Đề tài Bồi dưỡng một số kỹ năng biện luận tìm công thức hóa học (tiếp theo)

N:
	Khi thực hiện đề tài vào giảng dạy, trước hết tơi giới thiệu sơ đồ định hướng giải bài tốn biện luận tìm CTHH dùng chung cho tất cả các dạng; gồm 5 bước cơ bản:
	B1: 	đặt CTTQ cho chất cần tìm, đặt các ẩn số nếu cần ( số mol, M, hĩa trị  )
	B2: 	chuyển đổi các dữ kiện thành số mol ( nếu được )
B3:	viết tất cả các PTPƯ cĩ thể xảy ra
B4:	thiết lập các phương trình tốn hoặc bất phương trình liên lạc giữa các ẩn số với các dữ kiện đã biết.
B5:	biện luận, chọn kết quả phù hợp.
Tiếp theo, tơi tiến hành bồi dưỡng kỹ năng theo dạng. Mức độ rèn luyện từ minh họa đến khĩ, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ năng từ biết làm đến đạt mềm dẻo, linh hoạt và sáng tạo. Để bồi dưỡng mỗi dạng tơi thường thực hiện theo các bước sau:
B1:	giới thiệu bài tập mẫu và hướng dẫn giải.
B2:	rút ra nguyên tắc và phương pháp áp dụng.
B3:	HS tự luyện và nâng cao.
Tuỳ độ khĩ mỗi dạng tơi cĩ thể hốn đổi thứ tự của bước 1 và 2.
Sau đây là một số dạng bài tập biện luận, cách nhận dạng, kinh nghiệm giải quyết đã được tơi thực hiện và đúc kết từ thực tế. Trong giới hạn của đề tài, tơi chỉ nêu 5 dạng thường gặp, trong đĩ dạng 5 hiện nay tơi đang thử nghiệm và thấy cĩ hiệu quả.
DẠNG 1: 	BIỆN LUẬN THEO ẨN SỐ TRONG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH
	1) Nguyên tắc áp dụng:
	GV cần cho HS nắm được một số nguyên tắc và phương pháp giải quyết dạng bài tập này như sau:
	- Khi giải các bài tốn tìm CTHH bằng phương pháp đại số, nếu số ẩn chưa biết nhiều hơn số phương trình tốn học thiết lập được thì phải biện luận. Dạng này thường gặp trong các trường hợp khơng biết nguyên tử khối và hĩa trị của nguyên tố, hoặc tìm chỉ số nguyên tử các bon trong phân tử hợp chất hữu cơ 
	- Phương pháp biện luận: 
	+) Thường căn cứ vào đầu bài để lập các phương trình tốn 2 ẩn: y = f(x), chọn 1 ẩn làm biến số ( thường chọn ẩn cĩ giới hạn hẹp hơn. VD : hĩa trị, chỉ số  ); cịn ẩn kia được xem là hàm số. Sau đĩ lập bảng biến thiên để chọn cặp giá trị hợp lí.
	+) Nắm chắc các điều kiện về chỉ số và hố trị : hố trị của kim loại trong bazơ, oxit bazơ; muối thường £ 4 ; cịn hố trị của các phi kim trong oxit £ 7; chỉ số của H trong các hợp chất khí với phi kim £ 4; trong các CxHy thì : x ³ 1 và y £ 2x + 2 ; 
	Cần lưu ý : Khi biện luận theo hĩa trị của kim loại trong oxit cần phải quan tâm đến mức hĩa trị .
	2) Các ví dụ :
	Ví dụ 1:	Hịa tan một kim loại chưa biết hĩa trị trong 500ml dd HCl thì thấy thốt ra 11,2 dm3 H2 ( ĐKTC). Phải trung hịa axit dư bằng 100ml dd Ca(OH)2 1M. Sau đĩ cơ cạn dung dịch thu được thì thấy cịn lại 55,6 gam muối khan. Tìm nồng độ M của dung dịch axit đã dùng; xác định tên của kim loại đã đã dùng.
