Thiết kế và sử dụng bài tập thực nghiệm hóa học lớp 10 trong dạy học hóa học ở trường phổ thông

Một trong những mục tiêu dạy học hoá học ở trường phổ thông là ngoài việc cung cấp kiến thức lí thuyết còn phải tạo điều kiện cho Hs phát triển tư duy hoá học và kĩ năng thực hành hoá họ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC

Người hướng dẫn khoa học:

PGS TS CAO CỰ GIÁC

VINH - 2014

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành luận văn này, tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:

- Thầy giáo PGS TS Cao Cự Giác - Trưởng Bộ môn Lí luận và phương pháp

dạy học Hóa học, khoa Hóa trường Đại học Vinh, đã giao đề tài, tận tình hướng dẫn

và tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi nghiên cứu và hoàn thành luận văn này

- Thầy giáo PGS TS Nguyễn Xuân Trường và TS Lê Danh Bình đã dành

nhiều thời gian đọc và viết nhận xét cho luận văn

- Phòng Đào tạo Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hóa học cùng các thầy giáo,

cô giáo thuộc Bộ môn Lí luận và phương pháp dạy học hoá học khoa Hóa học trường Đại học Vinh đã giúp đỡ, tạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi hoàn thành luận văn này

Tôi cũng xin cảm ơn tất cả những người thân trong gia đình, Ban giám hiệu Trường THPT Nghi Xuân, bạn bè, đồng nghiệp đã động viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này

