Phương pháp biện luận

Màu nền
Font chữ
Font size
Chiều cao dòng

G. Phương pháp biện luận:
1. Cách giải: Để giải một bài toán biện luận ta có thể biện luận một trong các nội dung sau:
+ Biện luận theo hóa trị hay số ôxi hoá.
+ Biện luận theo nguyên tử khối hay phân tử khối của chất.
+ Biện luận theo quy luật của phản ứng.
+ Biện luận theo tính chất của chất.
+ Biện luận theo khối lượng chất.

2. Các ví dụ:
Ví dụ 1: Để đốt cháy hết 1 gam đơn chất X cần dùng vừa đủ 0,7 lít O2 ở đktc. Xác định đơn chất X.
Giải
Gọi n là số ôxi hóa của X trong ôxit. PTPU cháy:
2X + n/2O2 ---> X2On
Theo đề ra ta có: 1/2X = 0,7/22,4.0,5n ---> X = 8n
Biện luận: SOH của X có giá trị từ 1 --> 8
- Với n = 1 ---> X = 8 : Loại
- Với n = 2 ---> X = 16: Loại vì X là O
- Với n = 3 ---> X = 24: Loại vì Mg không có SOH là +3
- Với n = 4 ---> X = 32: Nhận, vì đó là S.
- Với n = 5 ---> X = 40: Loại vì Ca không có SOH là +5
- Với n = 6 ---> X = 48: Loại
- Với n = 7 ---> X = 56: Loại và Fe không có SOH là +7
- Với n = 8 ---> X = 64: Loại vì Cu không có SOH là +8
Vậy X là S.

Ví dụ 2: Cho 3,06 gam ôxit kim loại tác dụng hết với dung dịch HNO3, khi cô cạn dung dịch thấy tạo ra 5,22 gam muối khan. Xác định M biết nó có hóa trị duy nhất.
Giải
PTPƯ: M2On + 2nHNO3 ---> 2M(NO3)n + nH2O
Vậy: 3,06/(2M + 16n) = 5,22/(M + 62n)
---> M = 68,5n. Biện luận:
- Với n = 1 ---> M = 68,5 : Loại.
- Với n = 2 ---> M = 137 : Ba
- Với n = 3 ---> M = 205,5 : Loại
Vậy kim loại M là Ba

Ví dụ 3: A và B là hai chất khí ở điều kiện thường. A là hợp chất của nguyên tố X với O, trong đó oxi chiếm 50% khối lượng. B là hợp chất của nguyên tố Y với H2 trong đó H chiếm 25% khối lượng. Tỉ khối của A so với B bằng 4. Xác định CTPT của A, B biết rằng mỗi phân tử A, B chỉ có 1 nguyên tử X, Y tương ứng.
Giải
Đặt CT của A là XOn và của B là YHm, khi đó ta có:
MA = X + 16n = 16n + 16n = 32n
MB = Y + m = 3m + m = 4m
Theo tỷ khối d = 32n/4m = 4 ---> m = 2n
Vì m, n là số nguyên dương và <= 4 , m lại là số chẵn nên tức m chỉ có các giá trị 2 và 4.
- Nếu m = 2 thì Y = 6 : Loại
- Nếu m = 4 thì Y = 12 : Đó là C --> B là CH4 và n = 2 ---> X là S, A là SO2

Ví dụ 4: Khi đốt cháy các đồng đẳng của một loại rượu ta nhận thấy tỷ lệ số mol H2O và số mol CO2 (nH2O/nCO2) giảm dần. Xác định dẫy đồng đẳng của rượu.
Giải
Công thức tổng quat của rượu có dạng CnH2n+2-2kOm, trong đó k là số liên kết pi.
PTPU cháy: ...
---> Tỷ số T = nCO2/nH2O = (n + 1 - a)/n = 1 + (1 - a)/n
Biện luận:
- Nếu a = 0 ---> T = 1 + 1/n, khi n tăng thì 1/n giảm và T cũng giảm theo, phù hợp với đề.
- Nếu a = 1 ---> T = 1: Hằng số, loại!
- Nếu a = 2 ---> T = 1 - 1/n : Do n tăng thì 1/n giảm và T tăng : Loại!
- Nếu a = 3 ---> T = 1 - 2/n : Do n tăng thì 2/n giảm và T tăng : loại!
...
Bằng quy nạp toán học dễ nhận thấy a > 0 đều không phù hợp. Vậy a = 0
Vậy rượu thuộc dẫy đồng đẳng các rượu no, đơn chức hoặc đa chức.

