SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THẠCH THÀNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT CHO HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG THCS THÀN[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HĨA PHỊNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THẠCH THÀNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM KINH NGHIỆM RÈN LUYỆN KĨ NĂNG GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ CÁC OXIT SẮT CHO HỌC SINH GIỎI TRƯỜNG THCS THÀNH TRỰC, THẠCH THÀNH Người thực : Trần Thiết Trường Chức vụ : Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Thành Trực SKKN thuộc lĩnh vực mơn: Hóa học skkn THẠCH THÀNH, NĂM 2019 MỤC LỤC Nội dung Trang 1- MỞ ĐẦU 1.1 1.2 1.3 1.4 2.1 2.2 2.3 2.3 2.3 2.3 2.4 Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu 2- NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 1 1 Đối với giáo viên 3 Đối với học sinh Các biện pháp tổ chức thực Các giải pháp thực Các giải pháp thực 3- KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ skkn MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong bối cảnh nay, cách mạng công nghiệp 4.0 với xu hướng tự động hóa trao đổi liệu công nghệ sản xuất phát triển lan rộng với tốc độ nhanh chóng u cầu ngành giáo dục đào tạo phải nỗ lực đổi phương pháp dạy học theo hướng tăng cường phát triển tư sáng tạo cho người học mà rèn luyện kĩ giải tập, kĩ vận dụng giải tình thực tế…để trở thành người phát triển toàn diện, đáp ứng nhu cầu đổi xã hội Song song với mục tiêu giảng dạy nâng cao chất lượng đại trà nhiều nhà trường cịn trọng đến cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi cấp, coi trọng việc phát hiện, bồi dưỡng phát triển tiềm trí tuệ cho học sinh Đây nhiệm vụ quan trọng mà trường THCS Thành Trực ưu tiên hàng đầu Bồi dưỡng học sinh giỏi công việc mà trường hay giáo viên làm tốt mà phụ thuộc vào trình độ chun mơn, vào kinh nghiệm giảng dạy, vào nhiệt huyết tố chất học sinh… Là giáo viên giảng dạy mơn Hóa học nhà trường, tơi thường xun phân công bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi Khó khăn lớn tơi lúc đầu việc lựa chọn học sinh Hầu em trả lời mơn Hóa khó học nên thân em thấy thiếu tự tin, thường tỏ lúng túng, sai sót việc xác định dạng toán phương pháp giải tập Nhất học nguyên tố sắt Oxit sắt Xác định nguyên tố phức tạp, xảy nhiều phương trình phản ứng khác nhau, em không trang bị đầy đủ kĩ năng, phương pháp giải khó khăn việc làm ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng giải kì thi chọn học sinh giỏi cấp huyện cấp tỉnh Xuất phát từ lý trên, nhiều năm qua thử nghiệm thực nhiều giải pháp để rèn luyện kĩ giải tập Hóa học cho học sinh giỏi đúc rút thành“ Kinh nghiệm rèn luyện kĩ giải số tập sắt Oxit sắt cho học sinh giỏi trường THCS Thành trực, Thạch Thành ” 1.2 Mục đích nghiên cứu: - Cung cấp thêm cho học sinh số phương pháp giải tập sắt oxit sắt chương trình hóa học THCS ngồi phương pháp quen thuộc - Rèn luyện kĩ giải thành thạo dạng tập sắt oxít sắt cho học sinh - Củng cố niềm tin, lòng say mê u thích mơn học 1.3 Đối tượng nghiên cứu: Nghiên cứu số phương pháp giải tập nâng cao sắt oxit sắt chương trình hóa học THCS nhằm rèn luyện kĩ giải tập học sinh cách khoa học hiệu skkn 1.4 Phương pháp nghiên cứu: Trong phạm vi đề tài này đã lựa chọn một số phương pháp sau: - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lý