Tp Vinh, tháng 10 năm 2014

Bạch Thị Cẩm Nhung

MỤC LỤC

Trang

MỞ ĐẦU 1

1 Lí do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 2

3 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Đóng góp mới của đề tài 3

CHƯƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 4

1.1 Một số xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông hiện nay 4

1.1.1 Đổi mới phương pháp dạy học - Một nhu cầu tất yếu của xã hội học tập 4

1.1.2 Những xu hướng dạy học hóa học hiện nay 4

1.2 Những xu hướng phát triển của bài tập hóa học hiện nay 5

1.2.1 Nội dung bài tập gắn liền với thực tiễn, đời sống, xã hội, cộng đồng 6

1.2.2 Nội dung hóa học gắn liền với các kĩ năng thực hành thí nghiệm 6

1.2.3 Nội dung bài tập phải chứa đựng các yếu tố phát triển tư duy 6

1.3 Phân loại bài tập hóa học thực nghiệm và tác dụng của nó trong dạy học hóa học ở trường phổ thông 6

1.3.1 Khái niệm bài tập thực nghiệm 6

1.3.2 Phân loại bài tập hóa học thực nghiệm 7

1.3.3 Tác dụng của bài tập hóa học thực nghiệm trong dạy học hóa học ở trường phổ thông 11

1.4 Mối quan hệ giữa phát triển tư duy và rèn luyện kĩ năng thực hành trong bài tập hóa học thực nghiệm 11

1.4.1 Tư duy và tư duy hóa học 11

1.4.2 Kĩ năng thực hành hóa học 12

1.4.3 Mối quan hệ giữa phát triển tư duy và rèn luyện kĩ năng thực hành trong bài tập hóa học thực nghiệm 12

1.5 Thực trạng việc thiết kế và sử dụng bài tập hóa học thực nghiệm trong dạy học 13

1.5.1 Điều tra 13

1.5.2 Đánh giá - Nhận xét 14

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1 15

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM

HÓA HỌC LỚP 10 16

2.1 Cơ sở và nguyên tắc thiết kế bài tập hóa học thực nghiệm 16

2.1.1 Cơ sở 16

2.1.2 Nguyên tắc 16

2.2 Các áp dụng 16

2.2.1 Xuất phát từ những kiến thức và kĩ năng thực hành cần kiểm tra 16

2.2.2 Xuất phát từ những sai lầm thường gặp thực hành thí nghiệm 17

2.2.3 Xuất phát từ những bài tập thực nghiệm có sẵn 18

2.3 Thiết kế các dạng bài tập thực nghiệm trong chương trình hóa học 10 20

2.3.1 Bài tập hóa học thực nghiệm có tính chất trình bày 20

2.3.2 Bài tập hóa học thực nghiệm có tính chất minh họa và mô phỏng 36

2.3.3 Bài tập hóa học thực nghiệm có tính chất thực hành 52

2.4 Sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học hóa học 58

2.4.1 Sử dụng bài tập thực nghiệm trong giờ dạy lí thuyết 58

2.4.2 Sử dụng bài tập thực nghiệm trong giờ thực hành thí nghiệm 60

2.4.3 Sử dụng bài tập thực nghiệm trong giờ ôn tập, luyện tập 60

2.4.4 Sử dụng bài tập thực nghiệm trong kiểm tra đánh giá kết quả học tập 61

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2 67

CHƯƠNG 3 THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 68

3.1 Mục đích thực nghiệm 68

3.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 68

3.3 Chuẩn bị thực nghiệm 68

3.3.1 Địa điểm 68

3.3.2 Mẫu thực nghiệm 68

3.3.3 Giáo viên thực nghiệm 68

3.3.4 Nội dung thực nghiệm 68

3.4 Tiến hành thực nghiệm 69

3.4.1 Thực nghiệm chính thức 69

3.4.2 Điều tra hứng thú học tập môn hóa học của học sinh sau thực nghiệm 69

3.5 Kết quả thực nghiệm 70

3.5.1 Kết quả các bài kiểm tra 70

3.5.2 Kết quả điều tra 70

3.5.3 Phân tích kết quả thực nghiệm 71

TIỂU KẾT CHƯƠNG 3 74

KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT 75

1 Kết luận 75

2 Một số đề xuất 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO 77 PHỤ LỤC

NHỮNG KÍ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT DÙNG TRONG LUẬN VĂN

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

BTHH : Bài tập hóa học BTTN : Bài tập thực nghiệm

DANH MỤC CÁC HÌNH

Trang

Hình 1.1 Quy trình sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp 8

Hình 1.2 Sơ đồ thí nghiệm điều chế khí SO2 10

Hình 1.3 10

Hình 1.4 Cấu trúc chung của bài tập hoá học thực nghiệm [15, tr.34] 13

Hình 2.1 17

Hình 2.2 17

Hình 2.3 Điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm 18

Hình 2.4 Mô hình tinh thể nước đá 27

Hình 2.5 Thí nghiệm phát minh electron của Tom-xơn (1897) 31

Hình 2.6 Hình vẽ cách thu khí clo 36

Hình 2.7 37

Hình 2.8 Sơ đồ thí nghiệm điều chế khí clo 38

Hình 2.9 Điều chế và thu khí clo trong phòng thí nghiệm 38

Hình 2.10 Điều chế và thu khí clo trong phòng thí nghiệm 39

Hình 2.11 Sơ đồ dụng cụ điều chế và thu khí 39

Hình 2.12 Thu khí HCl trong phòng thí nghiệm 40

Hình 2.13 Phương pháp thu khí vào ống nghiệm 41

Hình 2.14 Điều chế oxi trong phòng thí nghiệm 42

Hình 2.15 Thu khí oxi trong phòng thí nghệm 42

Hình 2.16 43

Hình 2.17 Điều chế và thu khí clo trong phòng thí nghiệm 43

Hình 2.18 Dụng cụ điều chế khí 44

Hình 2.19 Thí nghiệm nhiệt phân muối NaHCO3 44

Hình 2.20 Dụng cụ điều chế khí 45

Hình 2.21 Điều chế khí SO2 tinh khiết 45

Hình 2.22 46

Hình 2.23 46

Hình 2.24 47

Hình 2.25 Điều chế hiđro sunfua từ sắt sunfua 48

Hình 2.26 Điều chế clo trong phòng thí nghiệm 48

Hình 2.27 Điều chế clo từ từ KMnO4 và Dd HCl đặc 49

Hình 2.28 Thu khí bằng cách đẩy nước 49

Hình 2.29 Điều chế clo trong phòng thí nghiệm 50

Hình 2.30 Thí nghiệm thử tính tan của hiđro clorua 50

Hình 2.31 Thí nghiệm phản ứng giữa HCl đặc và MnO2 51

Hình 2.32 51

Hình 3.1 Đồ thị so sánh kết quả kiểm tra 73

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang

Bảng 3.1 Bảng điểm kiểm tra của học sinh 70

Bảng 3.2 Số phiếu thăm dò hứng thú học tập môn hoá học ở trường THPT trước thực nghiệm 70

