Phương pháp giải bài tập nhận biết một số chất vô cơ

Chính vì vậy tôi quyết định chọn đề tài của mình là Nhận biết các chất, nhưng do thời gian hạn chế và chương trình môn hoá học ở THCS chủ yếu nghiên cứu về các chất vô cơ nên tôi chỉ đề

TRƯỜNG ĐHSP HÀ NỘI

-*** -BÀI TẬP NGHIỆP VỤ SƯ PHẠM

PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP

NHẬN BIẾT MỘT SỐ CHẤT VÔ CƠ

Người hướng dẫn : TS:Nguyễn Đă Sinh viên : Nguyễn Thị Hiền

Lớp : ĐHTC Hoá I-Hà Nam

MỤC LỤC

Trang

Phần I : Mở đầu ……… 4

1 Lý do chọn đề tài ……… 4

2 Mục đích nhiệm vụ nghiên cứu ……… 5

3 Đối tượng nghiên cứu ……… 6

4 Phương pháp nghiên cứu ……… 7

Phần II : Nội dung ……… 7

I Nội dung chính ……… 7

1 Kiến thức cơ bản ……… 7

2 Các dạng bài tập điển hình ……… 7

II Nội dung cụ thể ……… 7

A Kiến thức cơ bản ……… 7

1 Trạng thái màu sắc của đơn chất ……… 8

2 Cách nhận biết các chất khí ……… 8

3 Cách nhận biết các chất ở thể rắn ……… 9

4 Nhận biết axit và muối ……… 9

5 Cách trình bày bài nhận biết ……… 10

B Các dạng bài tập điển hình ……… 12

Dạng 1 :Nhận biết các chất dựa vào tính chất vật lý ……… 12

Dạng 2 : Nhận biết các chất dựa vào tính chất hoá học ……… 14

1 Nhận biết các chất ( Rắn, lỏng, khí ) riêng biệt ………… 15

1.1 Nhận biết các chất với thuốc thử không hạn chế ……… 15

1.2 Nhận biết các chất với thuốc thử hạn chế ……… 19

1.3 Nhận biết các chất không dùng thuốc thử bên ngoài … 24

2 Nhận biết các chất trong một hỗn hợp ……… 29

2.1 Phương pháp giải ……… 29

Một số bài tập vận dụng ……… 30

III Kết quả ……… 31

IV Vấn đề còn hạn chế ……… 32

V Điều kiện áp dụng ……… 33

VI Hướng đề xuất … 33

Phần III Kết luận ……… 33

Tài liệu tham khảo 36

Phụ lục ……… 37

`

PHẦN I : MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

Bước sang thế kỉ XXI cùng với sự phát triển vượt bậc của khoa học công

nghệ, sự bùng nổ của nền kinh tế tri thức đòi hỏi con người cần phải có một số phẩm chất và năng lực thực sự, đó là năng lực hoạt động thực tiễn và giải quyết vấn đề, năng lực thích ứng, năng lực tư duy sáng tạo…Những yêu cầu trên đặt ra cho ngành giáo dục phải đổi mới toàn diện để đáp ứng tốt hơn nhu cầu giáo dục của xã hội và các nhân, từ chế độ đào tạo, cách thiết kế chương trình, những phương pháp cách thức dạy học phù hợp

Người giáo viên trong thời đại ngày nay không còn đơn thuần là người truyền thụ kiến thức mà phải là người giữ vai trò điều khiển quá trình nhận thức, rèn luyện

tư duy sáng tạo, khả năng độc lập giải quyết vấn đề cho học sinh Đồng thời giáo viên là người nghiên cứu phát hiện những học sinh có năng lực trí tuệ sáng tạo và tìm tòi những phương pháp bồi dưỡng học sinh giỏi để tạo nguồn nhân tài cho đất nước, đào tạo những con người tài năng, nhanh nhạy bắt kịp với tốc độ phát triển của nền kinh tế tri thức Do đó,người giáo viên phổ thông cũng cần phải mở rộng sự hiểu biết, không ngừng học hỏi, tìm tòi nghiên cứu những phương pháp những cách thức giáo dục mới, có hiệu quả tối ưu Để từ đó có những kinh nghiệm truyền thụ kiến thức làm cho học sinh tiếp thu một cách tốt nhất, hiệu quả nhất

