Đề tài Lựa chọn, xây dựng hệ thống câu hỏi và bài tập về phản ứng oxi hóa- khử nhằm phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh ở trường trung học phổ thông

O42- + … Hướng dẫn: Với sắt chỉ có các cặp Fe3+/Fe2+, Fe3+/Fe, Fe2+/Fe khi gặp HNO3 với cặp NO-3 / NO2 và NO-3/NO…thỡ Fe và FexOy (không phải Fe2O3) đúng vai trò chất khử. Nếu biết được sự so sánh tương đối giữa các cặp oxh - k, hs có thể dự đoán được sản phẩm. Trong thực tế hs dùa vào kiến thức tính oxh của HNO3 rất mạnh nên chất khử pư với HNO3 thường tạo ra dạng oxh có mức oxh cao nhất. Vì vậy sản phẩm của pư sẽ là muối sắt (III) và H2O. Từ đây có thể có các bài tập tương tự với các hợp chất của sắt có soh nhá hơn 3, các kim loại khác hay các chất khử khác pư với axit HNO3, dành cho hs đại trà! a) 3 Fe3O4 + 28HNO3 → NO + 9Fe(NO3)3 + 14H2O 3x Fe3O4 +8H+ → 3Fe3+ + e + 4H2O 1x NO-3+4H+ + 3e →NO + 2H2O b) H2S+4O3 + Br02 + H2O H2S+6O4 + 2HBr- S+4 S+6 + 2e Br2 + 2e 2Br- c) 2MnO-4 + SO2-3 +2OH- → 2MnO42- + Chất (SO2-4 + H2O…) 2x MnO-4 + e → MnO2-4 1x SO2-3 + 2OH- → SO2-4 + H2O + 2e Bài 34: [60 tr 110][51 tr 56][45 tr 123, 148] [5 tr 20] Hoàn thành các phương trình pư sau: 1) Zn + HNO3 → NH+4 +…”. 2) KI + MnO2 + H2SO4 →I2 +…. 3) NO + K2Cr2O7 + H2SO4 HNO3 + K2SO4+… 4) SO2 + KMnO4 + H2O K2SO4 +… 5) HCl + MnO2 → MnCl2 + X + H2O * Bài 35: [51 tr 57] [45 tr 158]. Hoàn thành các phương trình pư dưới dạng phân tử và ion (nếu có): a) K2Cr2O7 + …+ H2O → Cr(OH)3 + S + NH3 + KOH b) FeSO4 + HNO3 → NO +… (Khi thiếu nhiều chất oxh hoặc chất khử). Bài 36 [45 tr131]: “Hoàn thành và cân bằng phương trình pư sau: a) FeS2 + HNO3 (đ) → SO2-4+….” b) Cl2 + OH- đặc nóng →… + …. c) Cu2S + HNO3 loãng → NO +… Hướng dẫn: a) Theo phương trình đã cho mới xác định được cặp S+6/S-1 nên S-1 trong FeS2 là chất khử, HNO3 (đ) có tính oxh và tạo sản phẩm NO2 nên suy ra dạng khử liên hợp bị khuyết là NO2, hình thành cặp N+5/N+4. Fe+2 trong FeS2 sẽ thể hiện tính khử khi gặp HNO3 đặc, vậy có cặp Fe+3/Fe+2 nên dạng oxh liên hợp còn thiếu là Fe+3 H+ trong HNO3 sẽ đóng vai trò môi trường cho pư và cung cấp NO-3 để tạo muối sau pư . FeS2 +15NO-3 +14 H+ → Fe3+ + 15NO2 +2SO2-4 +7H2O FeS2 + 18HNO3 (đ) → Fe(NO3)3 +15NO2 + 2H2SO4 +7H2O b) 3Cl2 + 6OH- đặc nóng →ClO-3+Cl-1 +3H2O 1x Cl0 + 6OH- → ClO-3 + 3H2O + 5e 5x Clo+ e → Cl-1 c) 3Cu2S + 16H+ + 10NO3- loãng → 10NO +3SO2-4 + 6Cu2+ +8H2O 3x Cu2S + 4H2O → 2Cu2+ + SO2-4 + 8H+ + 10e 10x NO-3 + 4H+ + 3e → NO + 2H2O Đáp số của sách: ( 3Cu2S + 22HNO3 → 6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO + 8H2O) ( 3Cu2S + 16HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 3CuSO4 + 10NO + 8H2O) Khuyết hoàn toàn các chất sản phẩm. Trong dạng bài này việc suy luận ra các cặp oxh - k được dựa trờn khả năng oxi hóa, khử của các nguyên tố kết hợp với yếu tố môi trường, tính chất hóa học của các nguyên tố để chỉ ra trạng thái tồn tại thực của các cấu tử có tính chất oxh và tính khử liên hợp. Học sinh gặp nhiều khó khăn khi gặp các nguyên tố có nhiều trạng thái oxh như: S, Cl, N ….