Bạn đang xem bài viết Bài Tập Hóa Học Định Luật Bảo Toàn Electron được cập nhật mới nhất trên website 2atlantic.edu.vn. Hy vọng những thông tin mà chúng tôi đã chia sẻ là hữu ích với bạn. Nếu nội dung hay, ý nghĩa bạn hãy chia sẻ với bạn bè của mình và luôn theo dõi, ủng hộ chúng tôi để cập nhật những thông tin mới nhất.
Tài liệu gồm 25 trang tuyển chọn và hướng dẫn giải các bài tập Hóa học định luật bảo toàn Electron, các bài tập gồm nhiều dạng bài khác nhau và được giải chi tiết. Các dạng bài tập Hóa học định luật bảo toàn Electron gồm:
Dạng 1: Bài toán: Cho một kim loại (hoặc hỗn hợp các kim loại) tác dụng với dung dịch acid không có tính oxy hóa mạnh như dung dịch acid HCl, HBr, H2SO4 loãng. Dạng 2: Bài toán: Cho một kim loại (hoặc hỗn hợp các kim loại) tác dụng với dung dịch acid HNO3 loãng, dung dịch acid HNO3 đặc nóng cho ra hỗn hợp khí hợp chất của nitơ như NO2, NO, N2O, N2,hoặc NH3 (tồn tại dạng muối NH4NO3 trong dung dịch). Dạng 3: Bài toán: Cho một kim loại (hoặc hỗn hợp các kim loại) tác dụng với một dung dịch acid acid H2SO4 đặc nóng cho sản phẩm là khí SO2 (khí mùi sốc), S (kết tủa màu vàng), hoặc khí H2S (khí mùi trứng thối). Dạng 4: Bài toán: Cho một kim loại (hoặc hỗn hợp các kim loại) tác dụng với một dung dịch hỗn hợp các acid như dung dịch hỗn hợp acid HNO3 loãng, acid HNO3 đặc nóng, dung dịch acid H2SO4 đặc nóng … cho ra hỗn hợp các khí. Dạng 5: Tính nhanh khối lượng muối tạo thành trong phản ứng oxy hóa khử. Dạng 6: Các bài tập về kim loại qua nhiều trạng thái oxy hóa như Fe, Cu. Dạng 7: Dạng toán trong dung dịch nhiều chất khử, nhiều chất oxy hóa mà sự trao đổi electron xảy ra đồng thời (thường gặp là dạng toán kim loại này đẩy kim loại khác ra khỏi dung dịch muối.
Đề Tài Áp Dụng Định Luật Bảo Toàn Electron Để Giải Bài Tập Hoá Học Chương Nitơ
trường thpt Việt nam- ba lan & Sáng kiến kinh nghiệm áp dụng định luật bảo toàn electron để giải bài tập hoá học ChƯơng Nitơ-phốt pho Người thực hiện: Nguyễn thu hằng Môn: hoá đơn vị: trường thpt Việt nam- ba lan năm học 2009 – 2010 Mở đầu I . Lý do chọn đề tài. Cải tiến nội dung và phương pháp dạy học nhằm nâng cao chất lượng của quá trình dạy học là nhiệm vụ thường xuyên và lâu dài của nghành giáo dục . Hoá học là môn khoa học vừa lý thuyết ,vừa thực nghiệm , do đó muốn nâng cao kết quả của quá trình dạy học hoá học người ta cho rằng. Một học sinh hiếu học là học sinh sau khi học bài xong, chưa vừa lòng với những hiểu biết của mình và chỉ yên tâm khi đã tự mình giải được các bài tập ,vận dụng kiến thức đã học dể giải bài tập. Bài tập hoá học có tác dụng rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức ,đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động , phong phú .Qua đó ôn tập củng cố hệ thống hoá kiến thức một cách thuận lợi nhất ,rèn luyện kĩ năng giải bài tập , phát triển năng lực nhận thức ,năng lực hành động ,rèn trí thông minh ,sáng tạo cho học sinh ,nâng cao hứng thú học tập bộ môn .Có thể nói rằng bài tập hoá học vừa là mục đích ,vừa là nội dung ,lại vừa là phương pháp dạy học rất có hiệu quả . Bài tập còn là con đường đầu tiên để áp dụng chính xác kiến thức khoa học vào cuộc sống. Song thực tế cho thấy nhiều học sinh phổ thông rất sợ giải bài tập hoá học hoặc còn rất lúng túng trong việc xác định các dạng toán , do đó gặp nhiều khó khăn trong việc giải bài tập . Hơn nữa số tiết bài tập hoá học ở trên lớp lại rất ít, nên việc củng cố, đào sâu và vận dụng kiến thức hoá học còn hạn chế. Trước tình trạng đó là một giáo viên chuyên ngành hoá, trong quá trình giảng dạy, tôi thường xuyên hệ thống -phân dạng các bài tập cho học sinh ,góp phần nâng cao khả năng giải bài tập của học sinh ,phục vụ kiến thức cho học sinh ôn thi vào