 0,14 mol Mg và 0,01 mol MgO.
2

2

0,14.24

% Mg = 0,14.24 + 0,01.40 .100% = 89,36%
=> % MgO = 10,64%.
b) Theo định luật bảo toàn nguyên tố Mg, khi phản ứng phần 2 với HNO 3 sẽ
thu được 0,15 mol Mg(NO3)2
=> khối lượng Mg(NO3)2 = 0,15.148 = 22,2g < 23g.
=> trong muối có NH4NO3 = 23-22,2 = 0,8g
0,8
= 0,01 mol.
80
0,448
- Số mol khí X là 22,4 = 0,02 (mol).

=> n NH NO =
4

3

- Các bán phản ứng cho – nhận electron:
Mg → Mg2+ + 2e
N+5 + 8e → N-3
0,14 mol
0,28 mol
0,08mol 0,01 mol
+5
N
+ ae
→
X
0,02a mol 0,02 mol
Theo định luật bảo toàn electron, ta có: 2.0,14 = 0,01.8 + 0,02.a => a = 10
Chỉ có X là N2 là thỏa mãn vì: 2N+5 + 10e → N2
Vậy X là N2.
Ví dụ 4. Cho 29,2 gam hỗn hợp gồm Al, Cu và Ag tác dụng vừa đủ với 950
ml dung dịch HNO3 1,5M, thu được dung dịch chứa m gam muối và 5,6 lit hỗn hợp
khí X gồm NO và N 2O (đktc, sản phẩm khử duy nhất). Tỉ khối của X so với H 2 là
16,4. Tìm giá trị của m.
Giải


5,6

- Theo đề bài, ta có: n HNO = 0,95 x1,5 = 1,425(mol ) ; nX = 22,4 = 0,25(mol ) , MX =

3

32,8.
- Sử dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X:
N2O (44)
2,8
32,8

1
4

=> n N O = n NO = 0,05(mol )
2

NO (30)
11,2
- Theo bảo toàn nguyên tố nitơ, số mol NO3- trong muối = 1,425(0,2+0,05.2) = 1,125 (mol).
- Vậy khối lượng muối thu được = m = 29,2+ n NO

−
3 trongmuoi

× M NO − = 29,2 +
3

1,125.62 = 98,95 (gam).
3. Bài tập vận dụng
1. Hòa tan hoàn toàn 8,9 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn bằng lượng vừa đủ
500 ml dung dịch HNO3 1M. Sau khi phản ứng kết thúc, thu được 1,008 lit khí N2O
(đktc) duy nhất và dung dịch X chứa m gam muối. Tìm m.

2. Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO 3 loãng, thu
được 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối đối với H 2 bằng
22. Tìm kim loại M.
3. Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) cần thiết để hòa tan hoàn toàn một
hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe và 0,15 mol Cu là bao nhiêu.
4. Cho hỗn hợp gồm 6,72 gam Mg và 0,8 gam MgO tác dụng hết với lượng
dư dung dịch HNO3. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,896 lit một
khí X (đktc) và dung dịch Y. Làm bay hơi dung dịch Y thu được 46 gam muối
khan. Tìm CTHH của khí X.
5. Hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R có hóa trị không đổi. Hòa tan hết 3,3
gam X trong dung dịch HCl dư được 2,9568 lit khí ở 27,3 0C và 1 atm. Mặt khác
cũng hòa tan hết 3,3 gam trên trong dung dịch HNO 3 1M lấy dư 10% thì thu được
896 ml hỗn hợp khí Y gồm N2O và NO ở đktc có tỉ khối so với hỗn hợp (NO +
C2H6) là 1,35 và dung dịch Z chứa hai muối.
a) Tìm R và % khối lượng các chất trong X.
b) Cho Z phản ứng với 400 ml dung dịch NaOH thấy xuất hiện 4,77 gam kết
tủa. Tính CM của dung dịch NaOH biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn.
6. Hỗn hợp A gồm Cu và Fe trong đó Cu chiếm 70% về khối lượng. Cho m
gam A phản ứng với 0,44 mol HNO3 trong dung dịch, thu được dung dịch B, phần
rắn C có khối lượng 0,75m (gam) và 2,87 lít hỗn hợp khí NO 2 và NO đo ở (1,2 atm,
270C).
Biết các phản ứng đều xảy ra hoàn toàn, trong B không có muối amoni.
Tính khối lượng muối trong dung dịch B và tính khối lượng m.


