Tài liệu VẬN DỤNG LINH HOẠT CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TOÁN HOÁ HỌC pdf

- Trang 1 -
VẬN DỤNG LINH HOẠT CÁC PHƯƠNG PHÁP
ĐỂ GIẢI NHANH BÀI TOÁN HOÁ HỌC
ThienVyHuy
Administrator of
Kể từ năm 2007, Bộ Giáo dục và Đào tạo đã chính thức chuyển cấu trúc đề thi tuyển sinh
Đại học, Cao đẳng môn Hoá học từ tự luận sang trắc nghiệm 100%. Điều đó cũng đồng nghĩa với
việc trong vòng 90 phút, học sinh phải thật bình tĩnh để lựa chọn phương án trả lời tối ưu nhất
trong thời gian ngắn nhất. Để làm được như vậy, đa phần học sinh đều tìm đến những phương pháp
giải toán hoá học trong sách tham khảo hoặc trên các diễn đàn. Một vài phương pháp đó là: bảo
toàn (electron, điện tích, nguyên tố, khối lượng), tăng giảm khối lượng, sơ đồ đường chéo, đồ thị,
trung bình, và một phương pháp khá hiệu quả là quy đổi, ... Tuy nhiên, để áp dụng thật nhanh nhạy
và chính xác những phương pháp đó cần trải qua một thời gian khá lâu. Và để thực hiện tốt hơn
điều đó, bài viết này tôi xin giới thiệu một số kỹ năng để giải những bài toán hoá học phần vô cơ.
Sau đây là một số ví dụ:
Ví dụ 1. [Khối A – 2007] Hòa tan hoàn toàn 12 gam hỗn hợp Fe, Cu (tỉ lệ mol 1:1) bằng axit
HNO
3
, thu được V lít (ở đktc) hỗn hợp khí X (gồm NO và NO
2
) và dung dịch Y (chỉ chứa hai muối
và axit dư). Tỉ khối của X đối với H
2
bằng 19. Giá trị của V là
A. 2,24. B. 4,48. C. 5,60. D. 3,36.
– GIẢI –
Từ giả thiết dễ dàng suy ra được
1,0
CuFe
nn
(mol).

Hơn nữa, ta có
)(
2
2
XM
MM
NONO










19.238
2
4630
nên gọi
2
NONO
nna 
.
Theo định luật bảo toàn electron, dễ dàng suy ra phương trình (pt):
aa  32.1,03.1,0
hay
25,0a
(mol).

Vậy V = 5,6 (lít).
Nhận xét: Bài tập này chỉ yêu cầu học sinh nhìn nhận kĩ đề bài, thành thạo kĩ năng tính nhẩm và sử
dụng tinh ý phương pháp bảo toàn mol electron. Tôi xin đưa ra một công thức dễ nhớ để vận dụng
nhanh hơn:
Nếu giả thiết bài toán sinh ra 1, 2 hay nhiều khí (N
x
O
y
), thậm chí muối amoni nitrat, ta luôn có:

số mol electron nhận =
34222
81083
NONHNONNONO
nnnnn 
Ở đây chỉ xét cho trường hợp tổng quát, tuỳ từng bài toán cụ thể mà ta có hệ thức thích hợp.
Ví dụ 2. [Khối A – 2007] Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lít khí CO
2
(ở đktc) vào 2,5 lít dung dịch
Ba(OH)
2
nồng độ a mol/l, thu được 15,76 gam kết tủa. Giá trị của a là
A. 0,032. B. 0,048. C. 0,06. D. 0,04.
– GIẢI –
Đối với dạng toán tạo muối, thông thường nếu viết pt thì sẽ tốn nhiều thời gian. Vì vậy chúng ta nên
tập thao tác hình dung trong đầu 2 pt có thể xảy ra đối với bài toán.
Ở pt tạo muối cacbonat:
08,0
322
)(


BaCOOHBaCO
nnn
(mol) nên CO
2
dư
04,008,012,0 
(mol).
Còn ở pt tạo muối hidrocacbonat thì
02,004,0.
2
1
2
)(