thuyết: Nghiên cứu Công văn, Thông tư, Nhận định… nói tầm quan trọng việc rèn luyện kĩ giải tập mơn hóa học cho học sinh, có kĩ giải tập sắt oxit sắt chương trình hóa học THCS - Điều tra, khảo sát thực tế học sinh giỏi khối 8,9: Sử dụng hệ thống câu hỏi qua phiếu điều tra để khảo sát mức độ vận dụng kĩ giải tập phần sắt oxit sắt học sinh giỏi - Nghiên cứu tổng kết kinh nghiệm giáo dục: Lắng nghe, trao đổi, rút kinh nghiệm từ nhận xét, góp ý đồng nghiệp nhà trường phương pháp giải số tập sắt oxit sắt chương trình hóa học THCS để trau rồi, nâng cao trình độ nghệp vụ sư phạm thân - Thống kê, xử lý số liệu: Để đảm bảo tính xác thực trạng, hiệu vấn đề nghiên cứu, sử dụng thống kê toán học, xử lý số liệu để rút kết luận quan trọng 1.5 Nhứng điểm sáng kiến kinh nghiệm Sáng kiến làm, áp dụng lần đầu trường THCS Thành Trực đem lại hiệu cao NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Nghị Đại hội Đảng lần thứ X khẳng định “ Đổi toàn diện giáo dục đào tạo, phát nguồn nhân lực chất lượng cao, chấn hưng giáo dục Việt nam Những biện pháp cụ thể là: Đổi nội dung, phương pháp dạy học theo hướng “ chuẩn hóa, đại hóa, xã hội hóa” Phát huy trí sáng tạo, khả vận dụng, thực hành người học” Hố học mơn khoa học địi hỏi học sinh phải có kĩ vận dụng giải tập, thực hành ứng dụng giải tình thực tế Quá trình yêu cầu học sinh phải có kiến thức lẫn phương pháp tư duy.Có cách có hiệu là: Trong dạy học sinh giải vấn đề cụ thể môn Hóa học hình thành em phương pháp, kĩ giải tập vấn đề quan trọng cần thiết Vì thơng qua giải tập hố học giúp em có hội rèn luyện, củng cố kiến thức, kỹ hoá học Giải tập hoá học hình thức luyện tập chủ yếu tiến hành nhiều việc tiếp thu kiến thức kỹ Chính vậy, q trình giải tập hoá học, học sinh bắt buộc phải thực thao tác tư để tái kiến thức cũ, tìm mối liên hệ chất vật tượng Học sinh phải phân tích tổng hợp, phán đốn suy luận để tìm lời giải Nhờ tư em phát triển lực làm việc độc lập em nâng cao Mặt khác, thông qua việc giải tập giáo viên phát trình độ học sinh, làm bộc lộ khó khăn sai lầm em học tập hố skkn học, từ có biện pháp giúp em vượt qua khó khăn khắc phục sai lầm Với nêu cho thấy việc rèn luyện kĩ giải tập Hóa học cho học sinh nói chung, kĩ giải tập Sắt Oxit sắt nói riêng vấn đề quan trọng cần thiết 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.2.1 Thực trạng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi trường THCS Thành Trực * Phía nhà trường: - Cơng tác khuyến khích, động viên, khen thưởng cho giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi chưa tốt - Thiết bị thí nghiệm, hóa chất cần thiết phục vụ cho cơng tác giảng dạy cịn thiếu Máy vi tính, chiếu trang bị cho việc dạy học ƯDCNTT ít, điều ảnh hưởng đến chất lượng dạy học mơn Hóa nói chung - Tài liệu bồi dưỡng học sinh giỏi thư viện * Về phía giáo viên Năng lực kinh nghiệm giảng dạy nhiều hạn chế, đặc biệt yếu phương pháp dạy phân loại tập * Về phía học sinh - Năng lực nhận thức học sinh cịn hạn chế, điều khó khăn cho giáo viên việc xây dựng, tung hệ thống tập khó cho em tiếp thu luyện giải - Hầu hết em học sinh giỏi em có ý thức học tập tốt, hứng thú đam mê học mơn Hóa Tuy nhiên nhiều em có hồn cảnh khó khăn, với áp lực học nhiều môn học khác nên em đủ thời gian để nguyên cứu, vận dụng tìm phương pháp giải tập khó * Kết quả, hiệu thực trạng trên: Chất lượng học sinh giỏi cấp