SKKN Phương pháp giải bài toán “Nhận biết các chất riêng biệt” TRONG HÓA HỌC THCS

Nhận biết các chất riêng biệt là phần kiến thức căn bản,trọng tâm trong chương trình hoá học lớp 8 , 9 của chương trình thi tốt nghiệp THCS, thi học sinh giỏi và thi vào các trường chuyê

PHẦN I ĐẶT VẤN ĐỀ

1 Lí do chọn đề tài.

Nhận biết các chất riêng biệt là phần kiến thức căn bản,trọng tâm trong chương trình hoá học lớp 8 , 9 của chương trình thi tốt nghiệp THCS, thi học sinh giỏi và thi vào các trường chuyên lớp chọn THPT

Do kiến thức khó, nội dung rộng, bài tập vận dụng lại đa dạng đặc biệt chương trình thi học sinh giỏi cấp huyện ,cấp thành phố và thi vào các trường chuyên lớp chọn đã vượt quá xa so với nội dung kiến thức được học trong chương trình THCS làm cho hoá học vốn đã khó lại càng khó hơn trong việc giảng dạy, học tập và ôn luyện Làm cho học sinh hoang mang không hiểu sâu kiến thức, kĩ năng vận dụng lý thuyết vào giải bài tập yếu và đặc biệt kĩ năng trình bày gặp nhiều khó khăn

Từ thực trạng trên với kiến thức và kinh nghiệm còn hạn chế của bản thân tôi mạnh dạn nêu nên một vấn đề nhỏ xung quanh dạng toán " Nhận biết các chất vô cơ trường hợp các chất đựng trong các lọ riêng biệt " Với nội dung nêu ra sẽ giúp học sinh biết và có cơ sở giải các bài toán phức tạp hơn , làm cho khả năng khám phá hoá học ngày càng được nâng cao, xoá bỏ nỗi lo khi dạy cũng như khi học môn hoá học

2 Mục đích nghiên cứu.

Đề xuất phương pháp tổ chức giảng dạy dạng toán: “ Nhận biết các chất riêng biệt “ để áp dụng vào giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi có hiệu quả cao hơn

3 Nhiệm vụ nghiên cứu.

- Xác định cơ sở khoa học của phương pháp giải bài toán “ Nhận biết các chất riêng biệt”

- Đề xuất phương pháp giảng dạy dạng toán: “ Nhận biết các chất riêng biết “

4 Đối tượng

- Nghiên cứu phương pháp giảng dạy dạng toán: “ Nhận biết các chất riêng biết “

- Học sinh khối 9, trường THCS Vĩnh Long, Vĩnh Bảo, Hải Phòng

5 Thời gian nghiên cứu

Từ tháng 9 năm 2008 đến tháng 1 năm 2009

6 Phương pháp.

6.1 Nhóm các phương pháp nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu sách giáo khoa, sách tham khảo, tài liệu học tập hoá học

- Tìm hiếu cơ sở lí luận, phương pháp giải bài toán “ Nhận biết các chất riêng biệt”

6.2 Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

- Quan sát, điều tra, thống kê bảng biểu

- Trao đổi, nghiên cứu lí luận và thực tiễn

PHẦN II NỘI DUNG

1 Cơ sở lý luận.

- Một số khái niệm về phương pháp dạy học: Phương pháp dạy học phổ thông phải phát huy tính tích cực chủ động sáng tạo của học sinh phù hợp với đặc trưng môn học , bồi dưỡng cho học sinh phương pháp tự học, khả năng hợp tác rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động vào tình cảm đem lại niềm vui hứng thú và trách nhiệm học tập của học sinh Như vậy phương pháp dạy học là tổ hợp các hình thức hoạt động của giáo viên và học sinh trong quá trình dạy học dưới sự chỉ đạo của thầy nhằm thực hiện tốt các nhiệm vụ dạy học

- Quan điểm về đổi mới dạy học : Đổi mới dạy học nói chung và phương pháp dạy học nói riêng là quy luật phát triển của thời đại và mỗi quốc gia trên con đường phát triển xã hội ,của giáo dục và của chính bản thân con người làm công tác giáo dục, của giáo viên và học sinh trong điều kiện mới

