Phương pháp sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo giải các bài toán khó trong đề thi đại học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT NGUYỄN XUÂN NGUYÊN
*************

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI:

PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CHẤT ẢO, SỐ OXI HÓA ẢO
GIẢI CÁC BÀI TOÁN KHÓ TRONG ĐỀ THI
ĐẠI HỌC

Người viết
: Nguyễn Quế Sơn
Chức vụ
: Giáo viên
Đơn vị công tác : Trường THPT Nguyễn Xuân Nguyên
SKKN thuộc môn: Hóa Học

THANH HÓA NĂM 2017


MỤC LỤC
Trang
Phần I: Mở đầu………………………………………………………2
1.1. Lí do chọn đề tài………………………………………………….2
1.2. Mục đích nghiên cứu……………………………………………..3
1.3. Đối tượng nghiên cứu…………………………………………….3
1.4.Phương pháp nghiên cứu………………………………………….3
1.5. Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm…………………….3

Phần II. NỘI DUNG…………………………………….. …………4
2.1. Cơ sở lý luận………….…………………………………………..4
2.2. Thực trạng vấn đề……………………..………………………......5
2.3. Các biện pháp tiến hành…………………………………………..6
2.3.1. Cơ sở của phương pháp…………………………………………6
2.3.2. Phân dạng bài tập và ví dụ minh họa……………………………6
2.3.2.1. Sử dụng dung dịch ảo…………………………………………6
2.3.2.2. Sử dụng hỗn hợp ảo…………………………………………...8
2.3.2.3. Sử dụng hợp chất ảo…………………………………………14
2.3.2.4. Sử dụng số oxi hóa ảo……………………………………….16
2.4. Kết quả…………………………………………………………..18
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………20
3.1. Kết luận………………………………………………………….20
3.2. Kiến Nghị………………………………………………………..20
Bài tập vận dụng……………………………………………………..22
Tài liệu tham khảo……………………………………………………25

2


Phần I: MỞ ĐẦU
1.1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong thời đại khoa học thông tin ngày nay đòi hỏi con người phải có một
trình độ khoa học nhất định. Vì vậy mục tiêu của giáo dục đào tạo là bồi dưỡng
con người trở thành lao động có tư duy sáng tạo và xử lí thông tin một cách
nhanh chóng, chính xác và khoa học. Để đạt được điều đó hơn bao giờ hết chúng
ta cần phải chú ý nâng cao chất lượng học tập của học sinh ở trường phổ thông.
Môn Hoá Học ở trường phổ thông có một vị trí và ý nghĩa rất quan trọng
đối với việc giáo dục thế hệ trẻ. Bước đầu hình thành cho học sinh những khái
niệm về hoá học và sự biến đổi về tính chất của các chất. Giúp cho học sinh hiểu

được hoá học có ý nghĩa rất quan trọng trong đời sống xã hội, từ đó có cái nhìn
và thái độ đúng đắn đối với môn học.
Với xu hướng phát triển của giáo dục hiện nay đối với nhiều bộ môn nói
chung và bộ môn hoá học nói riêng là tăng cường việc kiểm tra trắc nghiệm trong
việc đánh giá kết quả học sinh. Vì vậy việc định dạng bài tập để chọn ra cách giải
nhanh các bài tập để chọn ra cách giải nhanh các bài tập hoá học là hết sức cần
thiết.
Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay, việc tìm ra lời giải nhanh cho
các bài tập tính toán trong đề thi là điều hết sức quan trọng, nó góp phần không
nhỏ đến kết quả thi Đai học, Cao đẳng của các em.
Tuy nhiên, việc giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học lại không hề đơn
giản chút nào ! Nếu không nắm được “bí quyết” thì trong thời gian 50 phút, các
em khó có thể hoàn thành bài thi của mình một cách tốt nhất. Trước thực tế đó
qua kinh nghiệm của nhiều năm giảng dạy tôi đã đúc kết, rút ra kinh nghiệm và

3


viết nên đề tài “Phương pháp sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo để giải các bài
toán khó trong đề thi TNTHPT Quốc Gia”
1.2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Thực tiễn chứng minh cách tốt nhất để có thể hiểu và vận dụng kiến thức
đã học là giải bài tập. Nhưng vấn đề đặt ra là bài tập nhiều làm sao giải hết được.
Thực tế cho thấy, thường các em học sinh chỉ làm được các bài tập quen thuộc và
lúng túng khi gặp các bài tập mới mặc dù không khó do các em không nhìn ra
được dạng toán, chưa biết vận dụng các phương pháp để giải toán. Với thực trạng
đó làm ảnh hưởng không nhỏ tới kết quả học tập cũng như trong các kì thi.
Trên cơ sở đó, tôi mạnh dạn chọn đề tài “Phương pháp sử dụng chất ảo,
số oxi hóa ảo để giải các bài toán khó trong đề thi TNTHPT Quốc Gia” làm
sang kiến kinh nghiệm cho mình. Với hy vọng đề tài này sẽ là một tài liệu tham

khảo phục vụ cho việc học tập của các em học sinh 11, 12 và cho công tác giảng
dạy của các bạn đồng nghiệp.
1.3. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Xây dựng tổng quát cách giải bài tập khi sử dụng “Phương pháp sử dụng
chất ảo, số oxi hóa ảo để giải các bài toán khó trong đề thi TNTHPT Quốc
Gia” .
1.4.PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết.
- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin.
1.5. NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
- Thay vì viết phương trình phản ứng như phương pháp truyền thống thì
phương pháp mới tiến hành gộp các chất, ion, số oxi hóa và áp dụng luôn các
4


phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố…để tìm ra kết quả nhanh
gọn.