các trường đại học và cao đẳng . Thực tế một bài tập có thể có nhiều cách khác nhau: có cách giải thông thường theo các bước quen thuộc, nhưng cũng có cách giải độc đáo ,thông minh ,rất ngắn gọn mà lại chính xác chẳng hạn như ” Phương pháp bảo toàn electron “. Nguyên tắc của phương pháp này là : ” Khi có nhiều chất oxi hoá ,chất khử trong một hỗn hợp phản ứng ( nhiều phản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số electron mà các chất khử cho phải bằng tổng số elctron mà chất oxi hoá nhận “. Ta chỉ cần nhận định đúng trạng thái đầu và trạng thái cuối của chất oxi hoá và chất khử thậm chí không cần quan tâm đến việc cân bằng các phương trình phản ứng .Phương pháp này đặc biết lý thú với các bài toán phải biện luận nhiều trường hợp có thể xảy ra các bài toán hỗn hợp . Tuy nhiên phương pháp này chỉ áp dụng cho hệ phương trình phản ứng oxi hoá khử và thường dùng giải bài toán vô cơ . II. Mục đích nghiên cứu. Thăm dò khả năng và năng lực riêng của học sinh khi tiếp xúc với một phương pháp giải toán mới . Sử dụng hệ quả của định luật bảo toàn điện tích để giải nhanh bài toán hoá học . Phân loại và tuyển chọn một số bài tập ,một số đề tuyển sinh vào các trường đại học,cao đẳng để học sinh luyện thi đại học Rèn trí thông minh ,phát huy tính tích cực , chủ động ,sáng tạo của học sinh ,tạo ra hứng thú học tập bộ môn hoá học của học sinh phổ thông . III. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu. Hệ thống các bài tập hoá học vô vơ ở chương trình hoá học THPT . IV. Nhiệm vụ nghiên cứu. Nghiên cứu cơ sở lí luận về bài tập hoá học và thực trạng của việc giải bài tập hoá học của học sinh phổ thông hiện nay . Nghiên cứu lý thuyết về định luật bảo toàn điện tích , phản ứng oxi hoá khử Soạn và giải các bài tập vô cơ : Theo phương pháp bảo toàn electron . Thực nghiệm đánh giá việc áp dụng phương pháp bảo toàn electron. V. Phương pháp nghiên cứu. 1. Nghiên cứu lý thuyết Nghiên cứu SGK ,sách bài tập hoá học phổ thông , các nội dung lí thuyết về bài tập hoá học , định luật bảo toàn điện tích làm cơ sở . 2. Tổng kết kinh nghiệm và thủ thuật giải bài tập hoá học . 3. Trao đổi ,trò chuyện với đồng nghiệp , học sinh trong quá trình nghiên cứu VI. Giả thuyết khoa học. Nếu sử dụng thành thạo phương pháp này thì sẽ giúp hoc sinh giải nhanh một số bài toán hoá học vô cơ mà không phải lập hệ phương trình đại số hay biện luận nhiều trường hợp . Nội dung Chương I: cơ sở phương pháp bảo toàn electron 1. Định luật bảo toàn điện tích. 2. Các hệ quả và áp dụng. *Hệ quả 1: “Điện tích luôn xuất hiện hoặc mất đi từng cặp có giá trị trái dấu nhau ” Ví dụ 1 : Na2SO4 tan vào nước sẽ bị điện li và xuất hiện K+ và Cl- Na2SO4 2Na+ + SO42- Ví dụ 2 : Mg2+ cùng mất đi đồng thời với 2OH- theo phản ứng : Mg2+ có hai điện tích +2e. 2OH- có điện tích -2e. Còn Mg(OH)2 thì không mang điện *Hệ quả 2 : ” Trong phản ứng oxi hoá khử ,nếu chất khử phóng ra bao nhiêu mol electron thì chất oxi hoá thu vào bấy nhiêu mol electron “ Ta đã vận dụng hệ quả trên để cân bằng phản ứng oxi hoá khử .Và nhiều trường hợp chỉ cần vần dụng hệ quả trên là có thể giải được bài toán mà không cần phải viết và cân bằng phương trình phản ứng . Ví dụ 3 : Cho 1,92 gam Cu tan vừa đủ trong dung dịch HNO3 loãng ,nóng ta thu được V lít khí NO (đktc) .Tính V và khối lượng HNO3 nguyên chất đã tham gia phản ứng . Bài giải nCu == 0,03 (mol). Ta có các quá trình trao đổi electron : Quá trình nhường e: Quá trình nhận e : số mol electron cho = số mol electron nhận Hay : 0,06 = 3x suy ra : x = 0,02 (mol) . Thể tích khí NO thoát ra ở đktc là : VNO = 0,02 x 22,4 = 0,448 (lit) Từ (1) suy ra trong dung dịch xuất hiện 0,03 mol Cu2+ nên theo định luật bảo toàn điện tích phải có 0,06 