OHBa
n
(mol).
- Trang 2 -
Vậy
04,0
5,2
02,008,0


a
(mol/l).
Nhận xét: Dạng toán tạo muối rất thường gặp trong kỳ tuyển sinh Đại học và Cao đẳng nên học
sinh cần phải nắm vững các kỹ thuật nhẩm số mol, khối lượng mol để giải quyết mau lẹ. Việc tưởng
tượng trong đầu các pt phản ứng xảy ra dựa trên định luật bảo toàn nguyên tố cũng rất có lợi cho

học sinh trong việc tranh thủ thời gian làm bài.
Ví dụ 3. [Khối A – 2007] Cho m gam hỗn hợp Mg, Al vào 250 ml dung dịch X chứa hỗn hợp axit
HCl 1M và axit H
2
SO
4
0,5M, thu được 5,32 lít H
2
(ở đktc) và dung dịch Y (coi thể tích dung dịch
không đổi). Dung dịch Y có pH là
A. 1. B. 6. C. 7. D. 2.
– GIẢI –
Ta có số mol H
+
ban đầu là:
5,0)5,0.21.(25,0 

H
n
(mol).
Mặt khác số mol H
+
phản ứng là:
475,02375,0.22
2


H
H
nn

(mol).
Suy ra
1
25,0
475,05,0
lg 







pH
.
Nhận xét: Dạng toán về pH đã khá quen thuộc với chúng ta từ đầu học kì I lớp 11. Để giải quyết
những bài tập này, thông thường ta không nên viết các phương trình điện li vì sẽ tốn nhiều thời
gian. Ở đây tôi xin đưa ra 1 hệ thức để tính số mol H
+
(OH
-
cũng tương tự) nhanh chóng:
Giả sử có V (lít) dung dịch A chứa hỗn hợp axit H
a
X p (M), H
b
Y q (M), ... thì:
...)...( 

qcpaVn

H
Đôi khi bài tập pH có thể được giải quyết bằng máy tính bỏ túi trong vòng khoảng 10 – 20s. Sau
đây là một bài tập áp dụng công thức trên:
[Khối B – 2009] Trộn 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm H
2
SO
4
0,05M và HCl 0,1M với 100 ml dung
dịch hỗn hợp gồm NaOH 0,2M và Ba(OH)
2
0,1M, thu được dung dịch X. Dung dịch X có pH là
A. 13,0. B. 1,2. C. 1,0. D. 12,8.
Hướng dẫn:
][
.04,0)1,0.22,0.(1,0
.02,0)1,005,0.2.(1,0











OH
n
n

OH
H
dư
.13114.1,0
2,0
02,004,0


 pH
Ví dụ 4. [Khối A – 2008] Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO
3
0,8M và H
2
SO
4
0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, sinh ra V lít khí NO (sản phẩm khử
duy nhất, ở đktc). Giá trị của V là
A. 0,746. B. 0,448. C. 1,792. D. 0,672.
– GIẢI –
Từ giả thiết ta có các số liệu sau:
05,0
Cu
n
,
12,0

H
n
,
08,0

3


NO
n
.
Khi đó:
2
08,0
3
05,0
8
12,0

, tức H
+
hết nên
03,012,0.
8
2

NO
n
(mol) hay V = 0,672 (lít).
Nhận xét: Sở dĩ bài toán trên được giải quyết ngắn gọn là bởi ta đã quá gần gũi với pt ion rút gọn
của phản ứng Cu tác dụng với HNO
3
sinh ra khí NO:
OHNOCuNOHCu
2

2
3
423283 

.
Ở đây chỉ cần nhớ hệ số của 3 chất tham gia và khí NO là ta có thể làm giải quyết vấn đề trong thời
gian ngắn nhất.
Ví dụ 5. [Khối A – 2009] Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO
3
loãng, thu
được 940,8 ml khí N
x
O
y
(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) có tỉ khối đối với H
2
bằng 22. Khí N
x
O
y
và kim loại M là
- Trang 3 -
A. NO và Mg. B. NO
2
và Al. C. N
2
O và Al. D. N
2
O và Fe.
– GIẢI –