Phần II: NỘI DUNG
2.1. CƠ SỞ LÝ LUẬN
Theo nghị quyết hội nghị lần thứ IV Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng
sản Việt Nam (khoá VII, 1993) đã chỉ rõ: Mục tiêu giáo dục - đào tạo phải hướng
vào đào tạo những con người lao động, tự chủ, sáng tạo, có năng lực giải quyết
những vấn đề thường gặp, qua đó mà góp phần tích cực thực hiện mục tiêu lớn
của đất nước là dân giàu, nước mạnh, xã hội công bằng, dân chủ, văn minh. Về
phương pháp giáo dục, phải khuyến khích tự học, phải áp dụng những phương
pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh năng lực tư duy sáng tạo, năng
lực giải quyết vấn đề.
Nghị quyết hội nghị lần thứ II Ban chấp hành Trung ương Đảng Cộng sản
Việt Nam (khoá VIII, 1997) tiếp tục khẳng định: “Phải đổi mới phương pháp

giáo dục đào tạo, khắc phục lối truyền thụ một chiều, rèn luyện thành nếp tư duy
sáng tạo của người học. Từng bước áp dụng các phương pháp tiên tiến và
phương tiện hiện đại vào quá trình dạy học, bảo đảm điều kiện và thời gian tự
học, tự nghiên cứu cho học sinh, nhất là sinh viên đại học”.
Các quan điểm trên đây đã được pháp chế hoá trong luật giáo dục (2005).
Điều 28.2 viết: “Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự
giác, chủ động, sáng tạo của học sinh, phù hợp với đặc điểm của từng lớp học,
môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức
vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học
sinh”.
5


Chính vì thế, các hình thức kiểm tra đánh giá học sinh đã có nhiều thay
đổi, dẫn đến sự thay đổi mạnh mẽ về phương pháp giảng dạy. Với hình thức thi
trắc nghiệm như hiện nay, trong khoảng thời gain tương đối ngắn (trung bình
1,25 phút/câu), các học sinh phải giải quyết một lượng câu hỏi và bài tập tương
đối, trong đóbài tập toán hóa chiếm một tỉ lệ không nhỏ. Số liệu thống kê từ các
đề thi minh họa vừa qua cho thấy bài tập toán hóa chiếm tỉ lệ khoảng 40% tổng
câu hỏi trắc nghiệm của đề thi. Do đó việc tìm ra các phương pháp giúp giải
nhanh bài toán hóa học có một ý nghĩa hết sức quan trọng, “Phương pháp sử
dụng chất ảo, số oxi hóa ảo để giải các bài toán khó trong đề thi TNTHPT
Quốc Gia” cũng không nằm ngoài xu hướng này.
Đối với các dạng bài tập hỗn hợp ion, chất; học sinh cần nắm vững được các
phản ứng diễn biến theo chiều hướng nào, bài nào cần chia trường hợp và bài nào
không cần chia trường hợp. Nhưng với Phương pháp sử dụng chất ảo, số oxi
hóa ảo thì học sinh không còn quá bận tam đến điều này, tốc độ làm bài được cải
thiện rõ rệt.
2.2. THỰC TRẠNG VẤN ĐỀ
Hiện nay để giải quyết bài toán hóa, học sinh thường phát triển theo hai xu

hướng: Một là sử dụng phương pháp truyền thống với việc viết và tính theo
phương trình hóa học, phương pháp này tương đối dể hiểu nhưng tốc độ làm bài
không cao, không phù hợp với yêu cầu thời gian trong hình thức thi trắc nghiệm.
Hai là sử dụng các công thức tính nhanh, cách này cải thiện đáng kể về mặt thời
gian, nhưng phần lớn học sinh khi áp dụng lại không hiểu rõ bản chất của các quá
trình hóa học, vì vậy thường xuyên xảy ra tình trạng “râu ông này cắm cằm bà
kia” dẫn đến việc không tìm ra được kết quả đúng.
Xuất phát từ các cơ sở lí luận và thực tiễn trên, tôi đã viết sáng kiến kinh
nghiệm “Phương pháp sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo để giải các bài toán khó
6


trong đề thi TNTHPT Quốc Gia” nhằm giúp cho các em học sinh có một công
cụ để giải nhanh các bài toán khó trong các đề thi, đặc biệt là các bài toán khó
trong đề thi TNTHPT Quốc Gia.

2.3. CÁC BIỆN PHÁP TIẾN HÀNH
2.3.1. Cơ sở của phương pháp.
Phương pháp sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo là một phương pháp mới lạ, để
giải nhanh một số dạng bài tập trắc nghiện hóa học.
Cơ sở của phương pháp: Chuyển hỗn hợp ban đầu thành hỗn hợp mới
hoặc hợp chất mới; chuyển dung dịch ban đầu thành một dung dịch mới; gán cho
nguyên tố số oxi hóa mới khác với số oxi hóa thực của nó. Từ đó giúp cho việc
tính toán trở nên dễ dàng và nhanh chống hơn.
Hỗn hợp, hợp chất, dung dịch, số oxi mới được gọi là ảo vì nó không có
trong giả thiết của bài toán.
2.3.2. Phân dạng bài tập và các ví dụ minh họa
2.3.2.1. Sử dụng dung dịch ảo.
Ví dụ 1: Dung dịch X chứa a mol Na +; b mol HCO3¯; c mol CO32- và d mol
SO42-. Để tạo kết tủa lớn nhất người ta phải dùng 100 ml dung dịch Ba(OH) 2 x

mol/l. Biểu thức tính x theo a và b là:
A. x=(a+b)/0,1.