đũi hỏi các em có kiến thức sâu sắc về mức độ oxh - khử về sự tương quan giữa các chất khử và chất oxh để khẳng định được cấu tử trong hệ sẽ dừng ở trạng thái oxh nào là hợp lý. * Dạng bài tập này yêu cầu hs ở mức độ cao hơn các em phải chỉ ra được các cặp oxh - k có khả năng tồn tại trong hệ, song cũng rất phổ biến với hs đại trà nhằm kiểm tra kiến thức về tính chất của chất, khả năng oxh - k của chất. Vì vậy bài tập phần lớn chỉ xột cỏc pư quen thuộc và các cặp oxh - k dễ suy đoán: Mn+/M ; H2SO4đ → SO2; khi pư với chất khử yếu HNO3 đ → NO2 và HNO3 loãng → NO, KMnO4 (trong môi trường H+) → Mn2+. Bài 37 [45 tr 150, 151][23 tr 103][5 tr 49]: “Hoàn thành phương trình pư sau: a) CrCl3 + NaOH + Br2 → b) FeCl3 + HI → c) Fe + Fe2(SO4)3 d) Cu + FeCl3 e) Fe +CuCl2 Hướng dẫn: a) Br2 là chất oxh mạnh nên trong pư này chỉ có khả năng tồn tại cặp oxh - k :Br2/2Br- do đó dạng khử liên hợp còn khuyết là Br- , Cr+3 khi gặp chất oxh mạnh thì thể hiện tính khử, chuyển lên trạng thái oxh cao hơn Cr+6, pư xảy ra trong môi trường OH- nên tồn tại dạng CrO2-4 vậy cặp oxh - k thứ hai trong hệ là CrO2-4/ Cr3+, dạng oxh liên hợp còn khuyết là CrO2-4. Ta có phương trình ion rút gọn: 3Br2 + 2Cr+3 +16OH- → 2CrO2-4 + 6Br- + 8H2O 2CrCl3 + 16NaOH + 3Br2 → 2Na2CrO4 + 6NaBr + 6 NaCl + 8 H2O b) 2FeCl3 + 2HI → 2FeCl2 + I2 + 2HCl 2x Fe+3 +e → Fe+2 1x 2I-1 → I02 +2e Bài 38:[51 tr 57][45 tr 149] Hoàn thành các phương trình pư sau: 1) SO2-3 + MnO-4 + H2O → các chất. 2) SO2-3 + MnO-4 + OH- → các chất. 3) FeO + H2SO4 đặc nong → * Bài 39: Hoàn thành các phương trình pư sau: 1) Cu + NaNO3 +H2SO4 loãng → (1) 2) FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → các chất. Hướng dẫn: 1) Ở pư (1) thấy rõ cặp Cu2+/Cu còn hai dạng oxh là NO-3 và H2SO4 loóng thì hs phải phân tích được H2SO4 loãng chỉ có cặp 2H+/H2 thì khả năng oxh của H+ yếu hơn Cu2+ vì thế không giải phóng khí H2. Còn cặp NO- 3 /NO môi trường axit loóng thỡ dễ dàng pư với Cu. Vì vậy pư sẽ là: 3Cu + 8NaNO3 + H2SO4 loãng → 3Cu(NO3)2 + Na2SO4 + 2NO + H2O (Thực chất là: 3Cu + 8H+ +2 NO- 3 →3Cu2+ + 2NO + 4H2O) 2) 6FeSO4 + K2Cr2O7 + 7H2SO4 → 3Fe2(SO4)3 + K2SO4 + Cr2(SO4)3 + 7H2O 3 2Fe+2 → 2Fe+3 + 2e 1 2Cr+6 +6e → 2Cr+3 Bài 40:[61 tr 28]: Hai chất nào đã tham gia pư vào pư và điều kiện của pư nh­ thế nào, nếu pư đã tạo ra các chất dưới đây (đó nờu đủ sản phẩm không có hệ số): 1.CuSO4 + SO2 + H2O. 2. KCl + P2O5. 3. Fe + N2 + H2O. 4. FeCl2 + I2 + HCl. Viết phương trình của các pư đó. Hướng dẫn: Bài này lại không cho các chất tham gia cho chất tạo thành, đũi hỏi hs phải tư duy cao, có sự phân tích còng nh­ tổng hợp kiến thức!. 1. Cu + 2H2SO4 (đặc) CuSO4 + SO2 + H2O 2. 6P + 5KClO3 → 5KCl + 3P2O5 3. Fe2O3 +2NH3 → 2Fe + N2 + 3H2O 4. 2FeCl3 + 2HI → 2FeCl2 + I2 + 2HCl Bài 42: [51 tr 57][45 tr 149, 150]:Hoàn thành các phương trình pư dưới dạng phân tử và dạng ion (nếu có, các điều kiện phù hợp cho mỗi pư coi như có đủ). b) Fe3O4 + Cl2 + H2SO4 →… c) FeSO4 + Cl2 + H2SO4 →… d) NO + K2Cr2O7 + H2SO4 → e) SO2 + KMnO4 + H2O → . f) KMnO4 + HCl → g) Ca(OCl)2 + HCl →… * Tóm lại dạng bài hoàn thành phương trình pư này có thể vận dụng rất linh hoạt chủ yếu về kiến thức cặp oxh - k và chiều pư với các đối tượng khác nhau từ đơn