Tài liệu Khám phá tư duy giải nhanh thần tốc trong Hóa học

PHẦN I
TƯ DUY SÁNG TẠO ĐỂ HIỂU BẢN CHẤT HÓA HỌC
Trước đây khi chúng ta áp dụng hình thức thi tự luận thì cách tư duy trong Hóa Học là viết phương trình phản ứng sau đó đặt ẩn vào phương trình rồi tính toán. Nhưng với kiểu thi trắc nghiệm hiện này những kiểu tư duy như vậy sẽ gặp rất nhiều hạn chế nếu không muốn nói là rất nguy hiểm. Nhiều thầy cô không trải qua những kì thi trắc nghiệm nên có lẽ sẽ không hiểu hết được sức ép về thời gian kinh khủng như thế nào. Điều nguy hiểm là khi bị ép về thời gian hầu hết các bạn sẽ mất bình tĩnh dẫn tới sự tỉnh táo và khôn ngoan giảm đi rất nhiều.
Là người trực tiếp tham gia trong kì thi năm 2012 của Bộ Giáo dục và Đào tạo tại trường Đại học Ngoại thương Hà Nội và trường Đại học Y Thái Bình, và rất nhiều lần thi thử tại các trung tâm ở Hà Nội như: Đại học Sư phạm, Đại học KHTN, HTC, Chùa Bộc, Học mãi, với tất cả kinh nghiệm và tâm huyết luyện thi đại học nhiều năm tại Hà Nội, tác giả mạnh dạn trình bày bộ tài liệu “Khám phá tư duy giải nhanh thần tốc trong Hóa học”. Trong quá trình đọc và luyện tập, tác giả mong muốn các bạn hãy tích cực suy nghĩ, tư duy để hiểu phong cách giải toán hóa học của mình. Khi các bạn đã hiểu được lối tư duy của mình các bạn sẽ thấy hóa học thật sự là rất đơn giản.
Trong phần I của cuốn sách này mình muốn trình bày về hướng mới để hiểu bản chất của các phản ứng hóa học. Ta có thể hiểu bản chất của các phản ứng Hóa học chỉ là quá trình nguyên tố di chuyển từ chất này qua chất khác, hay nói một cách khác là quá trình kết hợp giữa các nguyên tố để tạo ra vô số chất khác nhau. Cũng giống như trong âm nhạc chỉ có 8 nốt nhạc nhưng khi kết hợp lại có thể tạo ra vô số giai điệu. Sự kì diệu là ở chỗ đó.Trong quá trình các nguyên tố di chuyển sẽ có hai khả năng xảy ra:
Khả năng 1: Số oxi hóa của các nguyên tố không đổi.
Khả năng 2: Số oxi hóa của các nguyên tố thay đổi. 
Dù cho khả năng nào xảy ra thì các quá trình hóa học vẫn tuân theo các định luật kinh điển là:
(1) Định luật BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ.
(2) Định luật BẢO TOÀN ELECTRON.
(3) Định luật BẢO TOÀN ĐIỆN TÍCH.
(4) Định luật BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG.
Mục đích của mình khi viết phần I là các bạn hiểu và áp dụng được thành thạo các định luật trên. Bây giờ chúng ta cùng đi nghiên cứu về các định luật trên.
A. ĐỊNH LUẬT BÀO TOÀN NGUYÊN TỐ (BTNT)
Bản chất của định luật BTNT là 1 hay nhiều nguyên tố chạy từ chất này qua chất khác và số mol của nó không đổi. Điều quan trọng nhất khi áp dụng BTNT là các bạn phải biết cuối cùng nguyên tố chúng ta cần quan tâm nó “chui ” vào đâu rồi? Nó biến thành những chất nào rồi?Các bạn hết sức chú ý : Sẽ là rất nguy hiểm nếu các bạn quên hoặc thiếu chất nào chứa nguyên tố ta cần xét.Sau đây là một số con đường di chuyển quan trọng của các nguyên tố hay gặp trong quá trình giải toán.
	(1) Kim loại → muối →Hidroxit → oxit.