B. x=(a+b)/0,2.

C. x=(a+b)/0,3.

D. x=(a+b)/2.

( Trích Đề thi thử Đại học lần 1-THPT Chuyên Hùng Vương-Phú ,
năm học 2015-2016)[1]
Hướng dẫn giải
Chuyển ion HCO3- thành 2 ion ảo là CO32- và H+.
7


Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm : a mol Na+; b mol H+, (b+c) mol
CO32- và d mol SO42-.
Cho Ba(OH)2 vaò dung dịch X’ sẽ tạo ra kết tủa là BaSO 4 và BaCO3. Như vậy,
các ion Na+ và H+ đã được thay thế bằng ion Ba2+.
Áp dụng bảo toàn điện tích, ta có: 2nBa2+ = nNa+ + nH+ => nBa2+ =(a+b)/2 mol =>
nBa(OH)2=(a+b)/2 mol =>
x=(a+b)/0,2.

Ví dụ 2: Dung dịch E gồm x mol Ca2+ , y mol Ba2+ , z mol HCO3- . Cho từ từ
dung dịch Ca(OH)2 nồng độ a mol/l vào E đến khi thu được lượng kết tủa lớn
nhất thì vừa hết V lít dung dịch Ca(OH) 2. Biểu thức lien hệ giữa các giá trị V, a,
x, y là
A. V=(x+y)/a.

B. V=(x+2y)/a.

C. V=(x+y)2a.

D. V=(2x+y)/a.

(Trích Đề thi tuyển sinh Cao đẳng năm 2012)[6]
Hướng dẫn giải
Chuyển dung dịch E thành dung dịch ảo E ’ gồm: x mol Ca2+ , y mol Ba2+ , z mol
H+ và z mol CO32-.
Áp dụng bảo toàn điện tích cho dung dịch E’, ta có:
2nBa2+ + 2nCa2+ + nH+ = 2n CO32- => z = 2x + 2y
Sơ đồ phản ứng: (x mol Ca2+ , y mol Ba2+, (2x+2y) mol H+, (2x+2y) mol CO32-) +

(Ca2+: aV, OH-: 2aV) → (BaCO3↓, CaCO3↓, H2O).
Áp dụng bảo toàn điện tích trong các phản ứng của Ba 2+ , Ca2+ với ion CO32- , ta
có:

nBa2+ + nCa2+ = n CO32-

=>

x=(x+y)/a.

Ví dụ 3: Dung dịch A gồm a mol Ca2+ , b mol Mg2+ , c mol HCO3- . Cho từ từ
8


dung dịch Ca(OH)2 nồng độ x mol/l vào A đến khi thu được lượng kết tủa lớn
nhất thì vừa hết V lít dung dịch Ca(OH) 2. Biểu thức lien hệ giữa các giá trị V, a,

b, x là ( Biết kết tủa tạo ra là CaCO3 và Mg(OH)2 )
A. V=(a+2b)/x.

B. V=(2a+b)/x.

C. V=(a+b)x.

D. V=(2a+2b)/x.

(Trích Đề thi thử Đại học lần 1-THPT Cẩm Khê – Phú Thọ,
năm học 2013-2014)
Hướng dẫn giải
Chuyển dung dịch A thành dung dịch ảo A ’ gồm: a mol Ca2+ , b mol Mg2+ , c mol
H+ và c mol CO32-.
Áp dụng bảo toàn điện tích cho dung dịch A’, ta có:
2nCa2+ + 2nMg2+ + nH+ = 2n CO32- => c = 2a + 2b
Sơ đồ phản ứng: (a mol Ca2+ , b mol Mg2+, (2a+2b) mol H+, (2a+2b) mol CO32-) +

(Ca2+: xV, OH-: 2xV) → (Mg(OH)2↓, CaCO3↓, H2O).
Áp dụng bảo toàn điện tích trong phản ứng của Ca2+ với ion CO32- , ta có:
nCa2+ = n CO32- => V=(a+2b)/x.
2.3.2.2. Sử dụng hỗn hợp ảo.
Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na 2O và BaO. Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X
vào nước, thu được 1,12 lít khí H2 (đktc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam
Ba(OH)2. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu được m gam kết
tủa. Giá trị của m là
A. 23,64.

B. 15,76.

C. 21,92.

D. 39,40.

(Trích Đề thi tuyển sinh Đại học khối A năm 2013)[6]
Hướng dẫn giải
9


Ta biến hỗn hợp 4 chất trong X thành một hỗn hợp trung gian gồm 2 chất là
Na2O và BaO ( bằng cách cho X tác dụng với O 2) thì việc tính toán trở nên đơn
giản hơn rất nhiều.
Theo giả thuyết, ta có:
nH2 = 0,05 mol; nBa(OH)2 = 0,12 mol; nCO2 = 0,3 mol.
nelectron trao đổi = nelectron Na, Ba nhường = 4nO2 = 2nH2 => nO2 = 0,025 mol => m( Na2O, BaO) =
m( Na, Na2O, Ba, BaO)+ mO2 = 21,9 + 0,025.32 = 22,7 gam.
Theo bảo toàn nguyên tố Ba, ta có:
nBaO trong X’ = nBa(OH)2 = 0,12 mol => mNa2O trong X’ = mX’ – mBaO= 4,34 gam.
Theo bảo toàn nguyên tố Na: nNaOH = 2nNa2O =0,14 mol.
Vậy dung dịch Y có 0,14 mol NaOH và 0,12 mol Ba(OH)2. Suy ra:
nOH¯ =nNaOH + 2nBa(OH)2 = 0,38 mol => 1 < nOH¯/nCO2 < 2 => tạo ra cả CO32- và
HCO3-.
Vì phản ứng tạo ra cả hai muối, nên sử dụng công thức giải nhanh, ta có:
nOH¯ =nCO2 + nCO3¯ => nCO32- = 0,08 mol < nBa2+ = 0,12 mol.
Vậy khối lượng kết tủa là: mBaCO3 = 0,08.197=15,76 gam.
Như vậy để chuyển hỗn hợp gồm các kim loại và oxit thành hỗn hợp các oxit thì
ta thêm một lượng oxi là:
no2 =