Là một người giáo viên trẻ trong thế kỉ XXI này tôi tự nhận thấy mình phải không ngừng học hỏi, nghiên cứu, tìm tòi để có đủ điều kiện và có khả năng đáp ứng được những yêu cầu đặt ra đối với nền giáo dục hiện đại

Hoá học là một môn khoa học thực nghiệm, qua các thí nghiệm học sinh lĩnh hội được kiến thức, hiểu được bản chất của các hiện tượng Là giáo viên bộ môn đã qua một vài năm giảng dạy tôi nhận thấy học sinh nhận biết các hoá chất rất chậm, điều kiện thực hành còn rất nhiều hạn chế nên kỹ năng còn rất lúng túng Còn khi gặp dạng bài tập nhận biết các chất thì học sinh còn gặp rất nhiều khó khăn, lúng

túng, chưa tìm ra được các phương pháp nhận biết tối ưu nhất, việc trình bày và sử dụng ngôn ngữ hoá học của các em còn nhiều hạn chế.

Chính vì vậy tôi quyết định chọn đề tài của mình là Nhận biết các chất,

nhưng do thời gian hạn chế và chương trình môn hoá học ở THCS chủ yếu nghiên

cứu về các chất vô cơ nên tôi chỉ đề cập đến Phương pháp giải bài tập nhận biết

Đây cũng là nội dung thường gặp trong các đề thi chọn học sinh giỏi và thi vào trường chuyên, lớp chọn Qua 9 năm công tác tôi thấy có một số nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên:

-Trường THCS A Thanh Nghị-nơi tôi dạy học nằm trên địa phận của xã Thanh Nghị, là một xã nông thôn, điều kiện kinh tế còn nhiều khó khăn, mức độ nhận thức của phụ huynh học sinh còn nhiều hạn chế, không có điều kiện quan tâm đến việc học tập của con em mình

- Còn nhiều học sinh ham chơi chưa giành thời gian cho học tập

- Việc học tập của học sinh chủ yếu ở giờ học chính khoá, nên thời gian ôn tập, củng cố cũng như hướng dẫn các dạng bài tập cho học sinh hầu như không có

- Về phía giáo viên do điều kiện kinh tế còn khó khăn … nên chưa thực sự đầu

tư trong giảng dạy

* Mục đích :

Hoá học là một môn học mới đối với học sinh ở THCS vì các em chỉ được bắt đầu làm quen với môn hoá học từ lớp 8 Mặt khác, số tiết học ít nhưng khối lượng

kiến thức rất nhiều, các dạng toán thì rất nhiều và vô cùng đa dạng, phong phú trong

đó dạng toán về nhận biết một số chất vô cơ là một dạng bài tập khá thú vị, nó có vai trò :

Do số tiết học ít nên thời gian giải bài tập trên lớp rất ít nên học sinh chưa nắm được phương pháp giải và phân loại được các dạng bài tập Nếu các em nắm được phương pháp giải, biết phân loại các bài toán thì các em sẽ cảm thấy tự tin hơn, yêu thích bộ môn hơn, từ đó kích thích được lòng ham mê, tính tư duy sáng tạo trong quá trình học tập

Tôi chọn đề tài này mong muốn góp phần bổ sung cho các em phần nào kiến thức cần có trong chương trình hoá học ở THCS để làm hành trang cho các em tiếp tục học lên PTTH

Phạm vi nghiên cứu còn nhỏ hẹp nhưng tôi nghĩ nó sẽ có tác dụng tích cực đối với việc rèn luyện tư duy sáng tạo, khả năng vận dụng linh hoạt các kiến thức của học sinh Sau đây là một số dạng toán nhận biết với mức độ từ trung bình đến khó thường gặp trong các kì thi chọn học sinh giỏi, thi vào trường chuyên lớp chọn