mol NO3- tham gia tạo muối Vậy phản ứng trên có 0,02 mol NO3 – tham gia phản ứng oxi hoá khử và 0,06 mol NO3- tham gia phản ứng trung hoà ( Làm môi trường ) Tổng số mol NO3- = Tổng số mol HNO3 = 0,08 mol suy ra : khối lượng HNO3 = 0,08 x 63 = 5,04 (g) . * Hệ quả 3 : “Một hỗn hợp gồm nhiều kim loại có hoá trị không đổi và khối lượng cho trước sẽ phóng ra bao nhiêu mol electron không đổi cho bất kì gốc phi kim nào ” Ví dụ 4 : Lấy 7,78 gam hỗn hợp A gồm hai kim loại hoạt động (X,Y) có hoá trị không đổi chia thành 2 phần bằng nhau: Phần 1: Nung trong oxi dư để oxi hoá hoàn toàn ta thu được 4,74 gam hỗn hợp 2 oxit. Phần 2:Hoà tan hoàn toàn trong dung dịch hỗn hợp HCl và H2 SO4 loãng . Tính thể tích khí H2 thu được ở đktc Bài giải Số mol oxi nguyên tử kết hợp với = 3,94 gam hỗn hợp hai kim loại: = 0,05 mol oxi nguyên tử Trong quá trình tạo oxit ,oxi đã thu electron của kim loại như sau: O + 2e O2- (1) ( mol) : 0,05 0,1 0,05 Theo (1) thì 0,05 mol O đã thu được 0,1 mol electron do 3,94 g hỗn hợp 2 kim loại phóng ra .Khi 3,94 g hỗn hợp 2 kim loại khử H+ của dung dịch axit cũng phóng ra 0,1 mol electron . Vậy H+ sẽ thu 0,1 mol electron theo bán phản ứng : 2H+ + 2e H2 (2) (mol) : 0,1 0,05 Vậy thể tích khí H2 thoát ra là :V = 0,05. 22,4 = 1,12 lít. Chương II : Hệ thống bài tập hoá học giải theo phương pháp bảo toàn electron Loại 1 : Phản ứng của kim loại với axít . Bài 1: Cho m g Zn vào dung dịch HNO3 thấy có 4,48 lít hỗn hợp khí NO và NO2 có tỉ lệ số mol là 1/1 ở đktc. Tính m? Bài giải a. Phương trình phản ứng: Zn + 4 HNO3 = Zn(NO3)3 + 2NO2 + 2H2O (1) 3Zn + 8 HNO3 = 3 Zn(NO3)2 + 2NO + 4H2O (2) Ta có nhỗn hợp = = 0,2 mol n mol Ta có các quá trình trao đổi electron : Quá trình nhường e: Quá trình nhận e : Số mol electron N5+ nhận là : 3*0,1+0,1=0,4 mol Số mol Zn = m=65*0,2=13 gam Bài 2: Cho 6,3 g hỗn hợp Al ,Mg vào 500 ml dung dịch HNO3 ( loãng ) 2M thấy có 4,48 lít khí NO , (duy nhất ) ở đktc và thu được dung dịch A Chứng minh rằng trong dung dịch còn dư axít . Tính nồng độ các chất trong dung dịch A . Bài giải a. Phương trình phản ứng: Al + 4 HNO3 = Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 3Mg + 8HNO3 = 3 Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O (2) Ta có nNO = = 0,2 mol n= 0,5 .2 = 1 mol Ta có các quá trình trao đổi electron : Quá trình nhường e: Quá trình nhận e : Số mol electron N5+ nhận là : 3*0,2 =0,6 mol Kim loại cho bao nhiêu electron thì nhận về bấy nhiêu gốc Số mol HNO3 tham ra phản ứng là: 0,2+0,6=0,8<1 Vậy axit dư. b/Tính số mol Al ,Mg Gọi số mol Al ,Mg lần lượt bằng a,b mol. Ta có phương trình : Dung dịch A có : Mg(NO)2 0,15 mol HNO3 dư 0,2 mol Al(NO3)3 0,1 mol [Al(NO3)3] = = 0,2 (M) [HNO3] = = 0,4 (M) [Mg(NO3)2 ] = (M) Bài 3: Hoà tan 2,88 gam hỗn hợp Fe , Mg bằng dung dịch HNO3 loãng dư thu được 0,9856 lít hỗn hợp khí NO , N2 ( ở 27,3 0c , 1 at ) có tỉ khối so với H2 bằng 14,75 Viết các phương trình phản ứng có thể xảy ra Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp Bài giải 1. Phương trình phản ứng: 3Mg + 8 HNO3 = 3 Mg(NO3)2 + 2NO + 4H2O 5Mg + 12HNO3 = 5Mg(NO3)2 + N2 + 6 H2O Fe + 4HNO3 = Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 2.Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. Đặt số mol NO, N2 lần lượt là a,b mol Ta có hệ phương trình : Ta được a= nNO = 0,03 mol ; b = nN= 0,01 mol Ta có các quá trình trao đổi electron : Quá trình nhường e: Quá trình nhận e : Số mol e do N+5 nhận : chúng tôi + 10 . nN= 3.0,03 + 0,01 .10 = 0,19 mol (I) Gọi số mol Fe , Mg bằng x ,y mol , ta có ssố mol e do Fe ,Mg nhường : ne = 3x + 2y (II) áp dụng định luật bảo toàn e ta có 3x + 2y = 0,19 (mol) (III) Mặt khác ta có : 56x + 24 y = 2,88 (g ) (IV) Ta có hệ phương trình : Vậy mFe = 0,03 . 