	Ví dụ : 
	Thường dùng BTNT.Fe
	(2) Thường dùng BTNT.N
	(3) Thường dùng BTNT.S
	(4) Thường dùng BTNT.H hoặc BTNT.O
	(5) 
	(6) Thường dùng BTNT.S,Fe,Cu
Chúng ta cùng nhau nghiên cứu các ví dụ cụ thể để làm rõ vấn đề trên nhé!
Câu 1 : Cho hỗn hợp 0,15 mol CuFeS2 và 0,09 mol Cu2FeS2 tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được dung dịch X và hỗn hợp khí Y gồm NO và NO2. Thêm BaCl2 dư vào dung dịch X thu được m gam kết tủa. Mặt khác, nếu thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch X, lấy kết tủa nung trong không khí tới khối lượng không đổi được x gam chất rắn. Giá trị của m và x là :
	A. 111,84 và 157,44	B. 112,84 và 157,44
	C. 111,84 và 167,44	D. 112,84 và 167,44
	Bài toán khá đơn giản ta chỉ cần sử dụng BTNT thuần túy là xong.
	Ta có : 
	→Chọn A
Câu 2 : Trung hòa 3,88 gam hỗn hợp X gồm 2 axit cacboxylic mạch hở, no, đơn chức bằng dung dịch NaOH, cô cạn được 5,2 g muối khan. Nếu đốt cháy 3,88 g X thì cần thể tích O2 (đktc) là :
	A. 3,36	B. 2,24	C. 5,6	D. 6,72
	Ta có : 
	→Chọn A
Câu 3: Hòa tan hết 14,6 gam hỗn hợp gồm Zn và ZnO có tỉ lệ mol 1:1 trong 250 gam dung dịch HNO3 12,6% thu được dung dịch X và 0,336 lit khí Y (đktc). Cho từ từ 740 ml dung dịch KOH 1M vào dung dịch X thu được 5,94 gam kết tủa.Nồng độ % của muối trong X là : 
	A. 14,32	B. 14,62	C. 13,42	D. 16,42
	Ta có : 
	Có NH4NO3 vì nếu Y là N2 →
	Sau khi cho KOH vào thì K nó chạy đi đâu?Việc trả lời câu hỏi này sẽ giúp ta tiết kiệm rất nhiều thời gian và không cần quan tâm HNO3 thừa thiếu thế nào.
	→ 
	→ Chọn B
Câu 4:Hỗn hợp X gồm FeS, FeS2, CuS tan vừa hết trong dung dịch chứa 0,33 mol H2SO4 đặc sinh ra 0,325 mol khí SO2 và dung dịch Y. Nhúng thanh Fe nặng 50 gam vào Y, phản ứng xong thấy thanh Fe nặng 49,48 gam và thu được dung dịch Z. Cho Z phản ứng với HNO3 đặc, dư sinh ra khí NO2 duy nhất và còn lại dung dịch E (không chứa NH4+). Khối lượng muối dạng khan có trong E là m gam. Giá trị lớn nhất của m là : 
	A. 20,57	B. 18,19 	C. 21,33	D. 21,41.
Bài toán này là một bài toán BTNT khá hay. Cái hay của bài toán ở chỗ:
	(1).Các bạn khó suy ra nên áp dụng bảo toàn nguyên tố nào.
	(2).Đề bài số liệu về thanh Fe gây nhiễu.
	(3).Về mặt kiến thức do HNO3 đặc dư nên muối cuối cùng có thể là muối nitrat.
	Để giải nhanh bài tập này ta đưa ra các câu hỏi đặt ra là:
	H trong H2SO4 chạy đi đâu rồi ? – Nó chạy vào H2O.
	O trong H2SO4 chạy đi đâu rồi ? – Nó chạy vào muối , SO2 và H2O.
	Ta có: 
	(mol)
Chú ý :Vì HNO3 đặc nóng dư nên khối lượng muối lớn nhất là muối Fe(NO3)3
	→ Chọn A
Câu 5: Cho 158,4 gam hỗn hợp X gầm và một bình kín không chứa không khí rồi nung bình ở nhiệt độ cao để phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng chất rắn giảm 55,2 gam so với ban đầu. Cho chất rắn này tác dụng với HNO3 thu được V(lít) khí NO và dung dịch Y. Cho NaOH dư vào Y được kết tủa Z.Nung Z ngoài không khí tới khối lượng không đổi được m gam chất rắn.Giá trị của m là : 	
	A. 196.	B. 120.	 C. 128.	D. 115,2.
Vì phản ứng hoàn toàn và chất rắn tác dụng với HNO3 có khí NO → 55,2 gam là NO2.