…

3 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu các vấn đề lý luận có liên quan đến đề tài

+ Phương pháp dạy học hoá học ở THCS

+ Chuyên đề bồi dưỡng môn hoá học 8,9

- Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa hoá học THCS, các tài liệu tham khảo,các tài liệu trên mạng …

- Thu thập một số đề thi học sinh giỏi, đề thi tuyển sinh vào lớp 10 THPT…

- Phân tích các đề, các bài tập tham khảo từ đó phân loại thành từng dạng bài nhận biết

- Bước đầu thực nghiệm sư phạm đánh giá sự phù hợp và kết quả của các đề xuất

4 Phương pháp nghiên cứu.

- Phương pháp nghiên cứu thực tiễn :

+ Phương pháp thực nghiệm sư phạm: Tiến hành thực nghiệm sư phạm bước đầu kiểm nghiệm tính hiệu quả, khả thi của những đề xuất

+ Phương pháp xử lý thông tin: Xử lý kết quả thực nghiệm bằng phương pháp

a Nhận biết các chất dựa vào tính chất vật lý

b Nhận biết các chất dựa vào tính chất hoá học

- Nhận biết các chất ( rắn, lỏng, khí) riêng biệt

- Nhận biết các chất trong một hỗn hợp

II NỘI DUNG CỤ THỂ

A.Kiến thức cơ bản

1 Trạng thái màu sắc của các đơn chất

Thuốc thử Hiện tượng

Cl2 dd KI và hồ tinh bột Hoá xanh

Hoá xanh

3 Cách nhận biết một số đơn chất ở thể rắn :

Chất nhận biết Thuốc thử Hiện tượng

K, Na, Li, Ca,

Ba,

Al, Zn dd kiềm ( NaOH, KOH ) Tan, có khí H2 thoát ra

có khí màu nâu (NO2) thoát ra

Ag HNO3, sau đó cho NaCl vào dd Tan, có khí màu nâu

(NO2) thoát ra, tạo kết tủa trắng AgCl

I2( tím đen ) Hồ tinh bột Hồ tinh bột hoá xanh

S (vàng ) Đốt trong Oxi không khí Khí SO2 thoát ra, mùi

hắc,mất màu cánh hoa hồng

P ( Đỏ ) Đốt cháy, cho sản phẩm hoà tan

trong nước

Tạo P2O5 tan trong nước, tạo dd làm quỳ tím hoá đỏ

C (Đen ) Đốt cháy, cho sản phẩm lội qua

nước vôi trong

Tạo khí CO2 làm đục nước vôi trong

4 Nhận biết các axit và muối

Hoá chất Thuốc thử Dấu hiệu

SO2 ↑ làm d2 Br2 mất màu

Ag3PO4 ↓ vàng

d2 H2SO4 đ2 + Cu

d2 Pb(NO3)2

Axit mạnh

d2 H2SO4 hoặc muối có gốc SO42-

CO2 ↑, làm nước vôi trong vẩn đục

BaCO3 ↓trắng,CaCO3 ↓ trắng

NH3 ↑ mùi khai

H2SiO3 ↓ trắng

NO2 ↑ màu nâuPbS ↓ màu đen

H2S ↑ mùi trứng thối

BaSO4 ↓ trắng

CaCO3 ↓ trắng

Mg(OH)2 ↓ trắngFe(OH)2 ↓ trắng xanhFe(OH)3 ↓ đỏ nâuCu(OH)2 ↓ xanh lamAl(OH)3 ↓ Keo trắngVàng

Tím

Đỏ da cam

Dung dịch axit Dùng quỳ tím Hoá đỏ

Dung dịch bazơ Hoá xanh

Phenolphtalein không màu Hồng

5 Cách trình bày bài nhận biết.

Với loại bài tập phân biệt và nhận biết các chất ta sử dụng phương pháp chung

là dựa vào các tính chất, các phản ứng đặc trưng của các chất để nhận ra chúng, cụ thể là những phản ứng gây ra các hiện tượng mà ta thấy được như kết tủa, màu, mùi đặc trưng …