56 = 1,68 (g) mMg = 0,05 . 24 = 1,2 (g) Bài 4 : Cho 1,35 gam hôn hơp Cu, Mg, Al tác dụng với HNO3 thu được hỗn hợp khí X gồm 0,04 mol NO và 0,01 mol NO2. Viết phương trình phản ứng. Tính tổng khối lượng muối nitrat tạo thành sau phản ứng? Bài giải 1. Các ptpư : 2. Tính tổng khối lượng muối nitrat. Quá trình nhận e : N+5 + 3e = N+2 N+5 + 1e = N+4 3*0,04 1*0,01 Số mol electron N5+ nhận là : 0,12+0,01=0,13 mol Kim loại cho bao nhiêu electron thì nhận về bấy nhiêu gốc =1,35+0,13*62=9,41 gam Bài 5 : . Hoà tan a g kim loài M trong dung dịch HNO3 2M ta thu được 16,8 lit hỗn hợp khí X (đktc) gồm 2 khí không màu, nhưng hóa nâu ngoài không khí. Tỉ khối hơi của X so với H2 là 18,5. Tính thể tích dung dịch HNO3 đã dùng biết lấy dư 25%. Bài giải Hỗn hợp khí X gồm 2 khí không màu, nhưng hóa nâu ngoài không khí do đó nó phải có khí NO và một khí khác là N2 hoặc N2O. Ta có và mol Mà MNO37. áp dụng sơ đồ đường chéo cho hỗn hợp X ta có: N5+ + 3e N2+ (NO) 0,375 1,125 0,375 2N5+ + 8e 2N+ (N2O) 0,75 3 0,375 số mol electron mà N5+ nhận là: 1,125 + 3 =4,125 mol Kim loại cho bao nhiêu electron thì cũng nhận bấy nhiêu gốc số mol HNO3 tham ra phản ứng là: 0,375 +0,375*2 +4,125=5,25 mol lít Do lấy dư 25% nên lượng HNO3 thực tứ đem dùng là: 2,625 * 1,25 = 3,28 lít. Bài 6: Cho m gam Fe vào dung dịch 0,4 mol HNO3 loãng. Sau phản ứng thấy dung dịch chứa 26,44 gam chất tan và khí NO duy nhất. Tính m? Bài giải Kim loại cho bao nhiêu electron thì nhận về bấy nhiêu gốc . Ta có các quá trình nhận electron: x 3x x sô mol HNO3 tham ra phản ứng là: x+3x=4x Trường hợp I : HNO3 thiếu Fe dư trong dung dịch chỉ có Fe(NO3)2: Trường hợp II : HNO3 dư Fe hết trong dung dịch có Fe(NO3)3 và HNO3 dư: Ta có mol và mol (loại) Trường hợp III : Vậy cả Fe và HNO3 đều hết. Trong dung dịch có Fe(NO3)3 và Fe(NO3)2 gam Loại 2 : Xác định kim loại M Bài 1 : Hoà tan 32 gam kim loại M trong dung dịch HNO3 đặc thu được 22,4 lít NO2 ở đktc. Xác định kim loại M? Bài giải Ta có các quá trình trao đổi electron : Quá trình nhường e: Quá trình nhận e : Số mol e do N+5 nhận : 1*1 = 1 mol . mà n biến thiên từ 1-3. n 1 2 3 M 32 64 96 Vậy M là Cu. Bài 2 : Hoà tan8,1 gam kim loại M trong dung dịch HNO3 thu được 0,3 mol NO2 và 0,2 mol NO. Xác định kim loại M? Bài giải Ta có các quá trình trao đổi electron : Quá trình nhường e: Quá trình nhận e : Số mol e do N+5 nhận : chúng tôi + nNO= 3.0,2 + 0,3 = 0,9 mol mà n biến thiên từ 1-3. n 1 2 3 M 9 18 27 Vậy M là Al. Bài 3: Hoà tan 3,3 g hỗn hợp X gồm Fe và kim loại R ( R có hoá trị không đổi ) trong dung dịch HCl dư ,được 2,688 lít khi H2 .Nếu hoà tan 3,3 g X trên bằng dung dịch HNO3 dư được 0,896 lít hỗn hợp khí Y gồm N2O và NO có tỉ khối so với H2 là 20,25 . Tìm kim loại M và % khối lượng của X . Bài giải Gọi số mol NO ,N2O trong hỗn hợp lần lượt là a,b mol . ta có hệ : Từ (I) vá (II) ta có a =0,01 , b= 0,03 Gọi x,y là số mol của Fe ,R trong hỗn hợp Phản ứng của X với dung dịch HCl : Quá trình nhường e : Fe Fe+3 +2e x 2x R R+n + ne y ny Số mol e nhường là : 2x + ny Quá trình nhận e : 2H+ + 2e H2 2.0,12 0,12 áp dụng định luật bảo toàn e ta có : 2x + ny = 0,24 (I) Phản ứng của X với HNO3 : Quá trình nhường e : Fe Fe+3 +3e x 3x R R+n + ne y ny Số mol e nhường là : 3x + ny Quá trình nhận e : N+5 + 3e = N+2 3.0,03 0,03 2N+5 +10e = N2 10.0,01 0,01 Số mol e nhận là : 3.0,03 + 10.0,01 = 0,19 áp dụng định luật bảo toàn điện tích ta có : 3x + ny = 0,19 (II) Mặt khác theo bài ra ta có : 56x + ny = 3,3 g (III) từ (I) ,(II) ,(III) ta được : x= 0,03 mol ; y= o,o6 mol ; M=27 ; n=3 Vậy M là Al %mFe = =50,91% %mAl== 49,09% Bài 4 : (Đề ĐH Dược -2001) Hỗn hợp X gồm FeS2 và MS có số mol như nhau , M là kim loại có hoá trị không đổi .Cho 6,51 