Bảng 3.3 Số phiếu thăm dò hứng thú học tập môn hoá học ở trường THPT sau thực nghiệm 70

Bảng 3.4 Ý kiến của Hs về sở thích học hóa trước thực nghiệm 71

Bảng 3.5 Ý kiến của Hs về sở thích học hóa sau thực nghiệm 71

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp các tham số đặc trưng 72

Bảng 3.7 Bảng tổng hợp kết quả học tập 72

ở kích thước vĩ mô, các thí nghiệm để bằng quan sát những biểu hiện bên ngoài mà

tư duy ra tính chất và cấu tạo Vì thế, có thể khẳng định rằng, thí nghiệm hóa học là

rất cần thiết cho dạy học hóa học

Một trong những mục tiêu dạy học hoá học ở trường phổ thông là ngoài việc cung cấp kiến thức lí thuyết còn phải tạo điều kiện cho Hs phát triển tư duy hoá học

và kĩ năng thực hành hoá học, để từ đó có khả năng vận dụng kiến thức vào cuộc sống, đáp ứng yêu cầu giáo dục kĩ thuật tổng hợp, hướng nghiệp cho Hs phổ thông khi ra trường

Thực tế dạy học ở trường PT hiện nay, tuy các kiến thức thực hành đã được quan tâm nhưng còn rất hạn chế Nguyên nhân của thực tế này thì có nhiều, trong

đó quan trọng là do cơ sở vật chất nhà trường chưa đáp ứng, Gv thường phải dạy nhiều tiết trong một buổi nên không có thời gian chuẩn bị các TN, Gv thường có tâm lí “ngại ” thí nghiệm và có xu hướng chủ yếu là “dạy chay” Vì vậy, hầu như rất

ít Gv thực hiện đủ các TN cần thiết trong toàn bộ chương trình, hậu quả dẫn đến hạn chế phát triển tư duy và kĩ năng thực hành của Hs Để khắc phục tình trạng này, bên cạnh việc tăng cường sử dụng TN trong các giờ học, còn đòi hỏi Gv phải thường xuyên sử dụng và thiết kế các BTTN trong dạy học để Hs có điều kiện phát triển tư duy và trau dồi kĩ năng thực hành hoá học, đặc biệt trong điều kiện không tiến hành được nhiều TN

Trong thực tiễn dạy học, BTHH đóng vai trò rất quan trọng, nó vừa là mục đích, vừa là nội dung vừa là phương pháp dạy học hiệu quả, nó không chỉ cung cấp cho

Hs kiến thức, con đường dành lấy kiến thức mà còn mang lại niềm vui của quá trình khám phá, tìm tòi, phát hiện, của việc tìm ra đáp số, mang lại cho người học một trạng thái hưng phấn, hứng thú nhận thức

Xu hướng phát triển bài tập hóa học hiện nay là tăng cường khả năng tư duy cho học sinh ở cả ba phương diện: lý thuyết, thực hành và ứng dụng và giảm đi các bài tập mang tính chất học thuộc trong các câu hỏi lý thuyết hay là các phép tính toán học phức tạp trong bài toán hóa học làm giảm đi yếu tố vận dụng rất lý thú của bộ môn

Bài tập thực nghiệm vừa mang tính chất lý thuyết vừ mang tính chất thực hành đáp ứng được yêu cầu xu hướng phát triển bài tập trên, đồng thời qua bài tập thực hành Hs cũng được làm quen với nhiều thí nghiệm, hiện tượng hóa học trong cuộc sống Muốn giải bài tập thực hành học sinh phải vừa nắm vững lý thuyết vừa nắm vững các kĩ năng hực hành để tìm phương pháp giải

Tuy nhiên hiện nay, việc sử dụng bài tập thực nghiệm trong dạy học ở trường

PT, tuy đã được quan tâm nhưng chưa được chú trọng, một phần do cơ sở vật chất của nhà trường phổ thông còn hạn chế, chưa thuận lợi cho việc thực hành thí nghiệm, một phần nữa là do các tài liệu viết về bài tập thực nghiệm chưa nhiều

Xuất phát từ những lý do trên tôi chọn đề tài: “Thiết kế và sử dụng bài tập thực

nghiệm hóa học lớp 10 trong dạy học hóa học ở trường phổ thông”