Dựa vào đề bài, ta có pt sau:
7
822
441614
y
xyx


. Dùng máy tính bỏ túi giải phương trình
nghiệm nguyên thu được kết quả: x = 2, y = 1 (N
2
O) nên đáp án chỉ có thể là C hoặc D.
Áp dụng công thức ở ví dụ 1 đã đề cập, tính được n
e
(cho) = n
e
(nhận) =
336,0
4,22
9408,0
.8 
(mol).
Từ đó:
n
n
M
M
9
336,0
024,3


. (với n là số oxi hoá cao nhất của kim loại M).
Vậy M là Al.
Nhận xét: Bài toán này yêu cầu học sinh phải sử dụng hết tất cả giả thiết để tìm ra đáp án đúng
nhất. Nếu chỉ dùng ½ giả thiết thì chỉ loại được 2 phương án không chính xác. Tuy nhiên, bài này
cũng không khó đối với chúng ta nếu biết bình tĩnh nhìn nhận vấn đề chính xác.
Ví dụ 6. [Khối A – 2009] Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92 gam Cu vào 400 ml dung dịch
chứa hỗn hợp gồm H
2
SO
4
0,5M và NaNO
3
0,2M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được
dung dịch X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho V ml dung dịch NaOH 1M vào dung dịch X
thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Giá trị tối thiểu của V là
A. 360. B. 240. C. 400. D. 120.
– GIẢI –

số mol electron cho =
12,0
64
92,1
.2
56
12,1
.3 
(mol).
08,0
3



NO
n
(mol).
Dựa vào pt:
OHNOeHNO
23
234 

suy ra:

H
n
(dư) =
24,012,0.
3
4
5,0.2.4,0 
(mol).
36,0
1
24,012,0


V
(lít) = 360 (ml).
Nhận xét: Đây là một bài toán về HNO
3
khá khó, khiến nhiều học sinh mất nhiều thời gian đầu tư

vào việc viết pt ion rút gọn của phản ứng Fe và Cu. Vì vậy, để rút ngắn thời gian hơn nữa, chúng ta
nên sử dụng bán phản ứng trên. Đồng thời thông qua 2 pt: Fe
3+
+ 3OH
-
→ Fe(OH)
3
và Cu
2+
+ 2OH
-
→ Cu(OH)
2
để tính được tổng số mol của OH
-
phản ứng với 2 ion Fe
3+
, Cu
2+
trong dung dịch X.
Kết hợp với số mol H
+
còn dư để suy ra được đáp án đúng. Tuy nhiên, ở đây ta có thể dùng tổng số
mol electron cho của 2 kim loại ban đầu để tính số mol OH
-
phản ứng.
Ví dụ 7. [Khối A – 2009] Hoà tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO
3
loãng (dư), thu
được dung dịch X và 1,344 lít (ở đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N

2
O và N
2
. Tỉ khối của hỗn
hợp khí Y so với khí H
2
là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Giá trị của m là
A. 38,34. B. 34,08. C. 106,38. D. 97,98.
– GIẢI –
Dựa trên kỹ thuật nhẩm trung bình ở ví dụ 1, dễ dàng tính được
03,0
2
06,0
22

NON
nn
(mol).
Khi đó,

số mol electron nhận =
3.46,038,154,003,0.1003,0.8 
= số mol electron cho.
Thế nên, sẽ có muối NH
4
NO
3
sinh ra với số mol là:
105,0
8

54,038,1


(mol).







 35
8 NeN
.
Vậy
38,10680.105,0213.46,0 m
(gam).
- Trang 4 -
Nhận xét: Ở bài tập này ta chỉ lưu ý một điều, phải xét xem dung dịch sau phản ứng có bao gồm
NH
4
NO
3
hay không ? Nhưng nó sẽ trở nên nhẹ nhàng hơn nếu ta để ý rằng giả thiết cho HNO
3
dư
nên Al tan hết tạo ra 97,98 (gam) muối. Vì vậy A và B bị loại. Tiếp tục xem xét phản ứng có tạo
muối amoni hay không bằng cách so sánh 2 số mol electron nhường và nhận, thấy được sự chênh
lệch. Như thế bài toán chắc chắn tạo muối NH
4