gam X tác dụng hoàn toàn với lượng dư dd HNO3 đun nóng ,thu được dd a và 13,216 lít (đktc) hỗn hợp khí A2 có khối lượng là 26,34 gam gồm NO2 và NO . Thêm một lượng dư dd BaCl2 loãng vào A1 ,thấy tạo thành m1 g chất kết tủa trắng trong dd dư axit trên Hãy cho biết kim loại M. Tính giá trị khối lượng m1 . Bài giải Gọi a,b là số mol của NO2 và NO trong A2 : Ta có có hệ: Ta có các quá trình trao đổi e : Quá trình nhường e : x 15x x 8x Quá trình nhận e : 0,54 0,54 0,15 0,05 áp dụng định luật bảo toàn e ta có : 15x + 8x = 0,15 + 0,54 x = 0,03 Mắt khác ,ta lại có : 120 x + (M + 32 ) x = 6,51 M = 65 Vậy M là Zn Phản ứng tạo kết tủa : Ba2+ + BaSO4 3x 3x mBaSO = ( 3.0,03).233 = 20,97 (gam) Chương III : Thực nghiệm sư phạm I. Mục đích thực nghiệm. Đánh giá khả năng giải các bài toán sử dụng phương pháp bảo toàn electron của học sinh . II. Phương pháp thực nghiệm. 1.Đối tượng: – Chọn học sinh lớp 11A6 , 11 A7 làm đối tượng thực nghiệm. -Chọn 30 học sinh lợc học khá tương đương nhau . – Chia làm 2 nhóm thực nghiệm. 2. Cách tiến hành thực nghiệm : Thực nghiệm theo kiểu đối chứng . -Giáo viên hướng dẫn học sinh nhóm 1 cách giải bài tập theo phương pháp bảo toàn electron , nhóm 2 không hướng dẫn trước như nhóm 1. -Tiến hành thực nghiệm : * Thực nghiệm lần 1 ( kiểm tra khả năng nhận thức ): cho học sinh 2 nhóm làm các bài tập 1 , 2 , 4. Chấm điểm : – Phân loại giỏi ,khá trung bình , kém. * Thực nghiệm lần 2 (kiểm tra độ bền kiến thức ): cho học sinh 2 nhóm làm các bài tập còn lại. Chấm điểm :- Phân loại giỏi ,khá , TB , kém. III. Kết quả thực nghiệm. Sau khi tiến hành thực nghiệm tôi thu được kết qủa theo bảng sau : *Kết quả thực nghiệm lần 1: Kết quả ĐTTN Giỏi Khá Trung bình Yếu Nhóm 1 42% 38% 13,33% 6,67% Nhóm 2 33,33% 26,67% 26,67% 13,33% *Kết quả thực nghiệm lần 2: Kết quả ĐTTN Giỏi Khá Trung bình Yếu Nhóm 1 33,33%b 53,33% 6,67% 6,67% Nhóm 2 13,33% 33,33% 26,67% 26,67% IV. Đánh giá kết quả thực nghiệm. Với nhóm 1 học sinh đã được hướng dẫn giải bài tập theo phương pháp bảo toàn electron nên các em tiếp thu bài nhanh hơn, kỹ năng giải bài tập nhanh hơn nên tỉ lệ % các bài đạt giỏi, khá cao hơn nhóm 2. Nhờ nắm vững kiến thức về định luật bảo toàn electron và áp dụng định luật một cách thuần thục, sáng tạo, mà hiệu quả học tập và độ khắc sâu kiến thức hơn của học sinh nhóm 1 cao hơn nhóm 2 từ đó tạo hứng thú cho học sinh yêu thích môn Hóa học hơn . Kết luận Qua quá trình nghiên cứu đề tài này ,tôi thấy phương pháp luyện tập thông qua sử dụng bài tập là một trong các phương pháp quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học bộ môn và góp phần nâng cao hứng thú học tập bộ môn. Tuy nhiên để rèn luyện tính suy luận củng cố kiến thức về phản ứng hoá học cho học sinh và rèn kĩ năng giải bài tập hoá học , thì việc sử dụng các bài toán có nội dung sử dụng định luật bảo toàn electron để giải sẽ có tác dụng to lớn và đặc biệt đáp ứng phần nào những khúc mắc của học sinh khi giải đề tuyển sinh vào đại học khối A ,B. Do đó là giáo viên chuyên nghành Hoá tôi thấy nên giới thiệu phương pháp bảo toàn electron một cách hệ thống cho học sinh khi giải bài tập hóa học ,bắt đầu từ lớp 11,rồi sang lớp 12 thì củng cố và nâng cao hơn ,giúp các em nâng cao kiến thức ,tạo sự say mê trong học tập và có vốn kiến thức để thi đỗ vào các trường đại học và cao đẳng. Trong quá trình nghiên cứu ,vì thời gian có hạn ,nên tôi chỉ nghiên cứu một phần trong các phương pháp giải bài tập hoá học ,số lượng bài tập vận dụng chưa được nhiều và không tránh khởi những thiếu sót .Tôi rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến quý báu của các thầy cô giáo và các đồng nghiệp. Hiện nay tôi thấy hầu hết các giáo viên đều vận dụng kinh nghiệm