7. Hòa tan 2,88 gam hỗn hợp Fe, Mg bằng dung dịch HNO 3 loãng dư thu
được 0,9856 lit hỗn hợp khí NO, N 2 (ở 27,30C, 1atm) có tỷ khối so với H 2 bằng
14,75.
a) Viết phương trình phản ứng có thể xảy ra.
b) Tính phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp.

8. Hòa tan hết 4,431 gam hỗn hợp Al và Mg trong dung dịch HNO 3 loãng thu
được dung dịch A và 1,568 lit (đktc) hỗn hợp hai khí (đều không màu) có khối
lượng 2,59 gam, trong đó có một khí bị oxi hóa thành màu nâu trong không khí.
a) Tính phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp.
b) Tính số mol HNO3 đã phản ứng.
c) Khi cô cạn dung dịch A thì thu được bao nhiêu gam muối khan.
C. KẾT LUẬN
1. Kết luận chung
Dạy học nhằm góp phần quan trọng để hình thành nhân cách con người lao
động mới toàn diện, sáng tạo, có năng lực hành động, thích nghi với xã hội ngày
càng phát triển. Do vậy phương pháp dạy học bộ môn phải thực hiện các chức năng
nhận thức, phát triển và giáo dục, tức là phải lựa chọn phương pháp dạy học bộ
môn sao cho học sinh tích cực, chủ động chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng, kỹ xảo và
vận dụng thành thạo vào thực tiễn.
Đặc biệt Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm, lấy thực hành thí
nghiệm, vận dụng làm kim chỉ nam của hoạt động nhận thức, đòi hỏi phải phát huy
cao độ tính tích cực, độc lập, sáng tạo của học sinh. Chính vì vậy khi lựa chọn
phương pháp dạy học bộ môn Hóa học, người giáo viên cần căn cứ tính đặc thù của
khoa học, lấy hoạt động nhận thức của học sinh làm cơ sở xuất phát để dịnh hướng
cho các bước tiếp theo.
Sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu, được sự quan tâm giúp đỡ của Ban
giám hiệu nhà trường cũng như tổ chuyên môn, tôi đã thực hiện thành công đề tài
Bài toán kim loại với dung dịch axit nitric. Nó có tác dụng to lớn trong giảng dạy
và học tập bộ môn, nó giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, có cái nhìn tổng
quan hơn trong mỗi vấn đề khi gặp phải, đồng thời nó góp phần quan trọng trong
việc ôn luyện kiến thức cũ, bổ sung thêm những phần thiếu sót về lý thuyết và thực
hành trong hóa học nói chung và trong phạm vi kiến thức về kim loại và axit nitric
nói riêng. Học sinh không những có kĩ năng, phương pháp thành thạo khi vận dụng
giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, mà còn biết sáng tạo,
chọn lọc, hiểu sâu sắc hơn về phương pháp giải các bài toán khác.

Trong quá trình giảng dạy môn Hóa học tại trường THCS cũng gặp không ít
những khó khăn trong việc giúp các em hiểu được các phương pháp giải toán Hóa