	* Gợi ý HS :
	Cặp ẩn cần biện luận là nguyên tử khối R và hĩa trị x 
55,6 gam là khối lượng của hỗn hợp 2 muối RClx và CaCl2 
* Giải : 
Giả sử kim loại là R cĩ hĩa trị là x Þ 1£ x, nguyên £ 3 
số mol Ca(OH)2 = 0,1´ 1 = 0,1 mol
số mol H2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol
Các PTPƯ: 
2R	+	2xHCl	® 	2RClx 	+	xH2 ­	(1)
1/x (mol)	1	1/x	0,5
Ca(OH)2 	+	2HCl	 ® CaCl2	+	2H2O 	(2)
0,1	0,2	0,1
từ các phương trình phản ứng (1) và (2) suy ra:
nHCl = 1 + 0,2 = 1,2 mol 
nồng độ M của dung dịch HCl :	CM = 1,2 : 0,5 = 2,4 M
theo các PTPƯ ta cĩ : 	
ta cĩ : 	 ×( R + 35,5x ) = 44,5 Þ 	R	= 	9x 
x
	1	2	3
R
	9	 18	27
Vậy kim loại thỗ mãn đầu bài là nhơm Al ( 27, hĩa trị III )
Ví dụ 2:	Khi làm nguội 1026,4 gam dung dịch bão hịa R2SO4.nH2O ( trong đĩ R là kim loại kiềm và n nguyên, thỏa điều kiện 7< n < 12 ) từ 800C xuống 100C thì cĩ 395,4 gam tinh thể R2SO4.nH2O tách ra khỏi dung dịch.
Tìm cơng thức phân tử của Hiđrat nĩi trên. Biết độ tan của R2SO4 ở 800C và 100C lần lượt là 28,3 gam và 9 gam.
* Gợi ý HS:	
lập biểu thức tốn : số mol hiđrat = số mol muối khan.
Lưu ý HS : do phần rắn kết tinh cĩ ngậm nước nên lượng nước thay đổi.
* Giải:
S( 800C) = 28,3 gam Þ trong 128,3 gam ddbh cĩ 28,3g R2SO4 và 100g H2O
Vậy :	1026,4gam ddbh ® 226,4 g R2SO4 và 800 gam H2O.
	Khối lượng dung dịch bão hồ tại thời điểm 100C:
	1026,4 - 395,4 = 631 gam
ở 100C, S(R2SO4 ) = 9 gam, nên suy ra: 
109 gam ddbh cĩ chứa 9 gam R2SO4 
vậy 631 gam ddbh cĩ khối lượng R2SO4 là : 	 
khối lượng R2SO4 khan cĩ trong phần hiđrat bị tách ra :	226,4 – 52,1 = 174,3 gam
Vì số mol hiđrat = số mol muối khan nên : 
442,2R-3137,4x +21206,4 = 0	Û R = 7,1n - 48 
Đề cho R là kim loại kiềm , 7 < n < 12 , n nguyên Þ ta cĩ bảng biện luận:
n
8	9	10	11	
R
8,8	18,6	23	30,1
Kết quả phù hợp là n = 10 , kim loại là Na ® cơng thức hiđrat là Na2SO4.10H2O
DẠNG 2 : 	BIỆN LUẬN THEO TRƯỜNG HỢP
1) Nguyên tắc áp dụng:
- Đây là dạng bài tập thường gặp chất ban đầu hoặc chất sản phẩm chưa xác định cụ thể tính chất hĩa học ( chưa biết thuộc nhĩm chức nào, Kim loại hoạt động hay kém hoạt động, muối trung hịa hay muối axit  ) hoặc chưa biết phản ứng đã hồn tồn chưa. Vì vậy cần phải xét từng khả năng xảy ra đối với chất tham gia hoặc các trường hợp cĩ thể xảy ra đối với các sản phẩm.
- Phương pháp biện luận:
+) Chia ra làm 2 loại nhỏ : biện luận các khả năng xảy ra đối với chất tham gia và biện luận các khả năng đối với chất sản phẩm.
+) Phải nắm chắc các trường hợp cĩ thể xảy ra trong quá trình phản ứng. Giải bài tốn theo nhiều trường hợp và chọn ra các kết quả phù hợp.