giản đến phức tạp, từ dễ đến khó và nâng cao dần sự tổ hợp pư với các đối tượng hs khá và giái. Hoàn thành phương trình phản ứng oxi hóa- khử dạng tổng quát. * Đây là một dạng khú, chỳng ta có thể cho hs làm quen với các pư Ýt gặp buộc phải tư duy lụgic, úc phán đoán và vận dụng kiến thức tổng hợp. Qua đó phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho hs. Nh­ chóng ta đã biết pư oxh - k hết sức phong phú và đa dạng phần nào đó không thể trang bị cho hs hết thẩy tất cả các pư oxh - k, vì vậy việc suy đoán sản phẩm pư dùa vào sự so sánh tính khử- tính oxh của các cặp oxh - k là điều hết sức quan trọng: Đó là đã trang bị cho người học về pp nghiên cứu pư oxh - k nhằm mục đích giải quyết được những bài tập về thiết lập phương trình pư oxh - k nhất là trong thành phần phân tử có chứa Èn sè. Một điều vẫn phải nhắc lại đó là hoàn thành tốt dạng bài tập này đòi hỏi các em phải có kiến thức vững về pư oxh - k nhất là phải vận dụng tốt loại pư oxh - k có môi trường tham gia (đã phân tích), bên cạnh đó phải biết cách suy luận, tư duy khái quát, nhiều bài cũn đũi hỏi kiến thức tổng hợp hơn. Bài 43: [51 tr 57 ] Hoàn thành các phương trình pư dưới dạng phân tử và dạng ion: a) FexOy + CO →… + … b) Al + FexOy → … + … c) M2Ox + HNO3 M(NO3)3 + NO + H2O. Bài 44: [51 tr 57][45 tr 127, 154, 153] [ Đề thi ĐH 1990] Hoàn thành phương trình pư sau, trong pư này, trường hợp nào tạo ra pư OXH-K? pư trao đổi ? 1) FexOy + HNO3 → NO + …. 2) FexOy + HNO3loãng → NnOm + các chất . 3) FexOy + H+ + SO42- → SO2 +… Hướng dẫn: 1. Từ phương trình pư dễ dàng xác định được N+5 (HNO3 có soh cao nhất) là chất oxh và cặp oxh - k là N+5/N+2 hay NO-3/NO và dễ dàng thấy Fe+2y/x là chất khử, ta phải tìm dạng oxh liên hợp của nó trong sản phẩm, dễ nhận thấy là Fe3+ (do HNO3 có tính oxh mạnh) vậy cặp oxh - k Fe3+/Fe+2y/x. Từ đó hoàn thành phương trình pư bằng pp thăng bằng (e). 3FexOy+ (12x-2y) HNO3 → 3x Fe(NO3)3 + (3x-2y) NO + (6x-y) H2O b) Là pư oxh - k: khi (3x -2y ≠ 0), 3Fe+2y/xxOy + (12x -2y)HN+5O3 →3xFe+3(NO3)3+(3x -2y)N+2O +(6x -2y)H2O 3 xFe+2y/x →xFe+3 + (3x – 2y)e (3x -2y) N+5 +3e → N+2 2) (5n -2m)FexOy + (18nx -6mx-2yn)HNO3loãng → (5n-2m)x Fe(NO3)3 + (3x -2y)NnOm+ (9nx -3mx –ny)H2O 3) 2FexOy +(3x-2y) SO2-4 +(12x -4y) H+ → 2xFe3+ +(3x -2y) SO2 + (6x -2y) H2O Bài 45: [51 tr 38, 57][45 tr 154] : Cân bằng các phương trình pư của kim loại M hóa trị n với dung dịch HNO3 thu được sản phẩm là muối nitrat, nước và một trong các chất NO, N2O, NH4NO3., NxOy * Bài 46: “Hoàn thành phương trình pư sau: 1) MxOy + Al → MnOm + …. 2) M2 (CO3)n + HNO3loãng → các chất. 3) FeS2 + HNO3 → N2Oy + các chất. 4) M (CO3)n + HNO3 → NO +…. + 5) RCO3 + O2 → RxOy + ….” Hoàn thành phương trình phản ứng oxi hóa- khử dạng sơ đồ. * Dạng bài tập này yêu cầu hs mét năng lực tư duy cao hơn các em vừa phải nắm vững tính chất oxh - k của các chất đồng thời các em vừa phải tổng hợp, phân tích kiến thức sự điện li, pư trao đổi, là điều kiện hết sức thuận lợi để phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho hs. Dãy halogen. Bài 47: Cho sơ đồ chuyển hóa sau: a) Cl2→ A→ B →C →A →Cl2 Trong đó