- Đổi mới không phải thay cái cũ bằng cái mới, nó là sự kế thừa một cách có chọn lọc , sáng tạo hệ thống phương pháp dạy học truyền thống hiệncòn có giá trị tích cực với đời sống, chiếm lĩnh các giá trị xã hội

- Đổi mới phương pháp dạy học là phải kiên quyết loại bỏ những phương pháp dạy học lạc hậu, truyền thụ một chiều, biến học sinh thành người

thụ động trong học tập, làm mất dần khả năng sáng tạo vốn có của người học.Đồng thời khắc phục những chướng ngại về tâm lí, những thói quen của người dạy và người học

- Phải quyết tâm mạnh mẽ chiếm lĩnh thành tịu mới của khoa học kĩ thuật, công nghệ tin học có khả năng ứng dụng trong quá trình dạy học nhằm góp phần năng cao chất lượng dạy học

- Những định hướng đổi mới phương pháp dạy học

+ Hướng hoạt động của thầy và của trò vào việc đáp ứng mục đích, nhu cầu lợi ích người học

+ Thực hiện mối quan hệ biện chứng giữa : Mục tiêu Nội dung

-phương pháp

-Phải băt đầu từ đặc điểm đối tượng học tập theo tinh thần + Phát huy triệt để tính tích cực , chủ động sáng tạo của học sinh trong học tập

+ Phân hoá vừa sức cố gắng của từng đối tượng + Tăng cường dạy cách tự học.Tự hoàn thiện cho học sinh

- Đầu tư tối ưu các điều kiện cốt yếu phục vụ hoạt động dạy và học

+ Tiềm lực của đội ngũ giáo viên + Cơ sở vật chất, thiết bị kĩ thuật + Môi trường giáo dục

- Đổi mới cách tổ chức quản lí tối ưu hoá quá trình dạy học

- Dạy học “tập trung vào người học” Là một xu thế tư tưởng dạy dọc xuất

phát từ những cơ sở triết học và có nguồn gốc từ nhiều hệ thống quan điểm Với tư rưởng này coi học sinh làm “Trung tâm” của quá trình dạy học: đề cao kinh nghiệm, nhu cầu, hứng thú , vai trò hoạt động… của cá nhân học sinh

- Theo điều 28/ 2005 của luật giáo dục: “phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực ,tự giác, chủ động , sáng tạo của học sinh , phù hợp với đặc điểm của trường lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp phát triển tự học rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm đem lại, niềm vui, hứng thú học tập của học sinh

- Trong hướng dẫn thực hiện năm học 2005-2006, có nêu rõ các cấp quản lí giáo dục phải tăng cường chỉ đạo đổi, mới phương pháp dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, sáng tạo, chủ động hạo tập của học sinh tạo điều

kiện cần thiết và yêu cầu giáo viên "Vận dụng sáng tạo các phương pháp dạy học việc đổi mới cần gắn với các khai thác, sử dụng thiết bị giáo dục trên cơ

sở bám sát nội dung sách giáo khoa, yêu cầu của bộ môn , kiến thức sách giáo khoa"

- Để nhận biết các chất hoá học cần nắm vững tính chất vật lý ,tính chất hoá học cơ bản của chất đó như : Trạng thái tồn tại , nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy ,màu sắc ,mùi vị,các phản ứng đặc trưng có kèm theo kết tủa ,hoà tan, sủi bọt khí,thay đổi mầu sắc kể cả các chất do chúng tạo nên trong quá trình nhận biết

- Phản ứng hoá học được chọn để nhận biết các chất phải đơn giản và có dấu hiệu rõ ràng

- Để giải tốt dạng toán " Nhận biết các chất " học sinh cần nắm chắc các kiến thức sau :

Bảng nhận biết : Muối , a xít , bazơ ,kim loại

Các muối :