giảng dạy từ bản thân trong quá trình giảng dạy, mặt khác tham khảo qua các SKKN của đồng nghiệp thì kết quả giảng dạy trong nhà trường sẽ thu được kết quả cao hơn. Cuối cùng tôi xin chân thành cám ơn ban giám hiệu nhà trường, sở giáo dục đào tạo đã tạo điều kiện cho tôi được thể hiện kinh nghiệm của mình trong công tác giảng dạy. Hà Nội ngày 15 tháng 04 năm 2010 Người thực hiện Nguyễn Thu Hằng Tài liệu tham khảo 1-Nguyễn Ngọc quang-Nguyễn Cương-Dương Xuân Trinh Lý luận dạy học hoá học-NXBGD Hà Nội-1982 2-Nguyễn Cương-Nguyễn Mạnh Dung-Nguyễn Thị Sửu Phương pháp dạ hoá học tập 1-NXBGD-2000 3-Nguyễn Cương-Nguyễn Mạnh Dung-Nguyễn Thị Sửu Phương pháp dạy hoá học tập 2-NXBGD-2000 4-Quan hán Thành Phân loại và phương pháp giải toán hoá vô cơ-NXB Trẻ 2000 5-Phạm Đức Bình-Lê Thị Tam-Nguyễn Hùng Phương 6-Nguyễn Phước Hoà Tân Phương Pháp giải toán hoá học-NXBĐHQG.TP.HCM 2001 Trang Mở đầu ……………………………………………………………………………………………………………1 I-Lý do chọn đề tài……………………………………………………………………………………………..1 II-Mục đích nghiên cứu……………………………………………………………………………………….2 III-Đối tượng và phạm vi nghiên cứu…………………………………………………………………….2 IV-Nhiệm vụ nghiên cứu……………………………………………………………………………………..2 V-Phương pháp nghiên cứu………………………………………………………………………………….3 VI-Giả thuyết khoa học……………………………………………………………………………………….3 Nội dung…………………………………………………………………………………………………………..4 Chương I: Cơ sở phương pháp bảo toàn electron…………………………………………………….4 Chương II: Hệ thống bài tập hoá học phổ thông giải theo phương pháp bảo toàn electron……………………………………………………………………………………………………………..7 Chương III: Kết quả thực nghiệm sư phạm…………………………………………………………..16 Kết luận………………………………………………………………………………………………………….18 Tài liệu tham khảo………………………………………………………………………………………….19
Bài Tập Các Định Luật Bảo Toàn
BÀI TẬP CHƯƠNG CÁC ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN
Dạng 1. Động lượng – Định luật bảo toàn động lượng
Bài 1. Một hệ gồm hai vật có khối lượng lần lượt là m1 = 2kg, m2 = 5kg, chuyển động với vận tốc có độ lớn lần lượt là v1 = 4 m/s, v2 = 6 m/s. Tính động lượng của hệ trong các trường hợp sau: a. Hai vật chuyển động trên một đường thẳng và cùng chiều b. Hai vật chuyển động trên một đường thẳng nhưng ngược chiều c. Hai vật chuyển động theo phương vuông góc với nhau d. Hai vật chuyển động trên theo hai hướng hợp với nhau góc 120o.Bài 2. Hai vật có khối lượng m1 = 200g và m2 = 300g, chuyển động không ma sát trên mặt phẳng nằm ngang. Ban đầu vật thứ hai đứng yên còn vật thứ nhất chuyển động về phía vật thứ hai với vận tốc 44 cm/s. Sau va chạm, vận tốc của vật thứ nhất là 6 cm/s. Tính vận tốc của vật thứ hai sau va chạm trong các trường hợp sau: a. Vật thứ nhất bật ngược trở lại b. Vật thứ nhất lệch khỏi hướng ban đầu một góc 120o. Bài 3. Một tên lửa có khối lượng M = 100 tấn đang bay với vận tốc 200 m/s đối với trái đất thì phụt ra tức thời một lượng khí có khối lượng m = 2 tấn với vận tốc 500 m/s đối với tên lửa. Tính vận tốc của tên lửa sau khi phụt khí trong các trường hợp a. Tên lửa tăng tốc ( Khí phụt ra phía sau) b. Tên lửa giảm tốc ( Khí phụt ra phía trước). Bài 4. Một vật nặng có khối lượng m trượt từ đỉnh mặt phẳng nghiêng chiều dài l = 6m, hợp với phương ngang một góc 30o. Sau khi rời khỏi mặt phẳng nghiêng thì vật rơi vào một xe goòng nằm trên đường ray. Khối lượng của xe goòng là M = 5m. Tính vận tốc của vật sau khi rơi vào xe. Bỏ qua mat sát, lấy g = 10 m/s2.Bài 5. Một chiếc thuyền dài l = 4m có khối lượng M = 180kg và một người có khối lượng m = 60kg trên thuyền.Ban đầu thuyền và người đứng yên trên mặt nước yên lặng. Người đi với vận tốc đều từ đầu này đến đầu kia của thuyền. Bỏ qua sức cản của không khí. Hỏi chiều dịch chuyển và độ dịch chuyển của thuyền là bao nhiêu?