A, B, C là chất rắn và đều chứa nguyên tố Clo. Xác định các chất A, B, C : b) KI I2 HI HCl KCl Cl2 H2SO4 Hướng dẫn: a) A: NaCl (KCl, CaCl2, BaCl2) B: NaOH (KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2) C: Na2CO3 (K2CO3, CaCO3, BaCO3) Cl2A B C A Cl2 b) (1) Cl2 . (2) H2 () (3) Cl2. (4) KOH. (5) điện phân (nóng chảy, hoặc dd ) (6) H2S + H2O Bài 48 Hoàn thành sơ đồ pư theo sơ đồ sau: KClO3 A + B. A D + G D + H2O E + H2 E + G nước Javen E + G muối clorat + …. A + H2O KOH + … Hướng dẫn: A(KCl), D(Kali), E(KOH), G(Cl2), Pư cuối cùng: KCl +3H2O KClO3 + 3H2 Dãy Lưu huỳnh. Bài 49:[23 tr 45] “Hoàn thành sơ đồ pư : + H2 (t0) A (mïi trøng thèi) X + D Y + Z C Y hoÆc Z + D + Br2 +O2 , t0 + Fe, t0 B A + G X Hướng dẫn: A có mùi trứng thối nên A là H2S thì X là S X là S thì B là SO2 hoặc SO3 C là FeS B chỉ là SO2 không thể là SO3 vì SO2 có tính khử thì mới tác dụng với Br2. Do đó Y và Z là H2SO4 và HBr D là H2O E là FeS, Y là H2SO4 thì A là H2S, G là FeSO4 Sau khi suy luận ra các chất A, B… ta dễ dàng hoàn thành các phương trình pư . Trong kiểu bài tập này hs cần có kiến thức tổng hợp đặc biệt về tính chất của những nguyên tố “trung tâm” trong sơ đồ phải dùa vào các chất đã cho các điều kiện pư để tìm ra quá trình đơn giản nhất để từ đó suy luận ra các quá trình liên liên hệ với nó. Đồng thời cũng thông qua dạng bài tập này hs được rèn luyện các thao thao tác tư duy Dạng bài tập này tạo điều kiện giúp hs ôn luyện các tính chất của các hợp chất mà hs không cảm thấy nhàm chán. tùy mức độ của hs chóng ta có thể giao bài tập vừa sức các em. DÃY Nitơ. Bài 50: Hoàn thành sơ đồ biến hóa sau: A(K) B(K) A(K) D E A(K) C(K) H G G F A(K) A →H (NH3, N2, H2, AlN, H2O, HCl, NH4Cl, (NH4)2SO4... Bài 51: Hoàn thành phương trình pư theo sơ đồ sau: O2 (5) (6) (1) (2) (3) (4) (10))) (9) (8) (7) SO2 HBr S NO2 HNO3 FeS H2S H2SO4 CuSO4 Cu(NO3)2 Dãy Fe và kim loại khác. Bài 52: Hoàn thành phương trình pư theo sơ đồ chuyển hóa sau: X +B +A F +E Fe +E +G D F +B +L D FeSO4 F + BaSO4↓ Đỏp sè: A (Al…) B (Cl2) D (FeCl3) E (HCl) F(FeCl2) G (H2SO4…) L (BaCl2…) X (FeO) Fe I (8) K L (9) 7 F F E (5) D (6) H H + BaSO4 Bài 53: [23 tr 27] “Hoàn thành các phương trình pư theo sơ đồ: X + A (1) X + B (2) X + C (3) X + D (4) +H 2, t0 +FeCl3 dd. M Bài 54: Hoàn thành sơ đồ chuyển hóa sau: Rắn X1 Rắn X2 (màu đỏ) X3 Fe(NO3)2 Muối X Hỗn hợp màu nâu đỏ Hướng dẫn: X(Cu(NO3)2 ), X1(CuO), X2(Cu), X3(CuCl2+FeCl2) M(AgNO3), Hỗn hợp nâu đỏ (NO2, O2) Bài toán (ỏp dông). Bài tập thực tế, thực nghiệm (Bài tập có sự suy luận từ hiện tượng hóa học) và ăn mòn kim loại. Ăn mòn kim loại. Bài 55 1) Hãy giải thích hiện tượng những cánh cổng sắt bị ăn mòn trong không khí Èm (giải thích sự ăn mòn của sắt không nguyên chất) Viết các phương trình pư và cho biết công thức của gỉ sắt. 2) Trình bày nguyên tắc của việc bảo vệ kim loại bằng pp điện hóa. Lấy vớ dô minh họa. Hướng dẫn: 1. Bài tập này đũi hỏi hs hiểu được bản chất của ăn mòn điện hóa, điều kiện có ăn mòn điện húa chớnh là điều kiện hình thành pin điện. Sắt không nguyên chất có thể có lẫn kim loại khác, lẫn phi kim hay hợp chất, ở đây đòi hỏi các