huyện mơn Hố học nhà trường nhiều năm qua thấp Cụ thể: Năm học Họ tên HS dự thi Điểm Giải 2015-2016 Trương Thế Tú 9,25 2016-2017 Trương Thị Mai Linh Trương Hoàng Linh 9,5 10,5 KK 2017-2018 Trương Thị Nhâm Trần Đức Lương 9,0 10,75 KK Nguyễn Thị Định 9,75 Từ tình hình thực trạng nhà trường, giáo viên, học sinh kết điều tra năm học gần đây, nhận thấy việc định đưa “ Kinh nghiệm rèn luyện kĩ giải số tập Sắt Oxit sắt cho học sinh trường THCS Thành Trực” quan trọng cần thiết 2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề skkn 2.3.1 Củng cố kiến thức lí thuyết Sắt Oxit sắt: * Tính chất hóa học sắt - Sắt kim loại điển hình phổ biến sống - Sắt có tính khử : tác dụng với phi kim (như O 2, Cl2, S), tác dụng với axit (như HCl, H2SO4 lỗng, H2SO4 đặc nóng, HNO3) - Sắt tác dụng với muối kim loại đứng sau Fe dãy hoạt động hóa học kim loại * Tính chất hóa học FeO, Fe2O3, Fe3O4 - FeO, Fe2O3 oxit bazơ - FeO vừa thể tính khử vừa thể tính oxi hóa - Fe2O3 thể tính oxi hóa - Fe3O4 hỗn hợp FeO, Fe2O3 nên tính chất hóa học Fe3O4 tổ hợp tính chất hóa học FeO Fe2O3 2.3.2 Phương pháp giải chung dạng tập Sắt Oxit sắt * Khi giải tập sắt oxit sắt học sinh phải vận dụng linh hoạt định luật sau: định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố, định luật bảo toàn e sử dụng thành thạo phương pháp quy đổi * Với axit nitric HNO3: giả sử sản phẩm khử tạo NO2, NO : n +3 n NO Theo định luật bảo toàn e ∑ n e = NO2 nhận n HNO Theo định luật bảo toàn nguyên tố : ( pu) =n NO (tọa muối) + n NO +nNO Khối lượng muối : mmuối = mkl + m NO tạo muối * Với axit sunfuric đặc nóng: giả sử sản phẩm khử SO2 : 2⋅n SO Theo định luật bảo toàn e : ∑ n e = nhận Theo định luật bảo toàn nguyên tố : n H SO4 pư = n SO tạo muối + nSO Khối lượng muối : mmuối = mkl + m SO tạo muối 2.3.3 Rèn luyện kĩ giải tập sắt Oxit sắt qua số phương pháp 2.3.3.1 Giải tập phương pháp đại số Ví dụ 1: Để m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp B gồm chất rắn có khối lượng 30 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 a B tác dụng với HNO3 dư tạo 8,4 lit khí NO đktc Tính m b B tác dụng với H2SO4 đặc nóng dư thu 8,4 lít khí SO2 đktc Tính m Ban đầu học sinh làm dạng toán thường làm theo phương pháp đại số Bài làm: 8.4 = 22,4 = 0.375 (mol) Ta có: nNO= =0.375 (mol), nSO Để m gam sắt ngồi khơng khí có PTHH xảy : t 2Fe + O2 2FeO t 4Fe + 3O2 2Fe3O4 t 3Fe + 2O2 Fe2O3 Câu a: Hỗn hợp B(gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) tác dụng với dd HNO3: o o o skkn Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 3FeO + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (2) 3Fe3O4 + 28HNO3 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (3) Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O Đặt: số nFe=x, nFeO=y, nFe O = z, nFe O =t Theo khối lượng hỗn hợp B: 56x + 72y + 232z + 160t = 30 (1) Theo số mol nguyên tử Fe: x + y + 3z + 2t = m 56 tố) Theo số mol nguyên tử O oxit: y + 4z + 3t = y z 0.375 3 Theo (1), (2), (3) số mol NO: x + Kết hợp (1), (2), (3) (4) ta có hệ: (2) (bảo toàn nguyên 30 m 16 (3) (4) 56x 72y 232z 160t 30 (1') y z x 0.375 (2') 3 Giáo viên hướng dẫn học sinh: Nhiều học sinh cho thiếu kiện nên khơng tính m Đa số em ban đầu làm dạng tập thường theo phương pháp đại số đến thường bế tắc HS cần có kỹ biện luận: đầu yêu cầu tính khối lượng sắt ban đầu, không cần phải tìm đầy đủ ẩn x, y, z, t Ở Hs