	Ta có : 
	Sau các phản ứng Fe sẽ chuyển thành Fe2O3:
	→Chọn B
Câu 6: Một hỗn hợp X gồm ; CH3OH; CH2=CH– CH2OH; C2H5OH; C3H5(OH)3. Cho 25,4 gam hỗn hợp X tác dụng với Na dư thu được 5,6 lít H2 (đktc). Mặt khác, đem đốt cháy hoàn toàn 25,4 gam hỗn hợp X thu được a mol CO2 và 27 gam H2O. Giá trị của a là :
	A. 1,25	B. 1	C. 1,4	D. 1,2
	Các bạn hãy trả lời câu hỏi sau :
	H trong nhóm OH của X đã đi đâu ? – Nó biến thành H2 .
	Khối lượng X gồm những gì ? – Tất nhiên là 
	Ta có : 
	→Chọn D
Câu 7: Hỗn hợp X gồm axit axetic, axit fomic và axit oxalic. Khi cho m gam X tác dụng với NaHCO3 dư thì thu được 15,68 lít khí CO2 (đktc). Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X cần 8,96 lít khí O2 (đktc), thu được 35,2 gam CO2 và y mol H2O. Giá trị của y là:
	A. 0,8.	B. 0,3.	C. 0,6.	D. 0,2.
Để ý thấy : .Do đó ta có .
	 sinh ra từ đâu? – Từ nhóm COOH trong X. 
	→Chọn C	
Câu 8: Cao su buna-N được tạo ra do phản ứng đồng trùng hợp giữa buta-1,3-đien với acrilonitrin. Đốt cháy hoàn toàn một lượng cao su buna-N với không khí vừa đủ (chứa 80% N2 và 20% O2 về thể tích), sau đó đưa hỗn hợp sau phản ứng về 136,5oC thu được hỗn hợp khí và hơi Y (chứa 14,41% CO2 về thể tích). Tỷ lệ số mắt xích giữa buta-1,3-đien và acrilonitrin là
	A. 1:2.	B. 2:3.	C. 3:2.	D. 2:1.
Để ý thấy rằng tỷ lệ số mắt xich chính là tỷ lệ số mol mắt xích.
Ta có : 
	→Chọn B	
Câu 9: Đốt cháy hoàn toàn 29,6 gam hỗn hợp X gồm CH3COOH,CxHyCOOH,và (COOH)2 thu được 14,4 gam H2O và m gam CO2. Mặt khác, 29,6 gam hỗn hợp X phản ứng hoàn toàn với NaHCO3 dư thu được 11,2 lít (đktc) khí CO2. Tính m:
	A. 48,4 gam	B. 33 gam	C. 44g	D. 52,8 g
	Để ý thấy : .Do đó ta có .
	 sinh ra từ đâu? – Từ nhóm COOH trong X. 
	→ 
	→Chọn C
Câu 10: Cho vào 1 bình kín một ít chất xúc tác bột Fe sau đó bơm vào bình 1 mol H2 và 4 mol N2.Sau đó nung bình để xảy ra phản ứng (biết hiệu suất phản ứng là 30%).Sau phản ứng cho toàn bộ hỗn hợp khí qua ống đựng CuO dư thấy ống giảm m (gam).Tính m?
	A.8 (gam)	B. 16 (gam)	C. 24 (gam)	D. 32 (gam)
	Bài toán trên có nhiều bạn không để ý sẽ bị bẫy khi cứ đi tính toán cho quá trình tổng hợp NH3. Điều này là không cần thiết vì cuối cùng H2 sẽ biến thành H2O. Khối lượng ống đựng CuO giảm chính là khối lượng O có trong H2O.
	Ta có ngay : 
	(gam)	→Chọn B
Câu 11: Cho 24 gam Mg tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa a mol HNO3.Sau phản ứng thu được hỗn hợp khí X gồm các khí N2; N2O có số mol bằng nhau và bằng 0,1mol. Tìm giá trị a.