Dạng 2. Công – công suất. Động năng – định lý biến thiên động năng
Bài 1. Một con ngựa kéo một chiếc xe đi với vận tốc v = 14,4 km/h trên đường nằm ngang . Biết lực kéo F = 500 N và hợp với phương ngang một góc 30o. Tính công của con ngựa trong 30 phút.Bài 2. Một xe tải khối lượng 4tấn bắt đầu chuyển động nhanh dần đều sau khi đi được quãng đường 200m thì vận tốc đạy 72km/h. Hệ số ma sát giữa bánh xe và mặt đườnglà 0,05. Tính công các lực tác dụng lên xe. Lấy g=10m/s2. Bài 3. một vật có khối lượng 4kg rơi tự do từ độ cao 10m so với mặt đất. Bỏ qua sức cản không khí. Hỏi trong 1,2s trọng lực đã thực hiện một công là bao nhiêu? Công suất trung bình của trọng lực trong thời gian đó và công suất tức thời khác nhau ra sao?Bài 4. Một vật có khối lượng m = 1kg trượt từ đỉnh của một mặt phẳng nghiêng dài 5m, cao 2,5m. Hệ số ma sát trượt là 0,1. Tính công của các lực khi vật trượt hết mặt phẳng nghiêng.Bài 5. Viên đạn có khối lượng 10g bay ngang với vận tốc 0,85km/s. Người có khối lượng 60kg chạy với vận tốc 12m/s. Háy so sanh động năng và động lượng của đạn và người
Bài 6. Một ô tô có khối lượng 0,9tấn đang chạy với vận tốc 36m/s. a. Độ biến thiên động năng của ô tô bằng bao nhiêu khi nó bị hãm tới vận tốc 10m/s? b. Tính lực hãm trung bình trên quãng đường mà ô tô đã chạy trong thời gian hãm phanh là 70m.Bài 7. Một viên đạn có khối lượng 10g bay theo phương ngang với vận tốc 320m/s xuyên qua tấm gỗ dày 6cm. Sau khi xuyên qua gỗ, đạn có vận tốc 96m/s. Tính lực cản trung bình của tấm gỗ tác dụng lên viên đạn.Bài 8. Một ô tô tăng tốc trong hai trường hợp: từ 10km/h lên 18km/h và từ 54km/h lên 62km/h. Hãy so sánh xem công thực hiện trong hai trường hợp này có bằng nhau không?
Thuyết Electron. Định Luật Bảo Toàn Điện Tích
A. TÓM TẮT LÝ THUYẾT
* Thuyết êlectron là thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng điện và các tính chất điện của các vật.
* Nguyên tử được cấu tạo gồm các hạt nhân mang điện tích dương nằm ở trung tâm và các electron mang điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân.
* Electron mang điện tích – e = -1,6.$10^{-19}$ và có khối lượng $m_{e}$ = 9,1.$10^{-31}$kg. Hạt nhân mang điện tích dương +e = 1,6.$10^{-19}$ và có khối lượng 1,67.$10^{-27}$ kg.
* Khi nguyên tử trung hoà về điện thì số prôtôn trong hạt nhân bằng số electron quay xung quanh hạt nhân nên độ lớn của điện tích âm của êlectron bằng với độ lớn của điện tích dương của hạt nhân.
* Các vật nhiễm điện thông qua các hiện tượng: nhiễm điện do cọ xát; nhiễm điện do tiếp xúc và nhiễm điện do hưởng ứng. Người ta có thể giải thích các hiện tượng nhiễm điện này bằng thuyết êlectron.