cần tìm giá trị biểu thức nFe = x + y + 3z + 2t, số mol Fe từ ta tính m - Thực phép biến đổi tìm giá trị x + y +3z + 2t: Chia (1’) cho : 7x + 9y + 29z + 20t = 3.75 (3’) Nhân (2’) với : 3x + y + z = 1.125 (4’) Cộng (3’) với (4’) được: 10x + 10y + 30z + 20t = 4.875 (5’) Chia (5’) cho 10 : x + y + 3z + 2t = 0.4875 Vậy: m = 56x0.4875 = 27.3g Câu b: X tác dụng với H2SO4 đặc nóng: t Fe + 6H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) t 2FeO + 4H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O (2) t 2Fe3O4 + 10H2SO4 (đặc) 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (3) t Fe2O3 + 3H2SO4 (đặc) Fe2(SO4)3 + H2O Gọi: nFe=x, nFeO=y, nFe O = z, nFe O =t Ta có: mX = 56x + 72y + 232z + 160t = 30 (a) Theo PTHH (1), (2), (3) ta có: o o o o 1 = x + y + z = 0,375 (b) nSO n = nFe + nFeO + 3nFe O + 2nFe O = x + y+ 3z+ 2y ( học sinh làm theo phương pháp đại số đến thường bế tắc) skkn Lấy (a) chia ta có : 7x + 9y + 29z + 20t = 3.75 (c) Lấy (b) nhân ta có: 3x + y + z = 0.75 (d) Cộng (c) (d) ta có : 10x + 10y + 30x +20t = 4,5 (e) Chia (e) cho 10 ta có : x + y + 3z + 2t = 0.45 Theo định luật bảo toàn nguyên tố Fe ta có: nFe= x + y + 3z + 2t= 0,45 mol Vậy m = 0,45x56 = 25.2 gam Ví dụ 2: Để 56 gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp A gồm chất rắn gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 Hoà tan A dd HNO3 đặc nóng, vừa đủ thu 13,44 lit khí NO2 a Viết PTHH phản ứng xảy b Tính khối lượng chất rắn A Bài làm: 13.44 22.4 =0.6 Ta có: nNO2= (mol), Để m gam sắt ngồi khơng khí có PTHH xảy : t 2Fe + O2 2FeO t 4Fe + 3O2 2Fe3O4 t 3Fe + 2O2 Fe2O3 Câu a: Hỗn hợp B (gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) tác dụng với dd HNO3: Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (1) FeO + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O (2) Fe3O4 + 10HNO3 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O (3) Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O Gọi: nFe=x, nFeO=y, nFe O = z, nFe O =t Theo ta có 56x + 56y + 168x + 112t = 56 ( 1) (bảo toàn nguyên tố Fe) nNO = 3x + y +z = 0,6 (2) Làm đến hướng dẫn học sinh sau : cần biến đổi xuất biểu thức mA = 56x + 72y + 232z + 112t Cách làm Lấy (1) chia 5.6 ta có : 10x + 10y + 30z + 20t = 10 (3) Lấy (3) – (2) ta có : 7x + 9y + 29z + 20t = 9.4 (4) Lấy (4) nhân ta có 56x + 72y + 232z + 160t = 75.2 Vậy mA = 75.2g Nhược điểm phương pháp đại số : Trong số trường hợp dẫn đến biến đổi phức tạp, nặng phương diện toán học làm tính chất đặc trưng hóa học, làm giảm khả tư hóa học học sinh Chính tơi thường hướng dẫn học sinh giải toán phương pháp áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, định luật bảo toàn nguyên tố ; định luật bảo toàn e sử dụng phương pháp quy đổi 2.3.3.2 Giải nhanh số tập định luật bảo toàn nguyên tố BTKL Định luật bảo toàn nguyên tố: Định luật bảo tồn ngun tố: phản ứng hóa học tổng số nguyên tử nguyên tố bảo o o o skkn toàn Nên số mol nguyên tử nguyên tố không thay đổi trước sau phản ứng AxB theo ĐLBTNT: nA= x nA x B Ví dụ: A + B Định luật bảo toàn khối lượng: Định luật bảo toàn khối lượng hay định Lomonosov – Lavoisier định luật hóa học, phát biểu sau : Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành Ví dụ 1: Để m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp B gồm chất rắn có khối lượng 30 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 a B tác dụng