nelectron 2nH 2 2nSO2 3nNO nNO2

=
=
=
=
4
4
4
4
4

Tùy thuộc vào từng bài mà số mol electron có thể tính theo H2, SO2, NO, NO2,…
Ví dụ 2: Cho 30,7 gam hỗn hợp X gồm Na, K, Na2O, K2O tác dụng với dung dịch
HCl vừa đủ thu được 2,464 lít H 2 (đktc), dung dịch chứa 22,23 gam NaCl và x
gam KCl. Giá trị của x là:
10


A. 32,78.

B. 31,29.

C. 35,76.

D. 34,27.

(Trích Đề thi thử Đại học lần 2- THPT chuyên Đại Học Vinh,
năm học 2014-2015)
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Na 2O và K2O bằng cách cho X
phản ứng với một lượng O2 là:

nO2 = nelectron trao đổi :4 = 2nH2 : 4 = 0,055 mol => mX’ = mX + mO2 = 32,46 gam.
Áp dụng bảo toàn nguyên tố Na và K, ta có:
nNa2O = nNaCl : 2 = 0,19 mol => nKCl = 2nK2O = 2.(32,46-0,19.62):94=0,44 mol
=> mKCl = 0,44.74,5 = 32,78 gam.
Ví dụ 3: Hỗn hợp X gồm Na, Ca, Na2O, CaO. Hòa tan hết 51,3 gam hỗn hợp X
vào nước thu được 5,6 lít H2 (đktc) và dung dịch kiềm Y, trong đó có 28 gam
NaOH. Hấp thụ 17,92 lít SO2 (đktc) vào dung dịch Y thu được m gam kết tủa.
Giá trị của m là:
A. 60.

B. 54.

C. 72.

D. 48.

(Trích Đề thi thử lần 2-Chuyên Lê Khiết Quãng Ngãi, năm học 2014-2015)
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X ’ gồm CaO và Na2O bằng cách cho X
phản ứng với một lượng O2 là:
no2 =

2nH 2

nelectron trao đổi : 4 =

2 5, 6
= .
= 0,125mol ⇒ mX ' = mX + mO2
4

4 22, 4

Theo bảo toàn nguyên tố Na và Ca, ta có:

11

= 55,3 gam.


nNa2O =

nNaOH 1 28
55,3 − 0,35.62
= . = 0,35mol ⇒ nCa (OH )2 = nCaO =
= 0, 6mol.
2
2 40
56

nOH −

nNaOH + 2nCa (OH )2

nSO2

=

nSO2

=

1,9
〉 2 nên kiềm dư, 0,8 mol SO 2 đã chuyển hết thành 0,8
0,8

mol SO32− .
n

2+

〈n

2−
3

Vì {Ca
{SO
0,6

⇒ nCaSO3 = 0, 6mol ⇒ mCaSO3 = 0, 6.120 = 72 gam

0,8

Ví dụ 4: Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe xOy và Cu bằng dung
dịch H2SO4 đặc nóng (dư). Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO 2 (sản phẩm
khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Phần tram
khối lượng của Cu trong X là
A. 32,78%.

B.31,29%.

C. 35,76%.

D. 34,27%.

(Trích Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2010)[6]
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Fe2O3 và CuO bằng cách cho X
phản ứng với một lượng O2 là:
nO2 = nelectron trao đổi : 4 =

2nso2
4

m + mO2 = 2,8 gam.
{

= 0,01125 mol => mX’ = {2,44X

0,01125.32

Vậy ta có hệ phương trình:
160nFe2O3 + 80nCuO = 2,8

 nFe2O3 = 0, 0125
⇒ nCuO = 0, 01mol
 400nFe2 ( SO4 )3 + 160nCuSO4 = 6, 6 ⇒ 
 nCuO = 0, 01

 nFe2O3 = nFe2 ( SO4 )3 ; nCuO = nCuSO4

0, 01.64

Vậy %mCu trong X = 2, 44 .100% = 26, 23%
Ví dụ 5: Hòa tan hoàn toàn 13,92 gam hỗn hợp bột X gồm Fe xOy và Cu bằng
12


dung dịch HNO3 loãng (dư). Sau phản ứng thu được 2,688 lít khí NO (sản phẩm
khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 42,72 gam hỗn hợp muối nitrat. Công
thức của oxit sắt là:
A. Fe2O3.