Lớp 10 là lớp đầu tiên của bậc THPT, Hs bắt đầu nghiên cứu sâu hơn về hóa học, cần tạo cho Hs thói quen học tập gắn với thực hành và tạo hứng thú cho Hs khi gắn kiến thức học được ở nhà trường với thực tế cuộc sống

2 Mục đích nghiên cứu

Nâng cao hiệu quả dạy học hóa học bằng cách thiết kế và sử dụng một số bài tập

thực nghiệm

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nghiên cứu cơ sở lý luận của đề tài về bài tập hóa học ở trường THPT

- Điều tra thực trạng việc sử dụng bài tập thự tiễn

- Hứng thú đối với môn hóa học của học sinh trung học phổ thông

- Xây dựng một số bài tập hóa học thực nghiệm lớp 10 cơ bản

- Tiến hành thực nghiệm

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

- Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học môn hóa ở trường THPT

- Đối tượng nghiên cứu: Bài tập thực nghiệm trong chương trình hóa học 10

cơ bản

5 Phương pháp nghiên cứu

+ Các phương pháp nghiên cứu lý thuyết

-Phương pháp phân tích và tổng hợp lý thuyết

-Phương pháp phân loại và hệ thống

- Phương pháp phân tích, tổng kết kinh nghiệm

- Phương pháp lấy ý kiến chuyên gia

+ Các phương pháp xử lý số liệu

6 Đóng góp mới của đề tài

Xây dựng bài tập thực nghiệm hóa học 10 ứng dụng trong dạy học hóa học Góp phần hoàn thiện các dạng bài tập ở bậc THPT

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1.1 Một số xu hướng đổi mới phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông hiện nay

1.1.1 Đổi mới phương pháp dạy học - Một nhu cầu tất yếu của xã hội học tập

Với mục tiêu công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phát triển kinh tế thị trường có định hướng xã hội chủ nghĩa, mở cửa hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới đòi hỏi giáo dục phải đào tạo nên những con người Việt Nam đáp ứng nhu cầu, ngoài những nhu cầu cơ bản về kiến thức, đạo đức và kĩ năng, lớp

người lao động mới trong giai đoạn hiện nay cần đáp ứng các yêu cầu sau:

- Chủ động, năng động sáng tạo, dám nghĩ dám làm

- Sẵn sàng tiếp nhận thông tin và xử lý thông tin

- Có năng lực tự học, tự tìm hiểu thực tiễn, biết đúc rút kinh nghiệm

- Có khả năng giao tiếp, ứng xử, tham gia các hoạt động xã hội

- Có khả năng hợp tác, hiểu biết pháp luật, có tính kỷ luật

Các phương pháp dạy học cũ tuy đã khẳng định được một số ưu điểm nhất định, nhưng chủ yếu là truyền thụ một chiều, chưa đáp ứng được hết các nhu cầu trên, hơn nữa, do sự phát triển của khoa học, xã hội, lượng kiến thức ngày càng tăng nhanh, trong khi đó thời lượng dạy học thì có giới hạn Do đó, cần phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy cách học, cách suy nghĩ, cách tư duy

Cụ thể là:

- Phát huy tính chủ động, sáng tạo trong quá trình nhận thức, vận dụng

- Tạo điều kiện cho Hs tự lực phát hiện, tìm hiểu, đặt vấn đề và giải quyết vấn đề

- Tăng cường hoạt động theo nhóm

- Tạo điều kiện cho Hs đánh giá và tự đánh giá

- Liên hệ với thực tế, tận dụng kiến thức thực tế của Hs để xây dựng kiến thức mới Như vậy, đổi mới phương pháp dạy học nói chung và phương pháp dạy học hóa học nói riêng là một nhu cầu khách quan và tất yếu của xã hội

1.1.2 Những xu hướng dạy học hóa học hiện nay

1.1.2.1 Sử dụng các phương tiện kĩ thuật hiên đại và áp dụng các thành tựu của công nghệ thông tin trong dạy học

Trước sự phát triển nhanh chóng của khoa học công nghệ đã làm xuất hiện những phương tiện dạy học hiện đại với nhiều chức năng hỗ trợ cho việc dạy học đạt kết quả tốt hơn như: Phòng đa chức năng, giáo án điện tử, thư viện điện tử, bài

giảng điện tử, bài giảng trực tuyến, phần mềm nghiên cứu dạy học, phần mềm thí

nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng, phần mềm kiểm tra trắc nghiệm…