với HNO3 dư tạo 8,4 lit khí NO đktc Tính m b B tác dụng với H2SO4 đặc nóng dư thu 8,4 lít khí SO2 đktc Tính m Bài làm: 8.4 0.375 22.4 nSO2 8.4 0.375 22.4 Số mol: = = (mol), nNO= (mol) Câu a: Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có: (kí hiệu khối lượng m) mB + mHNO = mFe(NO ) + mNO + mH O (1) Tính giá trị chưa biết (1) nFe(NO ) m m = nFe = 56 Vây mFe(NO n ) m =242 56 Muốn tính HNO3 cần tính HNO3 số mol HNO3 dùng vào việc tạo NO tạo muối Theo ĐLBTNT nitơ: nHNO tạo NO = nNO = 0,375 (mol) nHNO tạo muối = 3nFe(NO ) 3m = 3nFe = 56 3m 56 Vậy mHNO phản ứng = 0,375 + nHNO Theo ĐLBTNT hiđro: (gam) 3m 0,375 56 (gam) phản ứng= 63 0,375 3m 56 Vậy mH nHNO 3m 0,375 56 O= phản ứng = n H O= (gam) Thay giá trị tìm vào (1) phương trình bậc nhất, chứa ẩn m: 3m m 63. 0,375 56 = 242 56 30 + 3m 0,375 56 + 30x0.375 + Giải m = 27.3 g Câu b: Vì H2SO4 dư nên B tan hết muối thu Fe 2(SO4)3 Gọi x số mol Fe2(SO4)3 B + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 30 gam x mol 0,375 mol Bảo toàn nguyên tố S: nH2 SO4 (pư) = 3.x + 0,375 (mol) nH 2O skkn = 3.x + 0,375 (mol) Bảo toàn khối lượng : m mFe2 ( SO4 )3 H SO mB + = (pư) 30 + 98.( 3x + 0,375) = x = 0,225 (mol) n + 400.x mSO2 m H O + + 64.0,375 + 18 (3x+ 0,375) nFe = Fe ( SO ) = 2.0,225 = 0,45(mol) mFe = 0,45x56 = 25.2 (g) m = 25,2(g) Ví dụ 2: Để 56 gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp A gồm chất rắn gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 Hoà tan A dd HNO3 đặc nóng, vừa đủ thu 13,44 lit khí NO2 Tính mA Bài làm: n Fe 56 1mol 56 Ta có sơ đồ Fe + O2 B + HNO3 n NO2 13.44 0.6mol 22.4 B (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) Fe(NO3)3 + NO2 + H2O - Theo toàn Fe chuyển hết vào Fe(NO3)3 nên n Fe( NO3 )3 n Fe mol - Số mol HNO - Số mol HNO tạo muối n HNO3 n Fe mol tạo khí n HNO3 n NO2 0.6 mol - Số mol HNO3 tham gia phản ứng = + 0.6 = 3.6 mol - Số mol H2O tham gia phản ứng = 3.6 : = 1.8 mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: m m m m HNO Fe ( NO ) NO H O mA + = + + (pư) mA + 3.6 x 63 = 1x242 + 0,6x46 + 1.8x18 suy mA = 75.2 g 2.3.3.3 Áp dụng định luật bảo toàn e Định luật bảo tồn e: Trong phản ứng oxi hóa khử tổng số e mà chất khử nhường tổng số e mà chất oxi hóa nhận Hướng dẫn học sinh giải toán: + Xác định chất khử chất oxi hóa + Viết q trình khử q trình oxi hóa + Áp dụng định luật e : ne nhường = ne nhận Ví dụ 1: Để m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp B gồm chất rắn có khối lượng 30 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 a B tác dụng với HNO3 dư tạo 8,4 lit khí NO đktc Tính m b B tác dụng với H2SO4 đặc nóng dư thu 8,4 lít khí SO2 đktc Tính m Giáo viên hướng dẫn học sinh 3 skkn 2 Bài làm: 8.4 = 22,4 = 0.375 (mol) 8.4 22.4 =0.375 Ta có: nNO= (mol), nSO a Ta có sơ đồ Fe + O2 B (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) B + HNO3 Fe(NO3)3 + NO + H2O Trong phản ứng : chất khử Fe, chất oxi hóa O2 N+5 HNO3 n O2 30 m 32 Ta có mO = 30 – m suy Ta có q trình oxi hố q trình khử 3e Fe0 Fe3+ + m 56 O2 30 m 32 +5 N m 3x 56 + 4e 2O2- 30 m 4x 32 + 3e N+2 0,375 3x0,375 Theo định lt bảo tồn e ta có 3x m 30 m 4x 3x0,375 56 32 suy m = 27,3g b Ta có sơ đồ Fe + O2 B (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) B + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Trong phản ứng : chất khử Fe, chất oxi hóa O2 S+6 H2SO4 Ta só q trình oxi hố q