B. FeO.

C. Fe3O4.

D. Feo hoặc Fe3O4

(Trích Đề thi Chuyên Khoa Học Tự Nhiên Hà Nội lần 3-2015)[5]
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Fe2O3 và CuO bằng cách cho X
phản ứng với một lượng O2 là:
nO2 = nelectron trao đổi : 4 =

3nNO 3 2, 688
m + m = 16,8 gam.
= .
= 0, 09mol ⇒ mX’ = { X {O2
13,92
4

4 22, 4
0,09.32

Vậy ta có hệ phương trình:
160nFe2O3 + 80nCuO = 16,8

nFe2O3 = 0, 03
. Trong hỗn hợp X, ta có:
 242nFe (NO3 )3 + 188nCu ( NO3 )2 = 42, 72 ⇒ 
nCuO = 0,15

 2nFe2O3 = nFe (NO3 )3 ; nCuO = nCu ( NO3 )2
 nFe = 2nFe2O3 = 0, 06
n
13,92 − 0, 06.56 − 0,15.64
1
⇒ nO =
= 0, 06 ⇒ Fe = ⇒ FeO

16
nO 1
 nCu = nCuO = 0,15

Ví dụ 6: Cho 11,36 gam hỗn hợp M gồm Fe, FeO, Fe 2O3, F3O4 phản ứng với
dung dịch HNO3 loãng (dư) thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở
đktc) và dung dịch X. Dung dịch X có thể hòa tan tối đa 12,88 gam Fe(tạo khí
NO duy nhất). Số mol HNO3 có trong dung dịch đầu là
A. 0,88 mol.

B. 0,94 mol.

C. 1,04 mol.

D. 0,64 mol

(Trích Đề thi thử Đại học lần 4-THPT Quỳnh Lưu 1- Nghệ An, năm 2011)
Hướng dẫn giải
Tạo hợp chất ảo Fe2O3 và CuO bằng cách cho hỗn hợp M phản ứng với O2.
13


3 1,344
mFe2O3 = m(Fe,Fe2 O3 , Fe3O4 , FeO ) + mO2 = 11,36 + .
.32 = 12,8
4 22, 4
⇒ n Fe trong M = 2nFe2O3 = 2.

12,8
11,36 − 0,16.56
= 0,16mol ⇒ nO trong M =
= 0,15mol
160
16

Vì dung dịch X hòa tan tối đa Fe nên muối tạo ra là Fe(NO 3)2. Chuyển 11,36
gam M và 12,88 gam Fe thành hỗn hợp ảo M’ chứa 0,39 mol Fe và 0,15 mol O.
Áp dụng bảo toàn electron cho phản ứng của M ’ với HNO3 tạo muối Fe(NO3)2, ta
có:
2 nFe = 2 nO + 3 nNO ⇒ nNO = 0,16mol ⇒ nHNO3 = 2 nFe ( NO3 )2 + nNO = 0,94mol
{

{
{
14 2 43 {
0,39
0,15
?
0,16
0,39

.

Ví dụ 7: Hỗn hợp X gồm 1 mol Aminoaxit no, mạch hở và 1 mol Amin no, mạch
hở. X có khả năng phản ứng tối đa với 2 mol HCl hoặc 2 mol NaOH. Đốt cháy
hoàn toãn thu được 6 mol CO2, x mol H2O và y mol N2. Các giá trị x, ytuowng
ứng là
A. 8 và 1,0.

B. 8 và 1,5.

C. 7 và 1,0.

D. 7 và 1,5.

( Trích Đề thi tuyển sinh Đại học khối A 2010)
Hướng dẫn giải
nNaOH

Theo giả thuyết : n

a minoaxit

na min

=

2
⇒ Amino axit có hai nhóm –COOH.
1

nHCl
2
=
= 1 ⇒ Amino axit và amin đều có 1 nhóm –NH2.Như vậy
+ na min oaxit 1 + 1

amin no, mạch hở, đơn chức, có công thức là CnH2n+1NH2; amino axit là no mạch
hở, có 1 nhóm –NH2 và 2 nhóm –COOH, có công thức là H2NCmH2m-1(COOH)2.
Do hai chất có tỉ lệ mol 1:1 nên ta có thể tách 1 nguyên tử H từ CnH2n+1NH2 và 1
nhóm –COOH từ H2NCmH2m-1(COOH)2 rồi hoán đổi vị trí cho nhau, sẽ được hai
amino axit là HOOCCnH2nNH2và H2NCmH2mCOOH. Vậy coi X là hỗn hợp hai
14


amino axit no, mạch hở, chứa 1 nhóm –COOH và 1 nhóm –NH2, có công thức
phân tử là Ca H 2 a +1O2 N . . Áp dụng bảo toàn nguyên tố C, ta có:
nCO2 = a. nCa H 2 a+1O2 N ⇒ a = 3.
{
14 2 43
Áp dụng bảo toàn nguyên tố H, kết hợp với a=3, ta có:
6

2

2 nH 2O = (2a + 1) nCa H 2 a+1O2 N ⇒ nH 2O = 7 mol.
{
14 2 43
?

2

2 nN2 = nCa H2 a+1O2 N ⇒ nN2 = 1mol.
{
14 2 43

Áp dụng bảo toàn nguyên tố N, ta có:

?