Ví dụ 5: Hợp chất HC A chưa C, H, O trong đó O chiếm 37,21% khối lượng. Trong A chỉ có 1 loại nhóm chức. Khi cho 1 mol A tác dụng với dd AgNO3/NH3 thu được 4 mol Ag. Xác định CTPT và CTCT của A.
Giải
Trước tiên biện luận theo tính chất:
+ A có phản ứng tráng gương nên A có nhóm chức -CHO
+ 1 mol A tráng gương cho 4 mol Ag nên A có thể là HCHO hay andehit 2 chức.
Biện luận theo %O:
+ Nếu A là HCHO thì %O = 16/30 = 53,3% nên loại.
+ Vậy A là andehit 2 chức, tức là A có 2 nguyên tử O, hay 1 mol A chứa 32 gam O mà %O = 37,21% nên khối lượng mol của A là:
A = 100.32/37,21 = 86
A có công thức phân tử là CxHyO2 = 12x + y + 32 = 86
---> 12x + y = 54
Biện luận:
+ Nếu x = 1 thì y = 42: Loại
+ Nếu x = 2 thì y = 30: loại
+ Nếu x = 3 thì y = 28: Loại
+ Nếu x = 4 thì y = 6: Nhận
+ Nếu x > 4 thì y < 0: Loại
Vậy A là C4H6O2, từ đó vẽ các CTCT của A.

Ví dụ 6: Hỗn hợp X gồm 2 andehit A và B có số mol bằng nhau. Cho m gam X tác dụng hết với dd AgNO3/NH3 thu 86,4 gam Ag. Biết tỷ khối hơi của X so với CO2 là 1 và m < 10 gam. Xác định A và 

Ý nghĩa, tác dụng của bài tập HH:

1. Ý nghĩa trí dục:
+ Làm chính xác hóa các khái niệm hóa học. Củng cố đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sing dộng, phong phú và hấp dẫn. Chỉ khi vận dụng được kiến thức vào giải bài tập chúng ta mới nắm được kiến thức mọt cách sâu sắc.
+ Ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất.
+ Rèn luyện các kỹ năng hóa học như cân bằng PTPU, tính toán theo CTHH và PTHH...Nếu là bài tập thực nghiệm sẽ rèn các kỹ năng thực hành, góp phần vào việc giáo dục các kỹ thuật tổng hợp.
+ Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao động sản xuất và bảo vệ môi trường.
+ Rèn luyện các kỹ năng sử dụng ngôn ngữ hóa học và các thao tác tư duy.
2. Ý nghĩa phát triển:
Khi làm bài tập sẽ phát triển các năng lực tư duy logic, biện chứng, khái quát, độc lập, thông minh và sáng tạo.
3. Ý nghĩa giáo dục:
Rèn luyện đức tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê khoa học hóa học. Bài tập thực nghiệm còn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao động như: Lao động có tổ chức, có kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc.

Xu hướng của bài tập HH ngày nay:
+ Loại bỏ những bài tập HH có nội dung HH nghèo nàn nhưng lại cần đến những thuật toán phức tạp để giải.
+ Loại bỏ những bài tập có nội dung lắt léo, giả định rắc rối, phức tạp xa rời hoặc phi thực tiễn HH.
+ Tăng cường sử dụng bài tập thực nghiệm.
+ Tăng cường sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan.
+ Xây dựng bài tập mới về bảo vệ môi trường và phòng chống ma tuý.
+ Xây dựng bài tập mới để rèn luyện năng lực tư duy phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề.
+ Đa dạng hóa bài tập như bài tập bằng hình vẽ, bài tập vẽ đò thị, sơ đồ hay lắp dụng cụ thí nghiệm.
+ Bài tập có nội dung HH phong phú, sâu sắc nhưng phần tính toán đơn giản nhẹ nhàng.
+ Tăng cường sử dụng bài tập thực nghiệm định lượng.