liên hệ thực tế. + Xột các điện cực: Kim loại có thế âm hơn (đứng trước trong dãy điện hóa) đóng vai trò cực âm, trong ví dụ trờn chính là sắt. Kim loại hay phi kim (thường là C) sẽ đóng vai trò cực dương, tiếp xúc với nhau và cùng tiếp xúc với dd điện li. + Dd điện li có thể tùy theo điều kiện môi trường, thường gặp là líp không khí Èm phủ lên bề mặt kim loại (Hoặc nước có hòa tan oxi): H2O + CO2 → HCO- 3 + H+ - Thường cỏc cỏnh cổng không phải được chế tạo từ Fe nguyên chất mà còn lẫn tạp chất mà chủ yếu là C. - Khi tiếp xúc với dd điện li là không khí Èm (có hơi nước, O2, CO2…), giữa Fe và C sẽ hình thành một pin mà Fe là cực âm còn C là cực dương. + Cơ chế ăn mòn: Cực âm (Fe) : Fe → Fe2+ + 2e Cực dương (C): 2H+ + 2e → H2 (hoặc 2H2O + O2 + 4e → 4OH-) Fe2+ + 2OH- → Fe(OH)2 Pư chung: 2Fe+O2+2H2O → 2Fe(OH)2. Trong không khí, Fe(OH)2 tiếp tục bị oxi hóa: 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 .3H2O + H2O (4Fe(OH)2+ O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3) - Gỉ sắt có công thức: Fe2O3.xH2O. Pư tạo gỉ sắt: 4Fe+3O2+2xH2O → 2Fe2O3.2xH2O. Nh­ vậy kiến thức về quá trình ăn mòn điện hóa vận dụng các lý thuyết sâu sắc về pin điện để giải thích các quá trình thực tế. 2. Điểm mấu chốt – nguyên tắc là: ở đây dù để bảo vệ thiết bị, đồ dùng hay giải thích hiện tượng đi nữa thì chúng ta phải xác định đỳng đõu là cực âm (là kim loại hoạt động mạnh hơn- đứng trước trong dãy hoạt động hóa học - bị ăn mòn) và đâu là cực dương (không bị ăn mòn) khi nhóng hai điện cực trong cùng dd chất điện li. Trên cơ sở đó chúng ta có thể có biện pháp hay kiến giải trong cỏc tớnh huống thích hợp trong các bài đa dạng về phần này. Khi bảo vệ kim loại cần gắn kim loại hoạt động mạnh hơn vào kim loại cần bảo vệ, còn khi giải thích thì kim loại mạnh hơn sẽ bị phá hủy trước. Vớ dô: gắn thanh Mg, Zn vào vỏ tàu biển làm bằng thép để tránh sự ăn mòn vỏ tàu, hay nồi hơi supe, hay cửa đập bằng thép… Bài 56: Tôn (Fe tráng Zn) và sắt tây (Fe tráng Sn) được sử dụng rất rộng rãi nh­: làm mái nhà, làm vỏ đồ hộp, thùng đựng nước. Hãy so sánh độ bền của tôn và sắt tây (Hãy cho biết vật liệu nào có khả năng chống tác dụng ăn mòn cao hơn). Giải thích. Hướng dẫn: Tôn bền hơn, có khả năng chống ăn mòn tốt hơn sắt tây. Nếu xảy ra sự ăn mòn điện hóa (do líp Zn, Sn bảo vệ bị rạn nứt) thì ở sắt tây, Fe đóng vai trò cực âm - bị ăn mòn; còn ở tôn, Fe đóng vai trò cực dương- không bị ăn mòn. Bài 57 [64 tr 39]: “Một sợi dây đồng nối tiếp dõy nhụm để ngoài trời. Hãy cho biờt cú hiện tượng gì xảy ra ở chỗ nối hai dây kim loại. Giải thích đưa lời khuyờn”. Bài 58 a) Ăn mòn hóa học là gì? Đặc điểm và bản chất của quá trình ăn mòn hóa học? Cho biết loại ăn mòn kim loại xảy ra trong trường hợp sau và giải thích: Al tác dụng với dd HCl có chứa CuCl2? b) Tại sao khi hòa tan Al vào dd HCl nếu thêm vài giọt muối Hg2+ vào thì quá trình hòa tan xảy ra nhanh hơn? Bài 59: Để bảo vệ vỏ tàu biển khỏi bị ăn mòn, người ta gắn vào đó một thanh Mg nặng 3 Kg. a. Giải thích nguyên nhân của hiện tượng trên. b. Sau bao lâu sẽ phải thay thanh Mg mới. Biết rằng dòng điện bảo vệ (dòng điện