* Định luật bảo toàn điện tích: Tổng đại số của các điện tích của một hệ vật cô lập về điện là không thay đổi.
B. CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP
1. Trình bày nội dung của thuyết êlectron.
Giải
Nội dung thuyết êlectron
* Electron có thể rời khỏi nguyên tử để di chuyển từ nơi này sang nơi khác. Nguyên tử mất electron sẽ trở thành một hạt mang điện dương, gọi là ion dương.
* Một nguyên tử trung hoà có thể nhận thêm êlectron để trở thành một hạt mang điện âm và được gọi là ion âm.
* Sự di chuyển và cư trú của các electron tạo nên các hiện tượng điện và tính chất điện muôn màu muôn vẻ của tự nhiên.
* Thuyết dựa vào sự cư trú và di chuyển của các electron để giải thích các hiện tượng và các tính chất điện của vật gọi là thuyết electron.
2. Giải thích hiện tượng nhiễm điện dương của một quả cầu kim loại do tiếp xúc bằng thuyết êlectron.
Giải
* Thí nghiệm.
Chạm thước nhựa nhiễm điện dương vào một quả cầu thì thấy quả cầu bị thước nhựa đẩy ra xa. Điều này chứng tỏ quả cầu đã trở thành vật nhiễm điện cùng loại với vật nhiễm điện mà nó tiếp xúc.
* Giải thích:
Quả cầu nhiễm điện dương vì nó đã nhường bớt một số electron cho thước nhựa, nên quả cầu thiếu electron và tích điện dương, do đó quả cầu và thước nhựa đẩy nhau sau khi tiếp xúc.
3. Trình bày hiện tượng nhiễm điện do hưởng ứng và giải thích hiện tượng đó bằng thuyết êlectron.
Giải
* Thí nghiệm: Đưa một ống nhôm nhẹ chưa nhiễm điện đến gần một quả cầu nhiễm điện âm, ống nhôm sẽ bị hút.
* Giải thích: Khi đặt gần quả cầu nhiễm điện âm, một số electron tự do có sẵn trong ống nhôm bị đẩy ra xa về phía đầu kia của ống nhôm. Phần đầu bên này gần quả cầu nhiễm điện âm trở thành thiếu electron nên nhiễm điện dương, nên bị quả cầu hút về phía mình.
4. Phát biểu định luật bảo toàn điện tích và vận dụng để giải thích hiện tượng xảy ra khi cho một quả cầu tích điện dương tiếp xúc với một quả cầu tích điện âm.
Giải
Định luật bảo toàn điện tích: Trong một hệ vật cô lập về điện, tổng đại số các điện tích là không đổi.
Khi cho quả cầu tích điện dương tiếp xúc với quả cầu tích điện âm, sẽ có hiện tượng trao đổi điện tích cho nhau và cuối cùng cả hai quả cầu hoặc trung hoà về điện hoặc mang cùng một lượng điện tích cùng dấu.
5. Chọn câu đúng.
Đưa một quả cầu tích điện Q lại gần một quả cầu M nhỏ, nhẹ, bằng bấc, treo ở một đầu sợi chỉ thẳng đứng. Quả cầu bấc M bị hút dính vào quả cầu Q. Sau đó thì.
A. M tiếp tục bị hút dính vào Q.
B. M rời Q và vẫn bị hút lệch về phía Q.
C. M rời Q về vị trí thẳng đứng.
D. M bị đẩy lệch về phía bên kia.
Giải
Chọn câu D
6. Đưa một quả cầu Q điện tích dương lại gần đầu M của một khối trụ kim loại MN (Hình 2.1).
Tại M và N sẽ xuất hiện các điện tích trái dấu. Hiện tượng gì sẽ xảy ra nếu chạm tay vào điểm I, trung điểm của MN?
A. Điện tích ở M và N không thay đổi.
B. Điện tích ở M và N mất hết.
C. Điện tích ở M còn, ở N mất.
D. Điện tích ở M mất, ở N còn.
Giải
Do hưởng ứng điện, điện tích chỉ tập trung ở hai đầu của thanh MN, nên khi ta chạm tay vào giữa thanh thì không có hiện tượng gì xảy ra
⇒ Chọn câu A
7. Hãy giải thích hiện tượng bụi bám chặt vào các cánh quạt trần, mặc dù cánh quạt thường xuyên quay rất nhanh.
Giải
Khi hoạt động, các cánh quạt liên tục “chém” vào không khí, nên cánh quạt bị nhiễm điện (nhiễm điện do cọ xát). Cánh quạt bị nhiễm điện nên nó hút tất cả những hạt bụi nhỏ ở xung quanh nó.
Cập nhật thông tin chi tiết về Bài Tập Hóa Học Định Luật Bảo Toàn Electron trên website 2atlantic.edu.vn. Hy vọng nội dung bài viết sẽ đáp ứng được nhu cầu của bạn, chúng tôi sẽ thường xuyên cập nhật mới nội dung để bạn nhận được thông tin nhanh chóng và chính xác nhất. Chúc bạn một ngày tốt lành!