	A.2,8 	B. 1,6 	C. 2,54 	D. 2,45 
Ta có ngay : 
	(mol)
	→Chọn D
Câu 12:Nung 32,4 gam chất rắn X gồm FeCO3,FeS,FeS2 có tỷ lệ số mol là 1:1:1 trong hỗn hợp khí Y gồm O2 và O3 có tỷ lệ số mol là 1:1.Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.Số mol Y tham gia phản ứng là :
	A.0,38	B.0,48	C.0,24	D.0,26
	Ta có : 
	→Chọn A
Câu 13: Hỗn hợp khí X gồm O2 và O3 có tỷ lệ số mol là 1:1. Hỗn hợp khí Y gồm CH4 và C2H2 tỷ lệ mol 1:1. Đốt cháy hoàn toàn 2 mol Y thì cần bao nhiêu lít X (đktc):
	A. 80,64	B. 71,68	C. 62,72	D. 87,36
	→Chọn A
Câu 14: Cho 108,8 gam hỗn hợp X gồm Fe2O3 , Fe3O4 ,FeO tác dụng với HCl vừa đủ. Thu được 50,8 gam muối FeCl2 và m gam muối FeCl3.Giá trị của m là: 
	A.146,25	B.162,5	C.130	C.195
	Ta có: 
→ 	
	→Chọn B
Câu 15 : Cho a gam hỗn hợp A gồm Fe2O3, Fe3O4, Cu vào dung dịch HCl dư thấy có 1 mol axit phản ứng và còn lại 0,256a gam chất rắn không tan. Mặt khác, khử hoàn toàn a gam hỗn hợp A bằng H2 dư thu được 42 gam chất rắn. Tính phần trăm về khối lượng Cu trong hỗn hợp A?
	A .50% 	B. 25,6% 	C. 32% 	D. 44,8%
Với 1 mol HCl thì cuối cùng H đi đâu? Cl đi đâu?
Ta có : 
Chất không tan là gì?42 gam là gì? 
Dung dịch sau phản ứng với HCl gồm những gì ?
	 →Chọn D
BÀI TẬP LUYỆN TẬP SỐ 1
Câu 1: Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp A chứa 1 mol FeS , 1 mol FeS2 , 1 mol S cần vừa đủ V lít khí O2 (đktc).Tính giá trị của V?
	A.116,48 	B. 123,2 	C. 145,6 	D. 100,8
Câu 2: Cho 1 mol Fe tác dụng hoàn toàn với O2 (dư).Khối lượng chất rắn thu được là bao nhiêu?
	A.80 (gam)	B. 160 (gam)	C. 40 (gam)	D. 120 (gam)
Câu 3: Cho 32 gam Cu tác dụng với lượng dư axit HNO3.Khối lượng muối thu được ?
	A.72 (gam)	B. 88 (gam)	C. 94 (gam)	D. 104 (gam)
Câu 4: Đốt cháy 8,4 gam C thu được hỗn hợp khí X gồm (CO và CO2) có tỷ lệ số mol 1:4.Tính khối lượng hỗn hợp X.
	A.27,2 (gam)	B. 28,56 (gam)	C. 29,4 (gam)	D. 18,04 (gam)
Câu 5: Nung hỗn hợp rắn gồm a mol FeCO3, b mol FeS2 và c mol FeS trong bình kín chứa không khí dư. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, đưa bình về nhiệt độ ban đầu, thu được chất rắn duy nhất Fe2O3 và hỗn hợp khí. Biết áp suất hỗn hợp trước và sau khi phản ứng bằng nhau. Mối liên hệ giữa a , b , c là : 
 	A. a = b+c	B. a = 2b+c	C. a = b – c 	D. a = 2b – c .
Câu 6: Để luyện được 800 tấn gang có hàm lượng sắt 95% , cần dùng x tấn quặng manhetit chứa 80% Fe3O4 (còn lại là tạp chất không chứa sắt). Biết rằng lượng sắt bị hao hụt trong quá trình sản xuất là 2%. Giá trị của x là
	A. 1325,16.	B. 959,59.	C. 1338,68.	D. 1311,90.