chạy qua thanh Mg và vỏ tàu) là 0,04 A. Đs: 4,02.108 (s) ≈ 12,75 (năm) ≈ 12 năm 9 tháng Bài tập dựa trờn cơ sở có sự suy luận từ hiện tượng hóa học. * Thường đề bài không cho trực tiếp các chất đầu và chất cuối hoặc hs phải suy luận từ hiện tượng thực nghiệm đã cho cũng như trực tiếp tiến hành để biết các chất pư và từ đó hoàn thành các phương trình pư . Bài 60: Mức tối thiểu cho phép của H2S trong không khí là 0,01 mg/l. Để đánh giá sự nhiễm bẩn trong không khí ở khu công nghiệp Phố Nối B (Hưng Yên) người ta làm như sau: điện phân dung dịch KI trong 2 phót I = 2 mA. Sau đó cho 2 lít không khí lội từ từ qua dung dịch điện phân trên cho đến khi I2 hoàn toàn mất màu, thêm hồ tinh bột vào bình và tiếp tục điện phân trong 35 giây nữa với dòng điện trờn thỡ thấy dung dịch bắt đầu xuất hiện màu xanh. Hiệu suất điện phân là 100%. Giải thích thí nghiệm và cho biết sự nhiễm bẩn không khí ở dưới hay trên sự cho phép. Mục đích của bài: Yêu cầu học sinh viết phương trình phản ứng xảy ra, áp dụng biểu thức của định luật Faraday tính số mol, tính khối lượng chất tương ứng. Từ đó kết luận về sự nhiễm bẩn của không khí. Yêu cầu học sinh viết đúng phương trình phản ứng điện phân; phản ứng oxi húa-khử giữa H2S và I2, thứ tự phản ứng ở anot xảy ra theo chiều ưu tiên cho anion có tính khử mạnh tham gia phản ứng ở điện cực trước. *Hướng dẫn giải: + Phản ứng xảy ra: 2KI + 2H2O2KOH + H2 + I2 (1) không khí: có H2S + I2 →S + 2HI (2) +Tớnh sè mol I2 theo biểu thức định luật Faraday: nI=mol Dung dịch cú:KI,K2S, HI,H2S dư. + Điện phân tiếp: ở anot: S2- →S0 + 2e 2I- →I2 + 2e Sè mol H2S dư = sè mol S = 0,36.10-6 nH2S trong 2 lit không khí là :0,36.10-6 + 0,12.10-5 = 1,56.10-6 (mol) Suy ra: mH2S = 53,04.10-6(gam) = 53,04.10-3 (mg) Ta có mH2S trong 1 lít không khí là: 26,5.10-3mg = 2,65.10-2 > 10-2 mg Vậy sự nhiễm bẩn không khí trong khu vực này vượt quá sự cho phép. Từ bài này có thể cảnh báo cho học sinh về cách bảo vệ môi trương, chống ô nhiễm môi trường (nguồn nước, không khí). Bài 61 [67 tr 45][64 tr 192] : Đốt Mg trong bình đựng khí SO2. Pư sinh ra chất bột P màu trắng và bột Q màu vàng. P tác dụng với dd H2SO4 loãng sinh ra chất R và H2O. Q không tác dụng với dd H2SO4 loãng, nhưng tác dụng với H2SO4 đặc sinh ra chất khí có trong bình ban đầu. 1. Hãy cho biết tờn cỏc chất P,Q, R 2. Viết các phương trình pư và cho biết vai trò của các chất tham gia pư : a) Magie và lưu huỳnh đioxit. b) P và dd H2SO4 loãng. c) Q và H2SO4 đặc. Hướng dẫn: 1. P là MgO, Q là lưu huỳnh (S), R là MgSO4. 2. Các phương trình pư : a) 2Mg + SO2 → 2MgO + S. b) MgO + H2SO4 → MgSO4 + H2O c) S +2H2SO4 (đ) → 3SO2 + 2H2O. Bài 62: Khi cho 2 kim loại vào dd HNO3 thấy tạo ra dd A và khí B không màu. Lấy NH3 sục từ từ vào dd A cho đến dư thấy có dd xanh lam C và kết tủa trắng D. Mang kết tủa ra ngoài không khí, kết tủa trắng chuyển sang nâu đỏ. Xác định A, B, C và D. Viết các phương trình pư . Bài 63: Trong chén sứ A,B và C đựng một muối nitrat, nung cỏc chộn ở nhiệt độ cao, trong không khí. Các pư xảy ra hoàn toàn. Sau đó thấy trong chén A không còn dấu vết gỡ. Cũn cho tiếp HCl vào B thấy thoát