học, nhất là phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit
nitric. Song với lòng yêu nghề, sự tận tâm với công việc, cùng với kinh nghiệm của
bản thân, sự giúp đỡ của đồng nghiệp. Tôi đã luôn biết kết hợp giữa hai mặt lý luận
dạy học Hóa học và thực tiễn đứng lớp của giáo viên. Chính vì vậy không những
từng bước làm cho đề tài hoàn thiện hơn về mặt lý thuyết, về mặt lý luận dạy học
mà còn làm cho nó có tác dụng trong thực tiễn dạy và học Hóa học ở trường THCS,
tiếp cận, tạo tiền đề vững chắc cho học sinh học tập bộ môn ở bậc THPT và các bậc
học cao hơn.
2. Bài học kinh nghiệm sau khi thực hiện chuyên đề
Trong quá trình áp dụng sáng kiến kinh nghiệm của bản thân để bồi dưỡng
học sinh giỏi môn Hóa học, tôi rút ra được một số kinh nghiệm như sau:
- Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho mỗi dạng bài tập cần bồi
dưỡng cho học sinh. Xây dựng được nguyên tắc và phương pháp giải các dạng bài
toán đó. Hoặc xây dựng hệ thống bài tập theo mảng kiến thức và những phương
pháp thường hay sử dụng.
- Tiến trình bồi dưỡng kỹ năng được thực hiện theo hướng đảm bảo tính kế
thừa và phát triển vững chắc. Thường bắt đầu từ một bài tập mẫu, hướng dẫn phân
tích đầu bài cặn kẽ để học sinh xác định hướng giải và tự giải, từ đó các em có thể
rút ra phương pháp chung để giải các bài toán cùng loại. Tuy nhiên, việc xác định
phương pháp giải cũng cần có sự trao đổi với học sinh, đồng nghiệp để vận dụng
sát với thực tiễn nhận thức của các em. Sau đó tổ chức cho học sinh giải bài tập
tương tự mẫu; phát triển các dạng biến của mẫu và cuối cùng nêu ra các bài tập
tổng hợp.
- Mỗi dạng bài toán cần đưa ra nguyên tắc nhằm giúp các em dễ nhận dạng
loại bài tập và dễ vận dụng các kiến thức, kỹ năng một cách chính xác; hạn chế
được những nhầm lẫn có thể xảy ra trong cách nghĩ và cách làm của HS, tránh

những bẫy của bài toán.
- Sau mỗi dạng cần chú trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa
rút kinh nghiệm và nhấn mạnh những sai sót mà học sinh thường mắc.
- Đối với HS THCS khả năng khái quát vần đề còn hạn chế, tư duy còn rời
rạc, khả năng ghi nhớ chưa cao, đòi hỏi người giáo viên cần rèn luyện thường
xuyên tránh trường hợp "học trước quên sau", hoặc nội dung kiến thức ôm đồm,
dàn trải, thiếu trọng tâm...
Về phía cá nhân, bản thân tôi rất mong muốn là góp một phần công sức vào
quá trình bồi dưỡng nâng cao chất lượng bộ môn và đổi mới môn học, tuy nhiên
không khỏi tránh được những thiếu sót vốn có. Vì vậy, rất mong được sự tham gia
đóng góp ý kiến của các quý thầy, cô có nhiều kinh nghiệm giảng dạy, để tôi tiếp
tục hoàn thiện, điều chỉnh và bổ sung vào thực tiễn giảng dạy, bồi dưỡng học sinh
giỏi của mình ngày càng đạt kết quả tốt hơn.


Tôi xin trân trọng cảm ơn!
TỔ CHUYÊN MÔN DUYỆT
(Ký, ghi rõ họ và tên)

Tam Đảo, ngày 05 tháng 11 năm 2015
GIÁO VIÊN THỰC HIỆN
(Ký, ghi rõ họ và tên)

Lê Hữu Phước

Nguyễn Tuấn Anh
XÁC NHẬN CỦA BAN GIÁM HIỆU
(Ký tên, đóng dấu)

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1. 500 bài tập hóa học - Đào Hữu Vinh - NXB GD 1995
2. Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Phước Hòa Tân - NXB Trẻ 2000


3. Phương pháp giải toán hóa vô cơ - Quan Hán Thành - NXB Trẻ 2000
4. Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Thanh Khuyến - NXB ĐHQG
2007
5. Tuyển tập 351 bài toán hóa học - Võ Tường Huy - NXB Trẻ 2000
6. Bồi dưỡng hóa học THCS - Vũ Anh Tuấn - NXB GD 2004.
7. Các đề thi HSG cấp huyện và cấp tỉnh.