2

2.3.2.3. Sử dụng hợp chất ảo.
Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3 và Fe3O4. Cho khí CO qua m gam hỗn hợp
X nung nóng, sau một thời gian thu được hỗn hợp chất rắn Y và hỗn hợp khí Z.
Cho toàn bộ Z vào dung dịch Ca(OH)2 dư, đến phản ứng hoàn toàn, thu được 4
gam kết tủa. Mặt khác, hòa tan hoàn toàn Y trong dung dịch H2SO4 đặc, nóng
(dư) thu được 1,008 lít khí SO2(đktc, sản phẩm khử duy nhất ) và dung dịch chứa
18 gam muối. Giá trị của m là
A. 7,12

B. 6,80

C. 5,68

D. 13,52

(Trích Đề thi tuyển sinh Đại học khối B năm 2013)
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp Y thành hợp chất ảo Fe2O3.
Theo bảo toàn nguyên tố Fe, ta có:
nFe2O3 = nFe2 ( SO4 )3 =

18
= 0, 045mol ⇒ mFe2O3 = 0, 045.160 = 7, 2 gam.
400

Để chuyển hỗn hợp Y thành hợp chất ảo Fe2O3 thì cần cho Y phản ứng với một
lượng oxi là:

15


nO2 = nelectron trao đổi :4=

2nSO2
4

2 1, 008
= .
= 0, 225mol. Theo bảo toàn khối lượng, ta có:
4 22, 4

mFe2O3 = m
⇒ mY = 6, 48 gam.
{Y + m
{O2
{
?

7,2

0,025.32

Trong phản ứng của X với CO, ta có: CO + O(trong X) → CO2
Suy ra: nO phản ứng = nCO phản ứng = nCO2 tạo thành

nCaCO3 =

4
= 0, 04mol
100

.

Theo bảo toàn khối lượng, ta có:
mX − mO = mY ⇒ mX = 7,12 gam
{
{
{
.
?

0,04.16

6,48

Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 và Fe3O4
bằng H2SO4 đặc, nóng (dư) thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2(đktc).
Thành phần phần trăm khối lượng oxi trong hỗn hợp X và khối lượng muối trong
dung dịch Y là:
A. 20,97% và 160 gam.

B. 30,7% và 140 gam.

C. 20,97% và 140 gam.

D. 37,5% và 160 gam.

(Trích Đề thi Chuyên Nguyễn Trãi-Hải Dương lần 3-2016)
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp X thành hợp chất ảo Fe2O3 bằng cách cho X phản ứng với một
lượng O2 là: nO = nelectron trao đổi :4=
2

m

ta có: {Fe O

2 3

?

2nSO2
4

2 8,96
= .
= 0, 2mol. Theo bảo toàn khối lượng,
4 22, 4

= mX + mO2 ⇒ mFe2O3 = 56 gam.
{
{
49,6

0,02.32

Theo bảo toàn nguyên tố Fe, ta có:

16


nFe = 2nFe2O3 = 2.

49, 6 − 0, 7.56
56
.100% = 20,96%
= 0, 7 mol ⇒ %mO trong X =
49, 6
160

nFe2 ( SO4 )3 = nFe2O3 =

56
= 0,35mol ⇒ mFe2 ( SO4 )3 = 0,35.400 = 140 gam
160

Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeCl2, FeCl3 và Fe3O4
trong H2SO4 đặc, nóng (dư) thu được dung dịch Y và 4,48 lít khí SO2(đktc).
Thêm NH3 dư vào Y, thu được 32,1 gam kết tủa. Giá trị của m là:
A. 16,8.

B. 17,5.

C. 26,75.

D. 34,45.

(Trích đề thi Chuyên Lý Tự Trọng-Cần Thơ- Lần 2-2016)
Hướng dẫn giải
Chuyển hỗn hợp X thành hợp chất ảo FeCl3 .
Theo bảo toàn nguyên tố Fe, ta có:
nFeCl3 = nFe (OH )3 =

32,1
= 0,3mol ⇒ mFeCl3 = 0,3.162,5 = 48, 75 gam.
107

Để chuyển hỗn hợp X thành FeCl3 bằng cách cho X phản ứng với một lượng Cl2
4, 48

là: nCl = nSO = 22, 4 = 0, 2mol ⇒ mCl = 0, 2.71 = 14, 2 gam. Theo bảo toàn khối lượng, ta
2

m

2

có: {FeCl
48,75

3

2

= mx + mCl2 ⇒ mX = 34,55 gam.
{ {
?

14,2

2.3.2.4. Sử dụng số oxi hóa ảo.
Ví dụ 1: Nung nóng m gam bột Fe với S trong bình kín không có không khí, sau
một thời gian thu được 12,8 gam hỗn hợp rắn X gồm Fe, FeS, FeS2, S. Hòa tan
hoàn toàn X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng, dư thu được 10,08 lít khí
SO2(đktc, sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
A. 5,6

B. 8,4.

C.11,2.

17

D. 2,8.


(Trích đề thi THPT Đại Học Sư Phạm Hà Nội-Lần 4-2015)
Hướng dẫn giải
Bản chất của toàn bộ quá trình phản ứng là Fe và S tác dụng với H2SO4 đặc nóng,
+3

+4

+6

dư. Fe và S trong X bị H2SO4 oxi hóa thành Fe và S , còn S trong H2SO4 bị khử
+4

về S . Như vậy SO2 được tạo ra trong cả quá trình oxi hóa và quá trình khử.
Tuy nhiên để thuận tiệc cho việc tính toán, ta coi số oxi hóa của S trong quá trình
0

+6

oxi hóa thay đổi từ S lên mức S (số oxi hóa ảo)
Áp dụng bảo toàn khối lượng và bảo toàn electron, ta có:
56nFe + 32nS = 12,8
 nFe = 0, 2

⇒ mFe = 0, 2.56 = 11, 2 gam
10, 08 = 0,9 ⇒ 


3
n
+
6
n
=
2
n
=
2.
n
=
0,
05
Fe
S
SO
S


2
22, 4


Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X gồm 0,02 mol FeS2 và 0,03 mol FeS
trong H2SO4 đặc, nóng (dư) thu được Fe2(SO4)3, SO2 và SO2(đktc). Hấp thụ hết
SO2bằng một lượng vừa đủ dung dịch KMnO4, thu được V lít dung dịch Y không
màu, trong suốt, có pH=2. Giá trị của V là
A. V= 22,6 lít.