NO
3
và khối lượng m phải lớn hơn 97,98 (gam). Đáp
án C. Và đây là một bài nhỏ tương tự nhưng mức độ dễ hơn:
[Khối B – 2008] Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO
3
(dư). Sau khi phản ứng xảy ra
hoàn toàn thu được 0,896 lít khí NO (ở đktc) và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi
làm bay hơi dung dịch X là
A. 8,88 gam. B. 13,92 gam. C. 6,52 gam. D. 13,32 gam.
Ví dụ 8. [Khối B – 2009] Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H
2
SO
4
đặc,
nóng thu được dung dịch X và 3,248 lít khí SO
2
(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc). Cô cạn dung dịch
X, thu được m gam muối sunfat khan. Giá trị của m là
A. 52,2. B. 54,0. C. 58,0. D. 48,4.
– GIẢI –
Ta sẽ sử dụng phương pháp quy đổi để giải quyết bài toán trên.
Quy đổi oxit sắt thành sắt và oxi. Từ các pt:
145,029,0
2
2
2
3
3
46

23








SeS
bb
OeO
aaa
FeeFe
, ta có hệ:
29,0
29,023
88,201656






ba
ba
ba
(mol). Vì vậy,
58400.29,0.
2

1
342
)(

SOFe
m
(gam).
Nhận xét: Ta cũng có thể đặt công thức tổng quát của oxit sắt là Fe
x
O
y
để làm. Tuy nhiên, việc giải
hệ sẽ tốn thêm một ít thời gian hơn. Điểm mấu chốt trong bài này chính là tìm được khối lượng
muối sunfat khan, không nhất thiết phải tìm ra chính xác công thức của oxit sắt.
Ví dụ 9. [Khối A – 2009] Cho luồng khí CO (dư) đi qua 9,1 gam hỗn hợp gồm CuO và Al
2
O
3
nung
nóng đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng CuO có trong hỗn hợp
ban đầu là
A. 0,8 gam. B. 8,3 gam. C. 2,0 gam. D. 4,0 gam.
– GIẢI –
Ta đã biết CO không phản ứng với Al
2
O
3
nên số mol oxi CuO bị hao hụt là:
05,0
16

3,81,9



oxi
n
(mol). Đây cũng chính là số mol của CuO trong hỗn hợp.
Vậy
480.05,0 
CuO
m
(gam).
Nhận xét: Bài toán về CO này không có gì là khó đối với học sinh, chỉ cần một chút nhanh trí là có
thể giải quyết mau lẹ. Một vài học sinh có thể đặt hệ phương trình nhưng việc đó không cần thiết và
cũng khiến họ mất nhiều thời gian hơn. Cuối cùng tôi xin đưa ra 1 ví dụ được coi là “kinh điển”
trong các kì tuyển sinh đại học vừa qua:
Ví dụ 10. [Khối A – 2008] Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe
2
O
3
và Fe
3
O
4
phản ứng hết với
dung dịch HNO
3
loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung
dịch X. Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 38,72. B. 35,50. C. 49,09. D. 34,36.

– GIẢI –
Đây là một bài khá phổ biến, được nhiều học sinh quan tâm đến. Ở trên các diễn đàn trình bày khá
nhiều về phương pháp giải của nó. Thầy Vũ Khắc Ngọc cũng đã đưa ra tận 18 cách giải cho bài
- Trang 5 -
này. Thầy Lê Phạm Thành còn chứng minh được công thức áp dụng nhanh chóng cho mọi trường
hợp. Tuy nhiên, những vấn đề đó đã được đề cập nên tôi sẽ không nói đến nữa mà sẽ trình bày một
cách thông thường đối với dạng toán này:
Quy đổi hỗn hợp thành Fe và Fe
2
O
3
với số mol lần lượt là a và b (mol). Khi đó ta có hệ:











05,0
06,0
18,03
36,1116056
b
a
a

ba
(mol). Vì vậy,
 
72,3805,0.206,0.242 m
(gam).
MỘT SỐ BÀI TẬP ÁP DỤNG
(Trích từ đề thi tuyển sinh Đại học và một số đề thi thử Đại học
của các trường Trung học phổ thông trên toàn quốc năm học 2009 – 2010)
Bài 1. [Khối A – 2008] Trộn lẫn V ml dung dịch NaOH 0,01M với V ml dung dịch HCl 0,03 M
được 2V ml dung dịch Y. Dung dịch Y có pH là
A. 4. B. 3. C. 2. D. 1.
Bài 2. [Khối B – 2008] Cho m gam hỗn hợp X gồm Al, Cu vào dung dịch HCl (dư), sau khi kết
thúc phản ứng sinh ra 3,36 lít khí (ở đktc). Nếu cho m gam hỗn hợp X trên vào một lượng dư axit
nitric (đặc, nguội), sau khi kết thúc phản ứng sinh ra 6,72 lít khí NO
2
(sản phẩm khử duy nhất, ở
đktc). Giá trị của m là
A. 11,5. B. 10,5. C. 12,3. D. 15,6.
Bài 3. [Khối A – 2007] Hoà tan 5,6 gam Fe bằng dung dịch H
2
SO
4
loãng (dư), thu được dung dịch
X. Dung dịch X phản ứng vừa đủ với V ml dung dịch KMnO
4
0,5M. Giá trị của V là
A. 80. B. 40. C. 20. D. 60.
Bài 4. [Khối B – 2009] Hòa tan hoàn toàn 1,23 gam hỗn hợp X gồm Cu và Al vào dung dịch HNO
3
đặc, nóng thu được 1,344 lít khí NO

2
(sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch Y. Sục từ từ khí
NH
3
(dư) vào dung dịch Y, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kết tủa. Phần trăm
về khối lượng của Cu trong hỗn hợp X và giá trị của m lần lượt là
A. 21,95% và 2,25. B. 78,05% và 2,25. C. 21,95% và 0,78. D. 78,05% và 0,78.
Bài 5. [Khối B – 2007] Cho 13,44 lít khí clo (ở đktc) đi qua 2,5 lít dung dịch KOH ở 100
o
C. Sau
khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 37,25 gam KCl. Dung dịch KOH trên có nồng độ là
A. 0,24M. B. 0,48M. C. 0,4M. D. 0,2M.
Bài 6. [Khối A – 2008] Cho 2,13 gam hỗn hợp X gồm ba kim loại Mg, Cu và Al ở dạng bột tác
dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33 gam. Thể tích dung
dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y là
A. 57 ml. B. 50 ml. C. 75 ml. D. 90 ml.
Bài 7. [Khối A – 2009] Cho 3,68 gam hỗn hợp gồm Al và Zn tác dụng với một lượng vừa đủ dung
dịch H
2
SO
4
10%, thu được 2,24 lít khí H
2
(ở đktc). Khối lượng dung dịch thu được sau phản ứng là
A. 101,68 gam. B. 88,20 gam. C. 101,48 gam. D. 97,80 gam.
Bài 8. [Khối B – 2008] Trộn 100 ml dung dịch có pH = 1 gồm HCl và HNO
3
với 100 ml dung dịch
NaOH nồng độ a (mol/l) thu được 200 ml dung dịch có pH = 12. Giá trị của a là
A. 0,15. B. 0,30. C. 0,03. D. 0,12.

Bài 9. [Khối A – 2007] Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm Fe
2
O
3
, MgO, ZnO trong 500 ml
axit 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. 6,81 gam. B. 4,81 gam. C. 3,81 gam. D. 5,81 gam.
Bài 10. [Khối A – 2009] Cho 0,448 lít khí CO
2
(ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch chứa hỗn
hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)
2
0,12M, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là
A. 1,182. B. 3,940. C. 1,970. D. 2,364.
Bài 11. [Khối B – 2009] Nung nóng m gam hỗn hợp gồm Al và Fe
3
O
4
trong điều kiện không có
không khí. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗn hợp rắn X. Cho X tác dụng với dung