Sun fat Dung dịch BaCl2 Tạo ↓ trắng BaSO4↓

Sunfit

(Hiđrôsunfit ) Dung dịch a xit

HCl

Tạo ra SO2 làm mất màu dung dịch nước brôm

Cacbonnát

Hiđrôcacbonnat

Tạo ra CO2 làm vẩn đục nước vôi trong Ca(OH)2

Sun fua Dung dịch AgNO3 Tạo ↓ đen : Ag2S ↓

Amon Kiềm Có khí NH3 ↑ mùi khai

Nitrat H2SO4 đặc ,vụn Cu (↑ ) nâu NO2 ,dung dịch Cu2+ màu xanh

Cu +2HNO3 = Cu(NO3)2 +2NO2+ 2H2O Nitrit H2SO4 loãng ,To

có không khí Có khí NO2↑ mầu nâu Phốt phát Dung dịch AgNO3 Có ↓ Vàng : Ag3PO4↓

Clo rat Cô cạn ,To có

MnO2 xúc tác Có O2 ↑ làm que đóm hồng bùng cháy Silicat Dung dịch HCl Có H2SiO3↓ Keo trắng

Clo,Brom,,Iôt Dung dịch AgNO3 Có AgCl↓trắng , AgBr↓vàng nhạt

AgI↓vàng

Fe (II)

Dung dịch NaOH

Fe(OH2)↓trắng xanh , hoá đỏ nâu trong không khí :

4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3

Al

Dung dịch NaOH

Từ từ đến dư Có Có ↓ trắng ,tan ngay khi kiềm dư Zn

Be (II)

Pb (II)

Ca

Kim loại :Li Đốt trên ngọn lửa

vô sắc

Đỏ thẫm

K Tím hồng

Bảng nhận biết các chất khí

Cl2 Dung dịch (KI + Hồ

Cl2 + 2KI = 2KCl + I2

SO2 + Br2+ 2H2O = 2HBr + H2SO4

H2S Dung dịch Pb(NO3)2 Cho ↓ đen

Pb(NO3)2 + H2S = PbS ↓ + 2HNO3 HCl Dung dịch Ag(NO3) AgNO3 + HCl = AgCl ↓ + HNO3

HCl đậm đặc Tạo khói trắng : NH3 + HCl = NH4Cl

CO + PbCl2 + H2O = Pb↓ +2HCl + CO2

trong Ca(OH)2

Tạo kết tủa vẩn đục Ca(OH)2 + CO2 = CaCO3 ↓ + H2O

CuSO4 + 5H2O = CuSO4.5H2O

2 Cơ sở thực tiễn.

Trên thực tế phần lớn học sinh ở trường THCS Vĩnh Long trong nhiều năm nay đều có nhận thức rằng:

“ Kiến thức hoá học khó, nội dung rộng, bài tập vận dụng lại đa dạng đặc biệt chương trình thi học sinh giỏi cấp huyện ,cấp thành phố và thi vào các trường chuyên lớp chọn đã vượt quá xa so với nội dung kiến thức được học trong chương trình THCS, làm cho hoá học vốn đã khó lại càng khó hơn đối với học sinh ”

Trong các giờ học, các bài kiểm tra, học sinh trung bình, thậm chí cả học sinh khá, giỏi nhiều em cũng không giải được các bài tập vận dụng còn các bài tập nhận biết các chất riêng biệt thì kết quả còn thấp hơn nhiều Trong số học sinh giải được thì rất nhiều em mắc nhiều lỗi trình bày làm mất điểm

3 Thực nghiệm sư phạm.

3.1 Một số vấn đề cần lưu ý khi giảng dạy dạng toán: " Phân biệt các chất riêng biệt"

Ngoài những kiến thức ở trên học sinh phải nắm chắc các nội dung sau:

Các nội dung

+ Bảng tính tan

+ Dãy hoạt động hoá học của kim loại ( Beketop)

+ Định luật Bectolec

+ Sơ lược bảng tuần hoàn các nguyên tố hoá học

+ Một số tính chất đặc biệt : Ví dụ Al , Fe ,Cr bị thụ động hoá trong

H2SO4 đặc nguội , tính o xi hoá của HNO3 vv

- Đọc kĩ đề bài xem thuộc dạng nào:

- Nhận biết với thuốc thử tuỳ chọn ( Không hạn chế thuốc thử )