B. V=22,8 lít.

C. V=11,4 lít.

D. V=11,3 lít.

(Trích đề thi Chuyên Trần Đại Nghĩa-TPHCM-Lần 1-2016)[5]
Hướng dẫn giải
Chất khử là FeS và FeS2, chất oxi hóa là H2SO4. Coi số oxi hóa của Fe và S trong
FeS và FeS2 đều là 0(số oxi hóa ảo) . Sau phản ứng số oxi hóa của Fe là +3, S là
+6. Số oxi hóa của S trong H2SO4thay đổi từ +6 về +4 (trong SO2).
Áp dụng bảo toàn electron, ta có:
15 nFeS2 + 9 nFeS = 2 nSO2 ⇒ nSO2 = 0, 285mol
{
{
{
0,02

0,03

?

18


Hấp thụ 0,285 mol SO2 vào dung dịch KMnO4 vừa đủ, xảy ra phản ứng:
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2H2SO4 + 2MnSO4
Mol: 0,285

→

0,114

Dung dịch Y chứa các chất H2SO4, K2SO4 và MnSO4.
+
Y có pH=2, suy ra  H  = 0,01M.

n

+

2n

2.0,114

H SO
H
Vậy thể tích dung dịch Y là: Vdd Y =  H +  =  H +  = 0, 01 = 22,8lit
   
2

4

2.4. KẾT QUẢ
Qua thực nghiệm của nhiều năm giảng dạy bộ môn hoá học 12 đặc biệt là
khi tham gia ôn thi Tốt Nghiệp THPT Quốc Gia phân tôi nhận thấy rằng: Khi
truyền đạt nội dung của phương pháp này đến với học sinh thì tỷ lệ học sinh tiếp
thu bài và giải được bài hóa khó (câu hỏi điểm 8, 9, 10) trong đề thi Đại học cao
hơn so với lúc trước khi chưa truyền đạt phương pháp. Học sinh có hứng thú với

các dạng bài tập này đặc biệt đối với học sinh khá, giỏi.
Năm học 2016-2017 tôi đã triển khai dạy phương pháp này tại lớp 12C 3
vào các giờ dạy tự chọn kết quả thu được rất khả quan. Qua bài kiểm tra khảo sát
lớp 12C3 trong năm học 2016-2017 cho thấy

19


KIỂM TRA ĐỢT I
(chưa áp dụng đề tài)

Lớp
12C2

Điểm khá

(9-10)

(7-8)

Sĩ Số

Điểm giỏi

40

Điểm TB
(5-6)

SL

%

SL

%

SL

0

0%

7

17,5% 23

Điểm yếu
(dưới 5)

%

SL

57,5% 10

%
25%

KIỂM TRA ĐỢT II

(Đã áp dụng đề tài)

Lớp
12C2

Điểm khá

(9-10)

(7-8)

Sĩ Số

Điểm giỏi

40

Điểm TB
(5-6)

SL

%

SL

%

3

7,5%

25

62,5% 8

PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

20

SL

Điểm yếu
(dưới 5)

%

SL

%

20%

4

10%


3.1. Kết luận.
Trên đây là một số kỹ năng và phương pháp giải một số dạng toán cơ bản

về sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo. Quá trình tìm tòi nghiên cứu tôi đã giải quết
được những vấn đề sau:
- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết phục vụ giải bài tập hóa học.
- Từ đó rút ra các bước thông thường để giải một bài toán bằng phương
pháp sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo.
- Sắp xếp một cách có hệ thống các dạng bài tập.
Trong quá trình vận dụng đề tài, tôi rút ra một số kinh nghiệm như sau: Để
có những tiết học đạt hiệu quả cao nhất luôn là niềm trăn trở, suy nghĩ là mục
đích hướng tới của những giáo viên có lương tâm và trách nhiệm nghề nghiệp ,
nhưng đây không phải là điều đạt được dễ dàng. Người giáo viên phải nhận thức
rõ vai trò là người "thắp sáng ngọn lửa" chủ động lĩnh hội tri thức trong từng học
sinh. Trong nội dung đề tài: “Phương pháp sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo để
giải các bài toán khó trong đề thi TNTHPT Quốc Gia” tôi đã đơn giản các bài
toán hóa phức tạp thành các bài toán hóa thông thường. Tôi hy vọng đây phương
pháp hữu ích để các em học sinh giải các bài toán hóa nhanh hơn, thấy hứng thú
với việc học môn hóa hơn.
3.2. Kiến nghị.