Thường dùng một trong hai phương pháp sau:

a Phương pháp mô tả :

Về mặt lý thuyết cần hướng dẫn cho HS phân loại các chất cần nhận biết, xem

thử những chất cần nhận biết đó thuộc loại chất nào? Bài tập đã cho thuộc dạng bài tập nào? Từ đó nhớ lại những phản ứng đặc trưng của từng loại chất Từ những phản ứng đặc trưng đó nên vận dụng và nhận biết loại chất nào trước Người thầy giáo phải hướng dẫn cho học sinh con đường nhận biết ngắn nhất, đúng đắn nhất để học sinh tự lập được sơ đồ nhận biết các chất

VD : Nhận biết 4 lọ mất nhãn, mỗi lọ đựng 1 trong 4 dung dịch sau: NaOH,

Na2SO4, H2SO4 l và HCl

* Giáo viên có thể đặt một số câu hỏi sau :

- Hãy đọc tên và phân loại các chất trên (thuộc chất vô cơ nào đã học) ?

- Những phản ứng đặc trưng nào để nhận biết dung dịch axit ?

- Những phản ứng đặc trưng nào để nhận biết dung dịch bazơ ?

- Dung dịch muối Na2SO4 có làm đổi màu chất chỉ thị ( quỳ tím ) hay không ?

* Sau đó học sinh lên bảng trình bày sơ đồ nhận biết của mình Giáo viên cho nhận xét bổ sung

NaOH , Na2SO4 , H2SO4 , HCl

+ quì tím

Màu đỏ Màu xanh Không đổi màu

H2SO4 HCl NaOH Na2SO4

+dd BaCl2

BaSO4 ↓Trắng Không hiện tượng

Học sinh trình bày bài làm của mình vào vở sao cho rõ ràng, mạch lạc ngắn gọn

mà đầy đủ, sao cho người đọc hiểu được cách làm bài của học sinh :

Thường bài làm của học sinh trình bày qua 4 bước :

- Bước 1: Trích mẫu thử

- Bước 2: Chọn thuốc thử (tuỳ thuộc đề bài yêu cầu thuốc thử tự chọn hay 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 ra được hoá chất nào,hoặc thành các nhóm chất

có cùng hiện tượng với thuốc thử đó

- Bước 4: Viết phương trình phản ứng minh hoạ

VD :Trình bày bài tập ở VD trên :

- Lấy mỗi lọ một ít hoá chất cho vào ống nghiệm khác nhau

- Lần lượt cho quì tím vào từng ống nghiệm, ống nghiệm nào làm quì tím hoá xanh là dung dịch NaOH, ống nghiệm không làm đổi màu quì tím là dung dịch

Na2SO4, 2 ống nghiệm làm quì tím hoá đỏ là 2 dung dịch H2SO4 và HCl

- Nhỏ vài giọt BaCl2 vào 2 ống nghiệm đựng 2 axit H2SO4 và HCl ống

nghiệm nào có kết tủa trắng là H2SO4 Chất còn lại là HCl

- PTPƯ : H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2HCl

b Phương pháp lập bảng

- Cũng thứ tự các bước như trên, riêng bước 2 và 3 thay vì mô tả hiện tượng thì gộp lại thành bảng, trình tự nhận diện

“_” không có dấu hiệu gì

- Sau cùng viết các PTPƯ xảy ra khi nhận biết

B Các dạng bài tập điển hình

DẠNG 1: Nhận biết các chất dựa vào tính chất vật lý

Loại bài toán này dựa vào sự khác nhau về tính chất vật lý như : màu sắc, mùi,

vị, tính tan trong nước …

Các tính chất đặc trưng cho từng chất như: khí CO2 không cháy, sắt bị nam châm hút, khí NH3 có mùi khai, khí H2S có mùi trứng thối, khí NO2 có màu đỏ nâu, khí NO không màu sau đó hoá nâu trong không khí…

Trích mỗi lọ một ít mẫu thử đựng riêng ra từng ống nghiệm sau đó cho nước vào nếu mẫu nào tan đó là mẫu đựng NaOH, còn lại mẫu không tan là Mg(OH)2