trình khử 3e Fe0 Fe3+ + m 56 m 56 3x O2 + +6 + 30 m 32 S 4e 30 m 4x 32 2e 2x0,375 Theo định luật bảo tồn e ta có 3x m 30 m 4x 2x0,375 56 32 2O2S+4 0,375 suy m = 25.2 g Ví dụ 2: Để 56 gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp A gồm chất rắn gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 Hoà tan A dd HNO3 đặc nóng, vừa đủ thu 13,44 lit khí NO2 Tính mA Bài làm skkn n NO2 13.44 0.6mol 22.4 Ta có sơ đồ Fe + O2 B (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) B + NHO3 Fe(NO3)3 + NO2 + H2O Trong phản ứng : chất khử Fe, chất oxi hóa O2 N+5 HNO3 n O2 m 56 32 Ta có mO = m - 56 suy Ta có q trình oxi hố q trình khử 3e Fe0 Fe3+ + + 4e O2 2O2m 56 32 m 56 4x 32 +5 N + 1e 0.6 Theo định luât bảo toàn e ta có 4x N+4 0.6 m 56 0.6 32 suy m = 75.2g 2.3.3.4 Sử dụng phương pháp quy đổi: Nguyên tắc chung: Quy đổi phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa toán ban đầu hỗn hợp phức tạp dạng đơn giản hơn, qua làm cho phép tính trở lên dễ dang, thuận tiện Khi áp dụng phương pháp quy đổi giáo viên nhắc học sinh phải tuân thủ định luật bảo toàn nguyên tố Đối với ví dụ tơi thường hướng dẫn học sinh quy đổi hỗn hợp Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 thành chất FexOy Ví dụ 1: Để m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp B gồm chất rắn có khối lượng 30 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 a B tác dụng với HNO3 dư tạo 8,4 lit khí NO đktc Tính m b B tác dụng với H2SO4 đặc nóng dư thu 8,4 lít khí SO2 đktc Tính m Hướng dẫn: GV hướng dẫn học sinh quy đổi hỗn hợp B gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 thành chất FexOy Bài làm: Vì hỗn hợp chứa nguyên tố Fe O nên xem hỗn hợp chứa chất có cơng thức giả định FexOy 30 = 56x 16y nFe x O y a Ta có PTHH 3FexOy + (12x – 2y)HNO3 → 3xFe(NO3)3 + (3x – 2y)NO + (6x – y)H2O 30 56x 16y 0,375 skkn Theo PTHH ta có tỉ lệ: 3: 30 3x 2y 56x 16y 0,375 x 26 y 26 30 0.4875 56 26 16 Fe26O9 nFe = (mol) mFe = 0,4875.56 = 27.3 (g) b Ta có PTHH xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O 2FexOy +(6x-2y) H2SO4 30 56x 16y 0,375 Theo PTHH ta có tỷ lệ: 2: 30 0.45 56 16 30 3x 2y x 56x 16y 0,375 y Fe3O2 nFe = (mol) mFe = 0.45x56 = 25.2 g Ví dụ 2: Để 56 gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp A gồm chất rắn gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 Hoà tan A dd HNO3 đặc nóng, vừa đủ thu 13,44 lit khí NO2 Tính mA Hướng dẫn : tơi thường hướng dẫn học sinh quy đổi hỗn hợp A chất FexOy Bài làm: Quy đổi hỗn hợp A chất FexOy Ta có PTHH 2xFe + yO2 2FexOy nFe = 56 mol 56 (1) x mol mol xFe(NO3)3 + (3x-2y)NO2 + (3x-y)H2O FexOy + (6x-2y)HNO3 (2) x mol Theo (1) 0,6 mol n Fe O = x y Theo (2) ta có tỷ lệ A = 1 n Fe mol x x 1: 3x 2y x Fe5O6 x 0,6 y (56 16 6) 75.2g Vậy m Sau hướng dẫn học sinh giải tốn theo cách trình bầy đưa ví dụ áp dụng tơi nhận thấy học sinh khơng giải tốn theo phương pháp đại số mà chủ yếu làm theo cách : áp dụng định luật BTNT BTKL ; định luật BT e sử dụng phương pháp quy đổi * Bài tập áp dụng Để a gam bột sắt khơng khí, sau thời gian chuyển thành hỗn hợp A có khối lượng 75,2 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 Cho hỗn hợp A phản ứng hoàn tồn với dung dịch H 2SO4 đặc, nóng, dư thu 6,72 lít khí SO ( đktc) Tìm a Bài làm : skkn Theo dõi thấy em học sinh thường làm theo cách sau: * Cách 1: áp dụng định luật BTTN BTKL 6,72 nSO = 22,4 = 0,3 (mol) Vì H2SO4 dư nên A tan hết muối thu Fe2(SO4)3 Gọi x số mol Fe2(SO4)3 A + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O 75,2 gam x mol 0,3 mol Bảo toàn nguyên tố S: nH2 SO4 = 3.x + 0,3 (mol) Bảo toàn khối lượng : (pư) m m nH 2O = 3.x + 0,3 (mol) m m H SO Fe ( SO ) SO mA + + + HO (pư) = 75,2 + 98.