2) Các ví dụ:
Ví dụ 1:
Hỗn hợp A gồm CuO và một oxit của kim loại hĩa trị II( khơng đổi ) cĩ tỉ lệ mol 1: 2. Cho khí H2 dư đi qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nĩng thì thu được hỗn hợp rắn B. Để hịa tan hết rắn B cần dùng đúng 80 ml dung dịch HNO3 1,25M và thu được khí NO duy nhất.
Xác định cơng thức hĩa học của oxit kim loại. Biết rằng các phản ứng xảy ra hồn tồn.
* Gợi ý HS:
HS: Đọc đề và nghiên cứu đề bài.
GV: gợi ý để HS thấy được RO cĩ thể bị khử hoặc khơng bị khử bởi H2 tuỳ vào độ hoạt động của kim loại R.
	HS: phát hiện nếu R đứng trước Al thì RO khơng bị khử Þ rắn B gồm: Cu, RO
	 Nếu R đứng sau Al trong dãy hoạt động kim loại thì RO bị khử Þ hỗn hợp rắn B gồm : Cu và kim loại R.
* Giải:
Đặt CTTQ của oxit kim loại là RO.
Gọi a, 2a lần lượt là số mol CuO và RO cĩ trong 2,4 gam hỗn hợp A
Vì H2 chỉ khử được những oxit kim loại đứng sau Al trong dãy BêKêTơp nên cĩ 2 khả năng xảy ra:
- R là kim loại đứng sau Al :
Các PTPƯ xảy ra:
CuO	+	H2	® 	 Cu 	+ 	H2O
 a	 	 a
RO	+	H2	® 	 R 	+ 	H2O
	2a 	 	2a
3Cu	+	8HNO3 	® 3Cu(NO3)2	+ 	2NO ­ 	+	4H2O
a	
3R	+	8HNO3 	® 3R(NO3)2	+ 	2NO ­ 	+	4H2O
 2a	 
Theo đề bài:	
Khơng nhận Ca vì kết quả trái với giả thiết R đứng sau Al
- Vậy R phải là kim loại đứng trước Al 
CuO	+	H2	® 	 Cu 	+ 	H2O
 a	 	 a
3Cu	+	8HNO3 	® 3Cu(NO3)2	+ 	2NO ­ 	+	4H2O
a	
RO	+	2HNO3 	® R(NO3)2	+	2H2O
 2a	4a
Theo đề bài : 
Trường hợp này thoả mãn với giả thiết nên oxit là: MgO.
Ví dụ 2: 
Khi cho a (mol ) một kim loại R tan vừa hết trong dung dịch chứa a (mol ) H2SO4 thì thu được 1,56 gam muối và một khí A. Hấp thụ hồn tồn khí A vào trong 45ml dd NaOH 0,2M thì thấy tạo thành 0,608 gam muối. Hãy xác định kim loại đã dùng.
* Gợi ý HS:
GV: Cho HS biết H2SO4 chưa rõ nồng độ và nhiệt độ nên khí A khơng rõ là khí nào.Kim loại khơng rõ hĩa trị; muối tạo thành sau phản ứng với NaOH chưa rõ là muối gì. Vì vậy cần phải biện luận theo từng trường hợp đối với khí A và muối Natri.
HS: Nêu các trường hợp xảy ra cho khí A : SO2 ; H2S ( khơng thể là H2 vì khí A tác dụng được với NaOH ) và viết các PTPƯ dạng tổng quát, chọn phản ứng đúng để số mol axit bằng số mol kim loại.
GV: Lưu ý với HS khi biện luận xác định muối tạo thành là muối trung hịa hay muối axit mà khơng biết tỉ số mol cặp chất tham gia ta cĩ thể giả sử phản ứng tạo ra 2 muối. Nếu muối nào khơng tạo thành thì cĩ ẩn số bằng 0 hoặc một giá trị vơ lý.
* Giải:
Gọi n là hĩa trị của kim loại R .