- Nhận biết với thuốc thử hạn chế

- Nhận biết không được dùng thuốc thử bên ngoài

- Nắm được phương pháp giải và trình bày bài toán cụ thể:

* Phương pháp mô tả ( gồm 4 bước )

Bước 1 : Chia nhỏ mẫu thử

Bước 2 : Chọn thuốc thử ( Chú ý đề bài : Thuốc thử tuỳ chọn , hạn chế hay không dùng thuốc thử bên ngoài )

Bước 3 : Cho thuốc thử vào mẫu , trình bày hiện tượng quan sát được (mô tả hiện tượng ) rút ra kết luận đã nhận được hoá chất nào

Bước 4 : Viết phương trình phản ứng xảy ra

* Phương pháp lập bảng ( 3 bước )

Bước 1: Chia nhỏ mẫu thử

Bước 2 : Gộp bước 2 và 3 ở trên nhưng thay vì mô tả ta gộp lại thành bảng

Ví dụ :

Chất thử

Thuốc thử

A B C

X ↓ ↑ _

Y ⁄⁄⁄⁄ ⁄⁄⁄⁄ ↑

⁄⁄⁄⁄

Kết luận đã nhận ra (1)A (2)B (3)C

Lưu ý : Kí hiệu ( - ) quy ước không có dấu hiệu gì xảy ra , ( /// ) chất đã nhận

biết được

Bước 3 : Nhận xét và viết các phương trình phản ứng xảy ra

3.2 Các ví dụ minh hoạ

3.2 1 Trường hợp nhận biết với thuốc thử tuỳ chọn :

Ví dụ 1

Bằng phương pháp hoá học nhận biết các dung dịch sau đựng trong 5 lọ riêng biệt : HCl , H 2 SO 4 , HNO 3 ,NaOH , BaCl 2

Bài giải

- Trích mỗi dung dịch ra một lượng nhỏ cho vào các ống nghiệm đánh số thứ tự 1,2,3,4,5

- Dựa vào tính chất vật lí, tính chất hoá học của từng chất xác định thuốc thử thích hợp

- Cụ thể tiến hành nhận biết theo bảng sau :

Chất thử

Thuốc thử

-Nhận xét -Phương trình

+ Các mẫu thử làm quỳ tím hoá đỏ là 3 a xít

+ mẫu thử làm quỳ tím hoá xanh là : NaOH

+ mẫu thử không làm quỳ tím chuyển màu là BaCl2

+ Mẫu cho kết tủa trắng với d d BaCl2 là H2SO4

PT : H2SO4 + BaCl2 = BaSO4↓ + 2HCl

+ Mẫu cho kết tủa trắng với d d AgNO3 là HCl

PT : HCl + AgNO3 = AgCl↓ + HNO3

+ Mẫu thử còn lại là : HNO3

Ví dụ 2

Bằng phương pháp hoá học hãy phân biệt 4 kim loại sau ở dạng bột đựng trong các lọ riêng biệt : Zn ,Al ,Cu ,Fe

Bài giải :

( Sử dụng phương pháp mô tả )

- Lấy mỗi kim loại ra một lượng nhỏ cho vào các ống nghiệm đánh số thứ tự : 1,2,3,4

- Cho dung dịch H2SO4 đặc, nguội vào từng ống nghiệm :

2 kim loại tan ,có sủi bọt khí là Cu và Zn

PT : Cu + 2H2SO4 = CuSO4 + SO2 + H2O

Zn + 2H2SO4 = ZnSO4 + SO2 + 2H2O

* Phân biệt Cu và Zn :

- Cho dung dịch HCl vào 2 chất thử ,mẫu không tan là Cu ,mẫu tan là Zn theo phương trình : Zn + 2HCl = ZnCl2 + H2

* Phân biệt Al và Fe

- Cho dung dịch NaOH vào 2 mẫu :

+ Mẫu không tan là Fe

+ Mẫu tan , có khí bay ra ,cho kết tủa trắng keo,tan khi dư kiềm dư là Al

2Al + 2NaOH + 2H2O = 2NaAlO2 + 3H2

Ví dụ 3.