( 3x + 0,3) = 400.x + 64.0,3 + 18 (3x+ 0,3) x = 0,5 (mol) n 2 nFe = Fe ( SO ) = 2.0,5 = 1(mol) mFe = 1.56 = 56 (g) a = 56 (g) * Cách 2: áp dụng định luật bảo toàn e 6,72 nSO = 22,4 = 0,3 (mol) Vì H2SO4 dư nên A tan hết muối thu Fe2(SO4)3 Ta có sơ đồ: Fe + O2 B (Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) B + H2SO4 Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Trong phản ứng : chất khử Fe, chất oxi hóa O2 S+6 H2SO4 nO = 75 2−a 32 Ta có Ta có mO = 75.2 – a suy Ta só q trình oxi hố q trình khử 3e Fe0 Fe3+ + a 56 a 56 O2 + +6 + 75 2−a 32 S 4e 75 2−a 4x 32 2e 2x0,3 Theo định luật bảo tồn e ta có a 75 2−a 3⋅ =4⋅ +2⋅0 56 32 2O2- S+4 0,3 suy a = 56 g * Cách 3: Sử dụng phương pháp quy đổi Vì hỗn hợp chứa nguyên tố Fe O nên xem hỗn hợp chứa chất có cơng thức giả định FexOy skkn nFe x O y = 75 56 x+16 y Ta có PTHH xFe2(SO4)3 + (3x-2y)SO2 + (6x-2y)H2O 2FexOy +(6x-2y) H2SO4 75.2 56 x+16 y 0,3 75 x−2 y x 160 2: = = = 56 x +16 y 0.3 y 192 ⇒ Theo PTHH ta có tỷ lệ: 75 5⋅ =1 mol 56⋅5+16⋅6 Ruy FexOy Fe5O6 , nFe = Vậy a = 1x56 = 56g 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, đối với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường * Đối với học sinh: Từ lần thất bại việc bồi dưỡng học sinh giỏi năm trước, năm học 2018-2019 mạnh vận dụng kinh nghiệm rèn luyện kĩ giải tập Sắt oxit sắt thời gian nghỉ hè cho học sinh kết thu khả quan: - Học sinh khơng cịn lúng túng, khó khăn, nhiều thời gian việc lay hoay tìm lời giải trước tốn khó Đặc biệt em có tiến rõ rệt việc trình bày lời giải ngắn gọn, khoa học Linh hoạt sáng tạo lựa chọn phương pháp giải loại tập gặp - Trong thi học sinh giỏi cấp huyện diễn ngày 10/10/2018, học sinh đạt Cụ thể: STT Họ tên HS Điểm Giải Bùi Anh Khải 15,5 Ba Đỗ Thị Thủy 14,5 Ba * Đối với bản thân và đồng nghiệp : - Sau vận dụng thành công kinh nghiệm rèn luyện kĩ giải tập sắt Oxit sắt cho em đội tuyển học sinh giỏi, thân cảm thấy tự tin tích lũy thêm vốn kiến thức cẩm nang bồi dưỡng học sinh giỏi - Giúp tơi có hội nghiên cứu để xây dựng thành chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi, chia sẻ cho đồng nghiệp lần sinh hoạt chuyên môn tổ, sinh hoạt cụm chuyên môn nhằm nâng cao chất lượng mũi nhọn huyện nhà * Đới với nhà trường : Góp phần nâng cao chất lượng học sinh giỏi nhà trường KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ Kết luận: Từ kết trình thực hiện, tơi rút số kết luận sau đây: skkn 1.1 Vấn đề rèn luyện kĩ giải tập hóa học, có kĩ giải tập Sắt oxit sắt vấn đề cần thiết vô quan trọng học sinh đặc biệt học sinh muốn học giỏi mơn hóa 1.2 Trên sở lý luận thực trạng vấn đề dạy học mơn Hóa trường THCS Thành Trực, tơi thực nhóm giải pháp bản, mang lại hiệu cao Đó là: - Củng cố kiến thức lí thuyết Sắt Oxit sắt - Phương pháp giải chung dạng tập Sắt Oxit sắt - Rèn luyện kĩ giải tập sắt Oxit sắt qua số phương pháp khác Từ hiệu quả của đề tài, thân nhận thấy sẽ tiếp tục học hỏi, nghiên cứu, tìm tịi vận dụng kinh nghiệm vào trình giảng dạy đại trà tiếp tục nâng cao, mở rộng thêm dạng toán khác để bồi dưỡng cho em đội