ra khí không có màu. Trong chén C còn lại chất rắn màu nâu. Viết phương trình xảy ra. Phân tích: + Thông qua bài này hs cần nhớ đến quy luật nhiệt phân muối nitrat. + Ngoài tính chất hóa học, hs cần nhớ đến một số tính chất vật lí màu nâu của Fe2O3… + Chén A không còn dấu vết gì, chứng tỏ là sản phẩm nhiệt phân với muối nitrat trong chén A dễ bay hơi. → Chén A: NH4NO3 (hoặc Hg(NO3)2 hoặc CH3NH3+NO3- NH4NO3 N2O Hg(NO3)2 Hg + 2NO2 + O2 Hg thể lỏng, khi có nhiệt độ dễ bay hơi. CH3NH3+NO3- CO2 + 3 H2O + N2 (Khi nhiệt phân NH4NO2, NH4HCO3, (NH4)2CO3 còng không còn dấu vết gì nhưng đó không phải là muối nitrat). + Chén B: B sản phẩmkhông màu. Vậy chén B là muối nitrat kim loại kiềm muối nitrit HNO3 + NO Bài: NaNO3 NaNO2 + 1/2 O2 (khí không màu) NaNO2 + HCl →NaCl + HNO2 3 HNO2 → HNO3 + 2NO + H2O (không màu) + Chén C: Còn chất rắn có màu nâu, chứng tỏ ban đầu nhiệt phân muối nitrat của kim loại Fe. 2Fe(NO3)3 Fe2O3 + 6NO2 + 3/2 O2 2Fe(NO3)2 Fe2O3 + 4NO2 + 1/2 O2 Bài 64: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Fe và Fe2O3 bằng dd HCl dư, được dd A. Cho từ từ dd KMnO4 vào dd A cho đến khi có sự thay đổi màu thì dừng lại được dd B. Axit hóa dd B bằng dd H2SO4 loãng được dd C. Lại tiếp tục cho từ từ dd KMnO4 vào dd C. Nêu hiện tượng, giải thích và viết các phương trình pư . Bài 65:[23 tr 25] Cho 3 mẩu nhôm kim loại vào 3 cốc đựng dd HNO3 nồng độ khác nhau: - Cốc 1 cú khớ không màu bay ra và húa nõu trong không khí. - Cốc 2 thấy có 1 khí không màu, không mùi, không cháy hơi nhẹ hơn không khí. - Cốc 3 không thấy khí thoát ra, nhưng nếu cho dd sau khi nhôm tan hết tác dụng với NaOH dư thấy thoát ra khí có mùi khai.” Nhận xét: Kiểu bài này không những đòi hỏi kiến thức hóa học chắc chắn mà còn phải có khả năng quan sát, kinh nghiệm thực tiễn về thí nghiệm hóa học, từ đó phán đoán được các pư diễn ra như thễ nào, tuy vậy thì kiến thức về pư hóa học vẫn giữ vai trò quyết định để giải quyết các dạng bài tập này. Cũng thông qua dạng bài tập này hs có dịp được rèn luyện các thao tác và phẩm chất tư duy (phát huy năng lực nhận thức và tư duy cho hs). Bước tiếp theo là dùa vào đề bài cho để xác định xem những soh đó nằm ở trong chất nào. (Cốc 1: NO, cốc 2: N2, cốc 3: NH4NO3) Bài 66: [60 tr 111]: Lấy một băng Mg (kẹp bằng kẹp sắt) đem châm lửa trong không khí rồi đưa vào trong bỡnh cú chứa CO2 (đỏy bỡnh cú một Ýt cát để bảo vệ bình). Quan sát pư xảy ra thấy tạo ra bột trắng (magiờ oxit) và muội đen của C. Viết phương trình pư và nêu rõ nguyên tố nào bị oxi hóa, bị khử. Rót ra có thể dập tắt Mg đang cháy bằng bình phun khí CO2 hay không? Hướng dẫn: Mg cháy trong khí CO2 tạo thành bột MgO màu trắng và muội than (cacbon) màu đen được tạo thành: 2Mg0 + C+4O2 →2Mg+2O + C0 (Mg0 là chất khử,-bị oxi hóa, C+4 Là chất oxi hóa, chất bị khử). * Không thể dập tắt Mg đang chỏybằng bình phun khí CO2 được.! Bài 67: [61 tr 28]: Hoạt chất trong nhiều loại thuốc làm nhạt màu tóc là hidropeoxi (H2O2). Hàm lượng H2O2 được xác định bằng dd chuẩn kalipemanganat theo sơ đồ sau: H2O2+KMnO4+H2SO4O2+K2SO4+MnSO4+H2O. Lùa chọn hệ số thích hợp cho phương trình. Cho biết