Khai thác và sử dụng có hiệu quả các phương tiện kĩ thuật hiện đại sẽ tạo nên phương pháp dạy học mới giúp việc dạy học trở nên dễ dàng hơn và đạt hiệu quả tốt hơn

1.1.2.2 Khai thác đặc thù môn hoá học tạo ra các hình thức hoạt động đa dạng, phong phú giúp HS chủ động chiếm lĩnh kiến thức, kĩ năng

Với đặc trưng là môn khoa học thực nghiệm, do đó trong dạy học hoá học cần tăng cường các phương tiện trực quan, đặc biệt là thí nghiệm hoá học Sử dụng phối hợp nhiều hình thức hoạt động của Hs, nhiều phương pháp dạy học của Gv trong đó chú trong phương pháp trực quan, sử dụng thường xuyên tổ hợp các phương pháp dạy học phức hợp nhằm giúp Hs học tập chủ động, tích cực, sáng tạo

1.1.2.3 Khai thác triệt để các nội dung bài dạy theo hướng liên hệ với thực tế

Việc khai thác nội dung học tập theo hướng liên hệ với thực tế cuộc sống sẽ làm cho bài học có tính ứng dụng cao, kích thích hứng thú ở Hs, đặc biệt với môn hoá học là một môn học mà đối với nhiều Hs là quá khô khan và kém hấp dẫn Một số nội dung cần khai thác liên hệ thực tế như: Hoá học với ứng dụng trong đời sống; hoá học với sản xuất nông nghiệp, công nghiệp; hoá học với môi trường; hoá học với sức khoẻ; hoá học với phát triển kinh tế, du lịch, quốc phòng…

1.1.2.4 Tăng cường sử dụng các bài tập có tác dụng phát triển tư duy và rèn luyện kĩ năng thực hành hoá học

Bài tập là một phần không thể thiếu trong dạy học nói chung và dạy học hoá học nói riêng, việc sử dụng bài tập trong dạy học có nhiều tác dụng to lớn, hoá học

là môn khoa học thực nghiệm do đó việc sử dụng các bài tập hoá học có tác dụng phát triển tư duy và rèn luyện kĩ năng thực hành là một xu hướng dạy học cần được quan tâm

Để phát triển mặt mạnh của bài tập hoá học trong dạy học hoá học, đòi hỏi Gv phải biết thiết kế và sử dụng các loại bài tập hoá học có tác dụng phát triển tư duy

và rèn luyện kĩ năng thực hành hoá học, đáp ứng yêu cầu môn học

1.2 Những xu hướng phát triển của bài tập hóa học hiện nay

Bài tập hoá học là phương tiện để dạy Hs tập vận dụng kiến thức Một trong những tiêu chí đánh giá sự lĩnh hội tri thức hoá học là kĩ năng áp dụng tri thức để giải quyết các bài tập hoá học chứ không phải là kĩ năng kể lại tài liệu đã học Bài tập hoá học là một trong những phương tiện có hiệu quả để giảng dạy môn hoá, tăng

cường và định hướng hoạt dộng tư duy của Hs

Nội dung BTHH hiện nay cần đáp ứng các yêu cầu sau:

1.2.1 Nội dung bài tập gắn liền với thực tiễn, đời sống, xã hội, cộng đồng

Điều 28 luật giáo dục (2005) nước ta đã nêu: “Phương pháp giáo dục phổ thông

phải phát huy tính tích cực,tự giác, chủ động, sáng tạo của Hs, phù hợp với đặc điểm từng lớp học, môn học, bồi dưỡng phương pháp 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 cho Hs” Việc vận dụng kiến thức lí thuyết vào thực tế cuộc sống, việc giải

các bài tập thực tiễn sẽ làm phát triển ở Hs tính tích cực, chủ động, tự lập, kích thích hứng thú, niềm say mê học tập ở Hs, đó là điểm xuất phát của sự vượt khó, của khả năng sáng tạo