21


Vấn đề đổi mới phương pháp trong giờ học trong trường phổ thông đang là vấn
đề bức xúc. Để dạy hóa học trong nhà trường phổ thông có hiệu quả tôi đề nghị
một số vấn đề sau:
+ Giáo viên phải kiên trì, đầu tư nhiều tâm, sức để tìm hiểu các vấn đề hóa học,
vận dụng sáng tạo phương pháp dạy hoá học, để có bài giảng thu hút được học
sinh.
+ Ngành giáo dục cần phải đầu tư trang thiết bị dạy và học tốt hơn cho
tương xứng với thế hệ học trò và thời cuộc, nên đại trà chứ không thể chỉ dùng
mẫu vài tiết rồi lại thôi. Đây cũng là điều góp phần tạo điều kiện thuận lợi cho

giáo viên, phát huy được tốt hiệu quả giờ dạy. Cũng như nên có sự qua tâm động
viên kịp thời tương xứng.
+ Với thực trạng học hóa học và yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, có
thể coi đây là một quan điểm của tôi đóng góp ý kiến vào việc nâng cao chất
lượng học hóa học trong thời kì mới.
Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng vì thời gian
đầu tư có hạn và kinh nghiệm nghiên cứu chưa nhiều nên không thể tránh khỏi
những sai sót. Tôi kính mong thầy, cô giáo và các bạn thông cảm, đóng góp ý
kiến để đề tài được hoàn thiện hơn để có thể ứng dụng rộng rãi trong công tác
giảng dạy.
Tôi xin chân thành cảm ơn!
Thanh Hóa, ngày 25 tháng 05 năm 2017
Người viết
Nguyễn Quế Sơn
22


MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG
Bài tập dành cho học sinh lớp 10
Câu 1. Hỗn hợp X gồm Mg, MgO, Ca và CaO. Hòa tan 10,72 gam X vào dung
dịch HCl vừa đủ thu được 3,248 lít khí (đktc) và dung dịch Y. Trong Y có 12,35
gam MgCl2 và x gam CaCl2. Giá trị x là[1]
A. 33,05.

B. 15,54.

C. 31,08.

D. 21,78.

Câu 2. Hòa tan hoàn toàn 2,44 gam hỗn hợp X gồm FexOy và Cu bằng dung dịch
H2SO4 đặc nóng(dư). Sau phản ứng thu được 0,504 lít khí SO2(sản phẩm khử duy
nhất, ở đktc) và dung dịch chứa 6,6 gam hỗn hợp muối sunfat. Công thức của oxit
sắt là[6]
A. Fe2O3.

B. FeO.

C. Fe3O4.

D. FeO hoặc Fe3O4.

Câu 3. Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 4,5 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa
tan hết hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư) thoát ra 1,26 lít (ở đktc)
SO2 (là sản phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là[6]
A. 2,52.

B. 2,32.

C. 2,22.

D. 3,78.

Câu 4. Nung m gam Cu trong oxi, thu được hỗn hợp chất rắn X có khối lượng
24,8 gam gồm Cu2O, CuO, Cu. Hòa tan hoàn toàn X trong dung dịch H 2SO4 đặc
nóng thu được 4,48 lít khí SO2(đktc). Giá trị của m là
A. 22,4.

B. 2,24.

C. 6,4.

D. 32.

Câu 5. Nung m gam sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X. Hòa tan
hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO 3(dư), thoát ra 0,56 lít (ở đktc) NO (là sản
phẩm khử duy nhất). Giá trị của m là
23


A. 2,52.

B. 2,22.

C. 2,62.

D. 2,32.

Câu 6. Cho 17,04 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe 2O3 và Fe3O4 phản ứng với
dung dịch HNO3loãng dư thu được 2,016 lít khí NO(sản phẩm khử duy nhất, ở
đktc) và dung dịch Y. Cô cạn dung dịch Y thu được m gam muối khan. Giá trị của
m là
A. 53,250.

B. 58,080.

C. 73,635.

D. 51,900.

Bài tập dành cho học sinh lớp 11, 12
Câu 7. Hòa tan hoàn toàn 2,9 gam hỗn hợp gồm kim loại M và oxit của nó vào
nước, thu được 500 ml dung dịch chứa một chất tan có nồng độ 0,04M vaf0,224
lít khí H2(ở đktc). Kim loại M là
A. Ca.

B. Ba.

C. K.

D. Na.

Câu 8. Cho 11,36 gam hỗn hợp M gồm Fe, FeO, Fe 2O3, F3O4 phản ứng với dung
dịch HNO3 loãng (dư) thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc)
và dung dịch X. Dung dịch X có thể hòa tan tối đa 11,2 gam Fe(tạo khí NO duy
nhất). Số mol HNO3 có trong dung dịch đầu là
A. 0,86 mol.

B. 0,94 mol.

C. 0,78 mol.

D. 0,64 mol

Câu 9. Cho 38,04 gam hỗn hợp X gồm Mg, MgO, Ca, CaO, MgCO3, CaCO3 tác
dụng với dung dịch HCl vừa đủ thu được 9,408 lít hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối
so với hiđro là 12,5 và dung dịch chứa 25,65 gam MgCl2 và m gam CaCl2. Giá
trị m là
A. 39,96 gam.

B. 41,07 gam.

C. 38,85 gam.

24

D. 37,74 gam.


Câu 10. Dung dịch X chứa các ion : CO32- , SO32- , SO42- , 0,1 mol HCO3- và 0,3
mol HSO3- và 0,1 mol K+ . Thêm V lít dung dịch Ba(OH)2 1M vào X thì thu
được lượng kết tủa lớn nhất. Giá trị nhỏ nhất của V là:
A. 0,15.

B. 0,25.

C. 0,20.

D. 0,30.

Câu 11. Dung dịch X chứa a mol Na+; b mol HCO3¯; c mol CO32- và d mol SO42-.
Để tạo kết tủa lớn nhất người ta phải dùng 100 ml dung dịch Ba(OH) 2 x mol/l.
Biểu thức tính x theo a và b là:
a+b

A. x= 0,1 .

B. x=

a+b+c

.
0, 2

25

a+b

C. x= 0,3 .

D. x=

a+b+c
.
0, 2