tuyển học sinh giỏi khóa học tiếp tới, góp phần nâng cao chất lượng dạy học mơn nói riêng nhà trường nói chung Mặt khác, thân tích cực chia sẻ với đồng nghiệp để nhân rộng trường khác, nhằm nâng cao chất lượng mơn Hóa tồn huyện Kiến nghị: 2.1 Đối với Sở GD&ĐT, Bộ GD&ĐT: Trong đề án thay SGK mới, cần tăng thêm số tiết luyện tập, ôn tập để giáo viên có thời gian rèn kĩ giải tập cho tất đối tượng học sinh 2.2 Đối với Phòng GD&ĐT: - Chỉ đạo cụm chuyên môn tăng cường sinh hoạt theo nội dung trao đổi kinh nghiệm phương pháp giải tập, kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi… - Tổ chức học tập trung, mời giáo viên cốt cán có lực bồi dưỡng chuyên đề phương pháp giải dạng tập hố học để giáo viên có điều kiện giao lưu học hỏi 2.3 Đối với nhà trường: - Để hút gây hứng thú học mơn Hóa cho học sinh, trước tiên nhà trường cần mua bổ sung đầy đủ loại hóa chất cần thiết, thay thiết bị thí nghiệm an tồn để phục vụ cho cơng tác giảng dạy - Tranh thủ nguồn kinh phí từ UBND xã, đầu tư từ nhà hảo tâm, lắp đặt, trang bị máy vi tính, máy chiếu phịng học để giáo viên dễ dàng ƯDCNTT giảng dạy Chắc chắn kinh nghiệm tơi trình bày cịn có thiếu sót Rất mong nhận ý kiến đóng góp đồng nghiệp người quan tâm đến nội dung Tôi xin trân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thạch Thành, ngày 10 tháng 04 năm 2019 Tôi xin cam đoan là SKKN của bản thân, không chép nội dung của người khác NGƯỜI VIẾT SKKN skkn Trần Thiết Trường TÀI LIỆU THAM KHẢO Sách giáo khoa sách tập hóa học lớp 8, lớp - Nhà xuất giáo dục năm 2012 - Tác giả Lê Xuân Trọng Những chuyên đề hay khó hóa học THCS –Nhà xuất giáo dục năm 2008 – Tác giả Hoàng Thành Chung Bài tập trắc nghiệm hóa học 9- Nhà xuất giáo dục năm 2006 - Tác giả Lê Xuân Trọng Chuyên đề bồi dưỡng hóa học – Nhà xuất Đà Nẵng năm 2010 – Tác giả Nguyễn Đình Độ 350 tập hóa học chọn lọc - Nhà xuất Hà Nội năm 2005 – Tác giả Đào Hữu Vinh Sách đổi phương pháp dạy học – Nhà xuất Đại học Sư phạm năm 2009 – Tác giả Đặng Thị Oanh skkn Phương pháp giải tập hóa học trung học phổ thơng – Nhà xuất Giáo dục năm 2009– Tác giả Lê Thanh Xuân Những vấn đề chung đổi giáo dục THCS – Bộ GD&ĐT DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Trần Thiết Trường Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên trường THCS Thành Trực, Thạch Thành TT Tên đề tài SKKN Kết Năm học Cấp đánh đánh giá đánh giá giá xếp loại xếp loại xếp loại Dạy thực hành thí nghiệm Phịng chương I, II, III Hóa học Hình thành kĩ lập Phòng skkn B 2012 C 2014 phương trình Hóa học tính theo phýõng trình Hóa học cho học sinh lớp Sử dụng hiệu thí nghiệm để nâng cao chất Phịng lượng giảng dạy mơn Hóa học trường Trung học sở Rèn luyện kĩ tập tính theo phương trình hóa Phịng học cho học sinh lớp skkn B 2015 C 2018 ... rút thành? ?? Kinh nghiệm rèn luyện kĩ giải số tập sắt Oxit sắt cho học sinh giỏi trường THCS Thành trực, Thạch Thành? ?” 1.2 Mục đích nghiên cứu: - Cung cấp thêm cho học sinh số phương pháp giải tập. .. thực trạng nhà trường, giáo viên, học sinh kết điều tra năm học gần đây, nhận thấy việc định đưa “ Kinh nghiệm rèn luyện kĩ giải số tập Sắt Oxit sắt cho học sinh trường THCS Thành Trực? ?? quan trọng... định… nói tầm quan trọng việc rèn luyện kĩ giải tập mơn hóa học cho học sinh, có kĩ giải tập sắt oxit sắt chương trình hóa học THCS - Điều tra, khảo sát thực tế học sinh giỏi khối 8,9: Sử dụng