Trình bày phương pháp hoá học nhận biết các khí đựng trong 5 bình riêng biệt : N 2 , O 2 , CO 2 , H 2 , CH 4

Bài giải :

( Sử dụng phương pháp mô tả )

- Lấy mỗi khí ra một lượng nhỏ để tiến hành các thí nghiệm

- Sục lần lượt các khí qua d d nước vôi trong

+ Khí làm vẩn đục nước vôi trong là CO2

PT : CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O

- Đốt các khí còn lại và làm lạnh

+ Khí không cháy là N2

+ Khí cháy bùng sáng là O2

+ Khí cháy ,làm lạnh có hơi nước xuất hiện là H2 Và CH4

PT : 2H2 + O2 = 2H2O

: CH4 + O2 = CO2 + H2O

*Phân biệt H2 Và CH4 bằng cách cho sản phẩm đốt qua dd nước vôi trong , sản phẩm nào làm vẩn đục nước vôi trong thì chất đốt là CH4

PT : CO2 + Ca(OH)2 = CaCO3↓+ H2O

3.2.2 Trường hợp Có hạn chế thuốc thử

Hướng giải

+ Dùng thuốc thử nhận biết ra một trong số các mẫu thử

+ Dùng mẫu thử vừa nhận biết được ( Hoặc sản phẩm vừa tạo ra ) để nhận biết các chất tiếp theo

Ví dụ 1

Chỉ dùng một thuốc thử duy nhất , hãy nhận biết ra 4 dung dịch đựng trong các lọ mất nhãn : HCl , Na 2 CO 3 , Ba(NO 3 ) 2 , Na 2 SO 4

Bài giải

- Lấy mỗi dung dịch ra một lượng nhỏ cho vào các ống nghiệm đánh số thứ

tự : 1,2,3,4

- Tiến hành nhận biết theo bảng sau :

Chất thử

Thuốc thử

- Nhận xét - phương trình

+ Mẫu thử hoà tan Fe có khí bay ra là HCl

PT : 2HCl + Fe = FeCl2 + H2↑

Dùng HCl làm thuốc thử

+ Mẫu thử phản ứng có khí thoát ra là Na2CO3

PT : 2HCl + Na2CO3 = 2NaCl + CO2↑ + H2O

Dùng Na2CO3 làm thuốc thử

+ Mẫu thử phản ứng cho kết tủa trắng là Ba(NO3)2

PT : Na2CO3 + Ba(NO3)2 = BaCO3↓ + 2NaNO3

Mẫu thử còn lại là Na2SO4

Ví dụ 2

Không dùng thêm bất kì chất nào khác , chỉ dùng dung dịch H 2 SO 4 loãng

có thể nhận biết được các bột kim loại sau không : Al ,Fe , Mg , Ba , Ag

Nếu được hãy trình bày cách làm

Bài giải

Lấy mỗi kim loại ra một lượng nhỏ lần lượt cho vào 5 ống nghiệm chứa dung dịch H2SO4

+ ở ống nghiệm nào khụng thấy hiện tượng gỡ ứng với Ag

+ ở ống nghiệm nào cú khớ thoỏt ra,đồng thời xuất hiện kết tủa trắng ứng với Ba

Ba + H2SO4 = BaSO4↓ + H2↑

+ Cỏc ống nghiệm khỏc : Fe + H2SO4 = FeSO4 + H2 (1)

: 2Al + 3H2SO4 = Al2(SO4)3 + 3H2 (2) : Mg + H2SO4 = MgSO4 + H2 (3)

Cho Ba dư vào dung dịch H2SO4 ,lọc bỏ kết tủa ta thu được Ba(OH)2

PT : Ba + H2SO4 = BaSO4↓ + H2

Ba + 2H2O = Ba(OH)2 + H2

Dựng d d Ba(OH)2 cho vào 3 mẫu kim loại Mg ,Fe ,Al Kim loại tan đú là Al

PT : 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O = Ba(AlO2)2 + 3H2

Dựng d d Ba(OH)2 cho vào sản phẩm muối của cỏc phương trỡnh (1) và ( 3)

