Nhiều cách giải hay một bài toán Hóa khó trong đề thi đại học

Thầy giáo : Nguyễn Văn Thương
Địa chỉ : Trường THPT Hậu lộc 4 - Tỉnh Thanh Hoá
ĐT : 01667216306
 Thanh Hóa , ngày 28 tháng 05 năm 2015
NHIỀU CÁCH GIẢI HAY MỘT BÀI TOÁN KHÓ 
TRONG ĐỀ THI ĐẠI HỌC
	Nhằm phát huy tính tích cực, tự học, tự sáng tạo đồng thời giúp các em hình thành và phát triển kĩ năng tư duy, phân tích, so sánh. Tôi xin giới thiệu đến bạn đọc một bài toán trong đề thi đại học có nhiều cách giải hay và rất độc đáo.
Bài toán (Đề thi Đại học khối A năm 2013). 
Hỗn hợp X gồm Na, Ba, Na2O và BaO. Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào nước, thu được 1,12 lít khí H2 (đktc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam Ba(OH)2. Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu được m gam kết tủa. Tính giá trị của m.
	A. 23,64 	B. 15,76 	C. 21,92 	D. 39,40
Cách 1: Dùng phương pháp ghép ẩn số bằng cách thế và tách thành nhóm các biểu thức toán học. 
Gọi số mol Na, Ba, Na2O và BaO lần lượt là x, y, z, t
→ 23x + 137y + 62z + 153t = 21,9 (I)
- Các phản ứng hóa học: 
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2↑ 
Na2O + H2O → 2NaOH
BaO + H2O → Ba(OH)2
- Theo các phản ứng trên ta có:
→ x + 2y = 0,1 (II)
 (III) 
Từ (I) → 23(x + 2y) + 91(y + t) + 31(2z + 2t) = 21,9
Thay (II) và (III) → 2z+ 2t = 0,28
- Ta có 
→ → tạo 2 muối HCO3- và CO32- 	
Theo bảo toàn nguyên tố C và bảo toàn điện tích trước, sau phản ứng ta có
a + b = 0,3 và a + 2b = 0,38 → a = 0,22 mol, b = 0,08 mol
Ba2+ + CO32- → BaCO3 ↓
0,12 0,08
→ m↓ = 0,08.197 = 15,76 gam →Chọn đáp án B
*Chú ý: Từ cách 2 trở đi tác giả chỉ tính ra số mol OH-, bạn đọc tự tính m↓ như ở cách 1
Cách 2: Dùng phương pháp ghép ẩn số bằng cách tổ hợp tuyến tính các biểu thức toán học rồi đồng nhất hệ số ( tham khảo trên số báo 06(234)/2015 của chính tác giả).
→ = x + 2y + 2z + 2t tổ hợp theo (I), (II) và (III)
→ x + 2y + 2z + 2t = k1(23x + 137y + 62z + 153t) + k2(x + 2y) + k3(y + t)
Đồng nhất hệ số ta có:
→ k1 = 1/31, k2 = 8/31, k3 = -91/31
→ = 21,9/31 + 8×0,1/31 - 91×0,12/31 = 0,38 mol 
Cách 3: Kết hợp bảo toàn nguyên tố và bảo toàn khối lượng.
.Sơ đồ phản ứng 
Gọi số mol của NaOH là a mol
Theo bảo toàn nguyên tố H: 
→ 
Theo định luật bảo toàn khối lượng: 
21,9 + 18(0,17 + 0,5 a) = 40a + 20,52 + 0,05.2 → a = 0,14 mol 
→ = 0,14 + 0,12.2 = 0,38 mol 
Đến đây ban đọc giải tương tự như trên để tính m↓
Cách 4: Quy đổi hỗn hợp (Na, Ba, Na2O và BaO) thành (Na, Ba và O)
- Bảo toàn nguyên tố Ba: b = 0,12 (I)
- Bảo toàn khối lượng: mX’ = mX → 23a + 137b + 16c = 21,9 (II) 
- Bảo toàn e: → a + 2b = 2c + 0,1 (III)
- Giải (I), (II), (III) → a = 0,14 mol, b = 0,12 mol, c = 0,14 mol
→ = a + 0,12.2 = 0,38 mol
Cách 5: Quy đổi hỗn hợp (Na, Ba, Na2O và BaO) thành (Ba, Na2O và BaO)
→ = 2b + 0,12.2 = 0,38 mol 
Cách 6: Quy đổi hỗn hợp (Na, Ba, Na2O và BaO) thành (Na, Na2O và BaO)
→ = a + 2b + 0,12.2 = 0,38 mol
Cách 7: Quy đổi hỗn hợp (Na, Ba, Na2O và BaO) thành (Na, Ba, BaO) 
→ = a + 0,12.2 = 0,38 mol
Cách 8: Quy đổi hỗn hợp (Na, Ba, Na2O và BaO) thành (Na, Ba, Na2O) 
→ = a + 2c + 0,12.2 = 0,38 mol
Nhận xét: Sau khi bạn đọc nghiên cứu cách 7 và cách 8 chắc chắn phân vân cho rằng có nghiệm âm mà kết quả vẫn đúng là do trùng hợp ngầu nhiên. Để giải đáp thắc mắc này mời ban đọc tham khảo bài viết của tôi “ Sự tổ hợp thuần túy các biểu thức toán học trong ghép và tách ẩn là tiền đề cho phương pháp quy đổi nhiều chất thành ít chất”, hoặc tham khảo quốn sách “26 phương pháp đột phá mới ...” của 3 tác giải Trịnh Quang Cảnh (chủ biên)- Nguyễn Văn Thương – Nguyễn Công Kiệt.
Cách 9: Quy đổi thành tác nhân oxi hóa ảo: H2O biết thành O. 
Bạn đọc chịu khó quan sát cách 4 trong quá trình biết đổi của X’ thành sản phẩm có xuất hiện thêm một tác nhân oxi hóa mới là oxi (O) . Ta thay (quy đổi) tác nhân oxi hóa thành O0 ( nO = ) vẫn không làm thay đổi bản chất của Na, Ba.
→ Sơ đồ ảo 
- 
- Bảo toàn khối lương: 21,9 + 0,05.16 = 62a + 0,12.153 → a = 0,07 mol
→ = 2a + 0,12.2 = 0,38 mol
Cách 10: Quy đổi hỗn hợp (Na, Ba, Na2O và BaO) thành chất ảo NaxBayOz ( chất trung bình)
- Theo bảo toàn nguyên tố Ba: 
→ 
→ 2,76x + 1,92z = 5,46y (I)
- Quá trình nhường, nhận e: 
-Theo bảo toàn e: 0,12(x+2y-2z)/y = 0,1 
→ 0,12x – 0,24z = -0,14y (II)
-Từ (I) và (II) → x = z = 7y/6 
- Ta có → = 0,12.x/y + 0,12.2 = 0,12.7/6 + 0,24 = 0,38 mol
Xin mời đọc giả nào có cách giải khác thì đề xuất với tác giả. Rất khuyết khích !
 Hi vọng nhận được sự phản hồi 
Xin chân thành cảm ơn !
Đây là bài viết rất sáng tạo của em mong ban biên tập cho đăng sớm để học sinh, đồng nghiệp cùng tham khảo. Trong thời gian tới em còn sáng tạo nhiều bài nữa mong ban biên tập cho đăng kịp thời không để tồn đọng lại bỏ sót bài của em ạ. Tất cả những bài em viết đều là sự say mê, sáng tạo dày công đầu tư. Hôm trước em cũng đã gữi nhiều bài rồi ạ. Mong chờ từ ban biên tập. Chào thân ái !