Vì chưa rõ nồng độ của H2SO4 nên cĩ thể xảy ra 3 phản ứng:
2R	+	nH2SO4 ® R2 (SO4 )n 	+	nH2 ­	(1)
 	2R	+	2nH2SO4 ® R2 (SO4 )n 	+	nSO2 	­ + 2nH2O	(2)
	2R	+	5nH2SO4 ® 4R2 (SO4 )n 	+	nH2S 	­ + 4nH2O	(3)
khí A tác dụng được với NaOH nên khơng thể là H2 ® PƯ (1) khơng phù hợp.
Vì số mol R = số mol H2SO4 = a , nên :
Nếu xảy ra ( 2) thì : 2n = 2 Þ n =1 ( hợp lý )
Nếu xảy ra ( 3) thì : 5n = 2 Þ n = ( vơ lý )
Vậy kim loại R hĩa trị I và khí A là SO2
	2R	+	2H2SO4 ® R2 SO4 	+	SO2 	­ + 2H2O	
a(mol)	a	
Giả sử SO2 tác dụng với NaOH tạo ra 2 muối NaHSO3 , Na2SO3
SO2	+	NaOH	® NaHSO3
 Đặt : x (mol)	 x	x
SO2	+	2NaOH	® Na2SO3 	+	H2O
y (mol)	 2y	y
theo đề ta cĩ : 	giải hệ phương trình được 
Vậy giả thiết phản ứng tạo 2 muối là đúng.
Ta cĩ: số mol R2SO4 = số mol SO2 = x+y = 0,005 (mol)
Khối lượng của R2SO4 : (2R+ 96)×0,005 = 1,56
Þ 	R = 108 .	Vậy kim loại đã dùng là Ag.
DẠNG 3:	BIỆN LUẬN SO SÁNH
1) Nguyên tắc áp dụng:
- Phương pháp này được áp dụng trong các bài tốn xác định tên nguyên tố mà các dữ kiện đề cho thiếu hoặc các số liệu về lượng chất đề cho đã vượt quá, hoặc chưa đạt đến một con số nào đĩ.
- Phương pháp biện luận:
· Lập các bất đẳng thức kép cĩ chứa ẩn số ( thường là nguyên tử khối ). Từ bất đẳng thức này tìm được các giá trị chặn trên và chặn dưới của ẩn để xác định một giá trị hợp lý.
· Cần lưu ý một số điểm hỗ trợ việc tìm giới hạn thường gặp:
+) Hỗn hợp 2 chất A, B cĩ số mol là a( mol) thì :	0 < nA, nB < a
+) Trong các oxit : R2Om thì : 1 £ m, nguyên £ 7
+) Trong các hợp chất khí của phi kim với Hiđro RHn thì :	 1 £ n, nguyên £ 4
2) Các ví dụ :
Ví dụ1:
Cĩ một hỗn hợp gồm 2 kim loại A và B cĩ tỉ lệ khối lượng nguyên tử 8:9. Biết khối lượng nguyên tử của A, B đều khơng quá 30 đvC. Tìm 2 kim loại 
* Gợi ý HS:
	Thơng thường HS hay làm “ mị mẫn” sẽ tìm ra Mg và Al nhưng phương pháp trình bày khĩ mà chặc chẽ, vì vậy giáo viên cần hướng dẫn các em cách chuyển một tỉ số thành 2 phương trình tốn :	Nếu A : B = 8 : 9 thì Þ 
	*Giải:
	Theo đề : tỉ số nguyên tử khối của 2 kim loại là nên Þ ( n Ỵ z+ )
Vì A, B đều cĩ KLNT khơng quá 30 đvC nên : 9n £ 30 Þ n £ 3 
 Ta cĩ bảng biện luận sau :
n
	1	2	3
A
	8	16	24
B
	9	18	27
Suy ra hai kim loại là Mg và Al
Ví dụ 2:
Hịa tan 8,7 gam một hỗn hợp gồm K và một kim loại M thuộc phân nhĩm chính nhĩm II trong dung dịch HCl dư thì thấy cĩ 5,6 dm3 H2 ( ĐKTC). Hịa tan riêng 9 gam ki