+ Nếu xuất hiện kết tủa trắng : ứng với Mg

PT : MgSO4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓ + Mg(OH)2↓

+ Xuất hiện kết tủa trắng , một phần bị biến đổi thành đỏ nõu : ứng với Fe

PT : FeSO4 + Ba(OH)2 = BaSO4 ↓ + Fe(OH)2↓

: 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O = 4Fe(OH)3↓ đỏ nõu

Vớ dụ 3

Chọn 1 hoỏ chất thớch hợp phõn biệt cỏc chất sau: NH 4 Cl , (NH 4 ) 2 SO 4 , NaNO 3 , MgCl 2 , Al(NO 3 ) 3 , FeCl 2 , FeCl 3

Bài giải

Lấy mỗi dung dịch ra một lượng nhỏ tiến hành nhận biết theo bảng sau:

Chất thử

4 Cl (NH 4 ) 2 SO 4 NaNO 3 MgCl 2 Al(NO 3 ) 3 FeCl 2 FeCl 3

↓Trắng

Trắng ↓Trắng

Tan khi kiềm d

xanh , hoá

đỏ nâu trong k k

↓ đỏ nâu

Các phơng trình phản ứng xảy ra :

2NH4Cl + Ba(OH)2 = BaCl2 + 2NH3 ↑Khai + 2H2O

(NH 4 ) 2 SO 4 + Ba(OH)2 = BaSO4↓Trắng + 2NH3 ↑Khai + 2H2O

MgCl 2 +Ba(OH)2 = BaCl2 + Mg(OH)2↓Trắng

FeCl2 + Ba(OH)2 = BaCl2 + Fe(OH)2↓ Trắng xanh , hoá đỏ nâu trong không khí : 4Fe(OH)2 + O2+ 2H2O = 4 Fe(OH)3↓đỏ nâu

2Al(NO3)3+ 3Ba(OH)2 = 3Ba(NO3)2 + 2Al(OH)3↓Trắng

Thêm tiếp Ba(OH)2 vào , kết tủa tan

2Al(OH)3+ Ba(OH)2 = Ba(AlO2)2 + 4H2O

Mẫu không có hiện tượng gì là : NaNO3

Ví dụ 4

Chỉ có nước và khí CO 2 có thể phân biệt được 4 chất bột sau đựng trong 4

lọ riêng biệt hay không ? Vì sao ? BaCO 3 , BaSO 4 , K 2 SO 4 , KCl

Bàigiải

Lấy mỗi chất ra một lượng nhỏ cho vào các ống nghiệm đánh số thứ thự 1,2,3,4

Tiến hành nhận biết : Hoà các chất bột vào nước ta biết được 2 loại :

+ Tan trong nước : K2SO4 , KCl

+ Không tan trong nước : BaCO3 , BaSO4

Cho khí CO2 sục vào BaCO3 và BaSO4 có mặt nước Muối không tan là BaSO4

Muối tan là BaCO3 theo PT : BaCO3 + CO2 + H2O Ba(HCO3)2 Tan

Lấy Ba(HCO3)2 cho vào 2 muối còn lại :

+ ở ống nghiệm nào không có kết tủa xuất hiện : ứng với KCl

+ ở ống nghiệm xuất hiện kết tủa trắng : ứng với K2SO4

PT : Ba(HCO3)2 + K2SO4 BaSO4↓Trắng + 2KHCO3

Ví dụ 5

Chỉ dùng thêm một hóa chất,bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt 3 mẫu hợp kim sau : Mg-Al ,Mg-K Mg-Ag

Bài làm

Dùng nước cho lần lượt vào các mẫu thử :

Mẫu có bọt khí thoát ra là : Mg-K

PT : 2K + 2H2O 2KOH + H2

Lấy dung dịch KOH vừa thu được cho vào 2 mẫu còn lại :

Mẫu có phản ứng sủy bọt là Mg-Al

PT : Al + 2KOH 2KAlO2 + H2

Mẫu còn lại là : Mg – Cu

3.3.3 Trường hợp không dùng thuốc thử nào khác

Hướng giải

+ Cho từng chất tác dụng với nhau

+ Lập bảng tổng kết hiện tượng