- Quan sát 3 bình đựng 3 chất khí, bình nào có màu vàng lục đó là bình khí Cl2

- 2 bình còn lại không màu là O2 và CO2 Để nhận ra khí trong từng bình ta dùng que diêm đang cháy vào miệng từng bình và quan sát nếu bình nào làm cho que diêm tắt thì đó là bình đựng khí CO2, bình nào làm que diêm cháy to hơn đó là bình đựng khí O2

Học sinh có thể biết được ngay trong 3 kim loại trên Fe bị nam châm hút, còn

2 kim loại còn lại có thể dựa vào khối lượng

Hướng dẫn :- Dựa vào tính tan để nhận ra bạc nitrat.

- Dựa vào màu sắc nhận ra bột nhôm và bột đồng

Bài tập 2 : Dựa vào tính chất vật lý hãy phân biệt các bình chứa các chất bột

trắng bị mất nhãn gồm: muối ăn, đường và tinh bột

Hướng dẫn :- Dựa vào tính tan nhận ra được tinh bột

- Dựa vào khối lượng riêng hoặc vị để nhận biết ra muối và đường

DẠNG 2: Nhận biết các chất dựa tính chất hoá học.

Dạng bài tập này dựa vào những dấu hiệu đặc trưng khi các chất hoá học phản ứng với nhau, gọi là phương pháp xác định định tính

Phương pháp giải

- Để nhận biết được các chất dựa vào phương pháp hoá học đòi hỏi học sinh phải nắm chắc kiến thức lý thuyết đã học, đặc biệt là các phản ứng đặc trưng của các chất kèm theo dấu hiệu như : kết tủa, hoà tan, sủi bọt khí, thay đổi màu sắc Kể cả các chất do chúng tạo ra trong quá trình nhận biết

- Các phản ứng được chọn để nhận biết phải hội đủ 2 yếu tố: đơn giản và dấu hiệu

rõ ràng Trừ trường hợp đặc biệt, thông thường muốn nhận biết n hoá chất cần phải tiến hành ( n – 1) thí nghiệm

- Tất cả các chất được chọn dùng để nhận biết các hoá chất theo yêu cầu của đề bài đều được coi là thuốc thử ( kể cả quì tím, phenolphtalein )

-Có thể dùng những chất đã nhận biết được hoặc các sản phẩm sinh ra trong quá trình nhận biết làm thuốc thử

Nhận biết các chất bằng phương pháp hoá học có các dạng thường gặp sau đây :

1 Nhận biết các chất (rắn , lỏng, khí ) riêng biệt

- Với loại bài tập này yêu cầu của đề bài là nhận biết n hoá chất thì chỉ cần nhận biết ( n – 1 ) hoá chất, chất còn lại là chất thứ n

- Học sinh cần sử dụng bảng nhận biết để nhận ra các hoá chất

Nhận biết các hoá chất với thuốc thử không hạn chế.

- Học sinh biết được dùng quỳ tím để nhận ra dung dịch HCl và NaOH

- 3 dung dịch còn lại dùng các phản ứng đặc trưng của các gốc axit

* Giải:

Trích mỗi dung dịch một ít dung dịch dùng làm mẫu thử cho vào 5 ống nghiệm.Dùng 5 mẩu giấy quỳ tím nhung vào 5 ống nghiệm và quan sát ống nào làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ đó là dung dịch HCl, ống nào làm quỳ tím chuyển thành màu xanh đó là dung dịch NaOH 3 dung dịch còn lại không có hiện tượng gì là NaCl,

Na2SO4, NaNO3

Để nhận biết 3 dung dịch này ta nhỏ vài giọt BaCl2 vào các mẫu, nếu mẫu nào xuất hiện kết tủa trắng thì đó là dung dịch Na2SO4

Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2NaCl

Nhỏ vài giọt dung dịch AgNO3 vào 2 mẫu còn lại nếu mẫu nào xuất hiện kết tủa trắng thì đó là dung dịch NaCl

NaCl + AgNO → AgCl ↓ + NaNO

Còn lại là dung dịch NaNO3

Chú ý:

- Khi trình bày các hiện tượng thì phải kèm theo các phương trình phản ứng minh

họa ( theo phương pháp song song )

- Đối với 3 gốc SO 4 2- , Cl - và NO3 - trong cùng một dung dịch thì nên nhận biết gốc SO4 2- trước sau đó mới nhận biết đến gốc Cl - vì khi cho AgNO3 vào trước để nhận ra gốc Cl - thì có thể AgNO3 sẽ phản ứng với gốc SO4 2- và có kết tủa.