nguyên tố nào bị oxi hóa, nguyên tố nào bị khử. Để tác dụng hết với H2O2 trong 25 g một loại thuốc làm nhạt màu tóc phải dùng hết 80 ml dd KMnO4 0,01 M. Tính nồng độ phần trăm của H2O2 trong loại thuốc nói trên. Hướng dẫn: a) 5H2O2 + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 5O2 + K2SO4 + 2MnSO4 + 8H2O Oxi bị oxi hóa, mangan bị khử. b) 2,72 %. Bài 68: [60 tr 181] a) Dẫn khí H2S đi qua dd hỗn hợp KMnO4 và H2SO4 nhận thấy màu tím của dd chuyển sang không màu và vẩn đục màu vàng. Hãy giải thích hiện tượng và viết phương trình pư . b) Có hiện tượng gì xảy ra khi cho khí H2S sục vào các dd sau đây: FeCl3. b. K2Cr2O7. c. FeSO4 Viết các phương trình pư xảy ra. Hướng dẫn: a) Phương trình pư : 5H2S + 2KMnO4 + 3H2SO4 → 2MnSO4 + K2SO4 + 5S + 8H2O. Dd mất màu tím do KMnO4, chuyển thành MnSO4 (không màu). Dd vẩn đục có màu vàng do tạo lưu huỳnh không tan trong nước. Bài 69[61 tr 37]: Cho khí Clo đi qua dd NaBr ta thấy dd có màu vàng. Tiếp tục cho khí Clo đi qua ta thấy dd mất màu. Lấy vài giọt dd sau thí nghiệm nhỏ lên giấy quỳ tớm thỡ giấy quỳ hóa đỏ. Hãy giải thích hiện tượngvà viết các phương trình pư . Bài 70: [61 tr 30][60 tr 110] [45 tr 154] Bài toán cặp oxh - k. Sắp xếp thứ tự ion. Bài 71: Ion là gỡ? Hóy sắp xếp theo chiều tăng tính oxh và chiều giảm tính khử của các nguyên tử và ion sau trong hai dãy sau: Dãy 1: Fe, Fe2+, Fe3+, Zn, Zn2+, Ni, Ni2+, H2, H+, Hg, Hg2+, Ag, Ag+ Dãy 2: Cl, Cl-, Br, Br-, F, F-, I, I- Hướng dẫn: Tính khử: Zn > Fe > Ni > H > Fe2+> Ag > Hg. (Và I- > Br- > Cl- > F-) Tính oxh Hg2+> Ag+ > Fe3+ > H+ > Ni2+ > Fe2+ > Zn2+ (Và F > Cl > Br > I) Bài 72 [51 tr 46] ĐH Y Hà Nội-2000): Hãy sắp xếp các cặp oxh - k dưới đây theo thứ tự tăng dần tính oxh của các ion kim loại: a) Pb2+/Pb, Ni2+/Ni, Hg2+/Hg, 2H+/H2, K+/K, Mg2+/Mg, Fe3+/Fe2+, Cu2+/Cu, Ag+/Ag. b) Fe2+/Fe, Fe3+/Fe2+, Cu2+/Cu, Hg2+/Hg, Ag+/Ag, 2H+/H2 . c) Cu2+/Cu, Al3+/Al, Fe3+/Fe2+, 2H+/H2, Fe2+/Fe Bài 73: Cho các cặp oxi hoá/ khử : Fe2+/Fe Cu2+/Cu I2/2I- Fe3+/Fe Fe3+/Fe2+ Ag+/Ag Br2/2Br- Tính oxi hoá tăng dần theo thứ tự: Fe2+ < Cu2+ < I2 < Fe3+ < Ag+ < Br2 Tính khử giảm dần theo thứ tự: Fe > Cu > I- > Fe2+ > Ag > Br-. Cho biết sản phẩm và hoàn thành các phương trình pư sau: a) Fe + Br2 b) Fe + I2 c) Fe + AgNO3 d) Cu + FeCl3 e) KI + dd FeCl3 g) AgNO3 + Fe(NO3)3 Mục đích của bài: Yêu cầu hs dùa vào tính oxh tính khử của cặp oxi hoá - khử viết phương trình pư xảy ra. ( Kim loại + ion) Bài 74 [64 tr 36]: “Hóy cho biết vị trí của cặp Mnn+/Mn trong dãy điện hóa. Biết rằng ion H+ oxh được Mn”. Phân tích (nhận xét): Trong dãy điện hóa được đưa ra trong chương trình hóa học bậc phổ thông không có cặp Mnn+/Mn. Bài tập này yêu cầu hs dùa vào một giả thiết cho trước của đề bài đó là khả năng oxh của ion H+ > Mn2+, từ đó suy ra tính khử Mn > H2và xác định vị trí của cặp Mn2+/Mn là đứng trước cặp 2H+/H2. Tuy nhiên để các định vị trí cụ thể hơn của cặp Mn2+/Mn còn cần thêm một sù so sánh với một cặp oxh - k của kim loại đã được xếp trước cặp 2H+/H2 như vậy ở đây chỉ xếp được Mn trước H mà không biết vị trí cụ thể của Mn vì không biết được thế điện cực tiêu chuẩn của cặp Mn