Cách sử dụng bài tập:

1. Sử dụng bài tập để rèn tư duy logic:
Ví dụ: Lập PTPU Al khử NO3- thành NH3 trong môi trường kiềm mạnh, dư.
Logic của vấn đề như sau:
+ Trong các phản ứng HH thì Al bao giờ cũng nhường 3e nên sau phản ứng nó phải có SOH là +3
+ Al khử NO3- xuống NH3 như vậy N5+ trong NO3- đã thu e của Al để giảm SOH xuống -3 trong NH3.
+ Lập thăng bằng e giữa chất khử và chất oxi hoá:
Al - 3e ---> Al3+ .8
N5+ + 8e ---> N3- .3
+ Từ thăng bằng electron suy ra trong phản ứng hệ số của Al là 8 và của NO3- là 3. Để cho tiên ta lấy NO3- là NaNO3 và môi trường OH- là NaOH. Khi đó vế trái của phản ứng là:
8Al + 3NaNO3 + NaOH --->
+ Ion Al3+ trong môi trường kiềm tạo kết tủa Al(OH)3, nhưng Al(OH)3 lưỡng tính nên tan trong kiềm mạnh dư tạo muối aluminat:
Al(OH)3 + NaOH ---> NaAlO2 + 2H2O
Như vậy vế phải của phương trình là: NaAlO2 + NH3
+ Cả PTHH là:
8Al + 3NaNO3 + NaOH ---> NaAlO2 + NH3
+ Tìm các hệ số còn lại:
8Al + 3NaNO3 + 5NaOH ---> 8NaAlO2 + 3NH3
+ Vế phải có 9H nhưng vế trái mới có 4H, tức là phải có 2 phân tử H2O tham gia phản ứng:
8Al + 3NaNO3 + 5NaOH + 2H2O ---> 8NaAlO2 + 3NH3

*Để củng cố tư duy ta làm bài sau: Cũng đề như trên nhưng thay Al bằng Zn.
Hoàn toàn tương tự ta có:
4Zn + NaNO3 + 7NaOH ---> 4Na2ZnO2 + NH3
Đến đây lại xuất hiện vấn đề mới: Để cân bằng H thì phản ứng phải tạo ra 2 phân tử H2O (Bên trên là 2H2O tham gia phản ưng!):
4Zn + NaNO3 + 7NaOH ---> 4Na2ZnO2 + NH3 + 2H2O

*Chúng ta nhận thấy rằng PU ôxi hóa khử xẩy ra trong dung dịch thì H2O có thể tham gia, không tham gia hay tạo thành sau PƯ. Thông qua suy luận logic như trên, có thể tự lập được các PTPU, không cần và cũng không thể học thuộc các hệ số.

*Như vậy suy luận logic là vô cùng quan trọng và chúng ta nên biết suy luận và nhớ thông qua suy luận chứ không nên nhớ những cái vụn vặt.

1.Phương pháp bảo toàn nguyên tố trong phản ứng hóa học
Xét biến đổi:hỗn hợp X+hỗn hợpY=hỗn hợp Z.Với bất kì nguyên tố A nào chứa trong X,Y lượng A trong X,Y bằng lượng A trong Z
2.Phương pháp sử dụng một hệ thức giữa 2 ẩn
trong trường hợp nếu thiếu 1 phương trình(n ẩn mà chỉ có n-1 phương trình thì),các bạn có thế tìm một hệ thức giữa 2 ẩn,khối lượng nguyên tử khối với hóa trị chẳng hạn.Cho một ẩn một vài giá trị(biện luận) rồi tìm giá trị tương ứng của ẩn còn lại :-\
3.Phương pháp dùng khối lượng mol trung bình
Với phương pháp này thì các bạn nên tính số mol của hh rồi tính khối lượng mol trung bình của hh.
Ví dụ: một hỗn hợp X gồm 2 kim loại A và B có cùng hóa trị 2 và M nguyên tử gần= nhau,molA=1/2B.mX=19.3(g).Cho hh+HCl(dư)thì chỉ có A tan và tạo ra 2.24(l)H2
Tìm A,B
Giải
ta có phương trình
A+HCL=ACl2+H2 (1)
molA=molH2=2.24/22.4=0.1(mol).Vì b=2a==>mol B=0.2(mol)
======>a+b=0.1+0.2=0.3(mol)
===>khối lượng mol trung bình của X=19.3/0.3=64.3
Vì Ma<Mx<Mb==>A là 64(Cu) và B là 65(Zn).

Bạn đang đọc truyện trên: Truyen2U.Pro