Trích mỗi lọ một ít dung dịch làm thuốc thử đựng riêng trong từng ống nghiệm

- Dùng dung dịch BaCl2 làm thuốc thử đầu tiên: cho vài giọt d2 BaCl2 vào các mẫu thử và quan sát;

Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng đó là mẫu đựng dung dịch H2SO4

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2HCl

- 2 mẫu còn lại cho vài giọt AgNO3 vào, nếu mẫu nào xuất hiện kết tủa trắng thì

đó là dung dịch HCl

HCl + AgNO3 → AgCl ↓ + HNO3

- Mẫu còn lại là dung dịch HNO3

Bài toán 3:

Bằng phương pháp hoá học hãy nhận biết 4 kim loại: Mg, Al, Fe, và Ag.Viết các phương trình phản ứng xảy ra

2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 ↑

Kim loại không tan là Ag

- Cho dung dịch NaOH vào 2 dung dịch muối trên, thấy ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng là MgCl2

MgCl2 + 2NaOH → Mg(OH)2 ↓ + 2NaCl

Ống nghiệm nào xuất hiện kết tủa trắng xanh sau đó hoá nâu trong không khí là FeCl2

Bằng biện pháp hoá học hãy nhận biết 4 lọ mất nhãn chứa các dung dịch sau:NaOH, HCl, NaCl, NH4Cl

* Phân tích :

Học sinh nắm được 4 hoá chất này gồm 3 loại axit, bazơ và muối Dùng quỳ tím nhận ra axit và bazơ, NH4Cl có phản ứng đặc trưng tạo ra khí NH3 ↑có mùi khai

* Giải :

Trích mỗi lọ một ít dùng làm mẫu thử

- Dùng quỳ tím nhúng vào các mẫu thử, thấy mẫu nào làm quỳ tím chuyển thành màu đỏ ta nhận được lọ chứa dung dịch HCl Mẫu nào làm quỳ tím chuyển thành màu xanh ta nhận được lọ đựng dung dịch NaOH

- Hai mẫu thử còn lại dùng NaOH vừa nhận được nhỏ vào ta thấy mẫu thử nào

có khí mùi khai bay lên ta nhận được lọ chứa dung dịch NH4Cl

* Giải :

Trích mỗi lọ một ít làm mẫu thử Cho mẫu thử từng chất vào dung dịch NaOH

- Mẫu thử nào tan hoàn toàn, không có khí thoát ra là Al2O3

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

- Mẫu thử nào không tan là ( Fe + Fe2O3 )

- Mẫu thử nào tan một phần, đồng thời có khí thoát ra là ( Al + Fe2O3 )

Khi chọn thuốc thử thì thuốc thử đó chỉ tác dụng với hoá chất cần nhận biết và

có dấu hiệu rõ ràng để thuận tiện cho việc nhận ra các hoá chất.

1.2 Nhận biết các chất riêng biệt với thuốc thử hạn chế.

Dạng bài tập này dùng thuốc thử duy nhất đó tìm ra một chất trong các chất đã cho Dùng chất đã tìm được làm thuốc thử cho các lọ còn lại

là NaCl và BaCl2

Lấy 2 mẫu axit vừa nhận ra cho vào 2 mẫu muối Mẫu axit nào phản ứng với mẫu muối thấy xuất hiện kết tủa trắng đó là mẫu axit H2SO4 và mẫu muối kia là BaCl2

HSO + BaCl → BaSO ↓ + 2HCl