Việc sử dụng BTHH có nội dung gắn với thực tiễn cũng góp phần thực hiện

nguyên lí giáo dục của Đảng: “Học đi đôi với hành, giáo dục kết hợp với lao động

sản xuất, lí luận gắn liền với thực tiễn”

1.2.2 Nội dung hóa học gắn liền với các kĩ năng thực hành thí nghiệm

Do yêu cầu đổi mới đất nước theo hướng hiện đại, hoà nhập với cộng đồng quốc

tế nên mục tiêu giáo giục cũng phải thay đổi Nghị quyết đại hội Đảng lần thứ IX đã

nêu: “Đổi mới phương pháp dạy và học, phát huy tư duy sáng tạo và năng lực tự

đào tạo của người học, coi trọng thực hành, TN, làm chủ kiến thức…”

Trong trường PT, TN hoá học là một phần không thể thiếu, giúp Hs làm quen với tác phong làm việc khoa học, rèn luyện đức tính cẩn thận, kiên nhẫn, làm việc nguyên tắc, TN hoá học còn củng cố niềm tin vào khoa học Với hoá học, TN giữ vai trò như một bộ phận không thể tách rời Việc xây dựng BTHH gắn liền với TN

sẽ cung cấp, củng cố kĩ năng, kĩ xảo, các thao tác thực hành là điều rất cần thiết

1.2.3 Nội dung bài tập phải chứa đựng các yếu tố phát triển tư duy

Trong sự nghiệp đổi mới đất nước, yêu cầu cấp thiết với giáo dục là phải đào tạo

ra những con người có kiến thức, trí tuệ phát triển, thông minh, năng động, sáng tạo, đáp ứng nhu cầu xã hội BTHH không thể tách rời mục tiêu trên BTHH theo định hướng giáo dục hiện nay cần ngắn gọn, súc tích, không nặng nề thuật toán mà tập trung rèn luyện, phát triển nhận thức, tư duy cho người học

Như vậy, xu hướng phát triển của BTHH hiện nay là tăng cường khả năng tư duy cho Hs ở cả 3 phương diện: lí thuyết, thực hành và ứng dụng Hạn chế sử dụng những BT có tính chất học thuộc trong các câu hỏi lí thuyết hoặc sử dụng công cụ toán học phức tạp trong các BT tính toán

1.3 Phân loại bài tập hóa học thực nghiệm và tác dụng của nó trong dạy học hóa học ở trường phổ thông

1.3.1.Khái niệm bài tập thực nghiệm

Trong từ điển tiếng Việt, “bài tập” là những bài để tập làm

Trong tài liệu lí luận dạy học tác giả Nguyễn Xuân Trinh phân loại bài tập hóa học thành: Bài tập định lượng (bài toán hoá học), bài tập lý thuyết, bài tập thực nghiệm và bài tập tổng hợp Còn các nhà lý luận dạy học của Liên Xô cũ lại cho rằng: Bài tập là một dạng bài làm gồm những bài toán, những câu hỏi hay đồng thời

cả bài toán và câu hỏi, mà trong khi hoàn thành chúng, Hs nắm được một tri thức hay kĩ năng nhất định hoặc hoàn thiện chúng Câu hỏi đó là những bài làm mà khi hoàn thành chúng, Hs phải tiến hành hoạt động tái hiện bất luận trả lời miệng, trả lời viết hay kèm theo thực hành hoặc xác minh bằng thực nghiệm Bài toán đó là bài làm mà khi hoàn thành chúng Hs phải tiến hành một hoạt động sáng tạo, bất luận hình thức hòan thành bài toán là trả lời miệng hay viết, thực hành, thí nghiệm, bất

cứ bài toán nào cũng xếp vào hai nhóm bài toán định lượng (có tính toán) và định

Bài tập thực nghiệm hóa học là bài tập hóa học gắn liền với các phương pháp và

kĩ năng làm thí nghiệm, khả năng quan sát và mô tả các hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm Bao gồm các bài tập về tổng hợp và điều chế các chất, giải thích và mô tả các hiện tượng, phân biệt và nhận biết các chất, tách và tinh chế các chất, Một số nội dung trong các bài tập trên gắn liền với các vấn đề sản xuất, kinh tế và môi trường

1.3.2 Phân loại bài tập hóa học thực nghiệm

1.3.2.1 Bài tập hóa học thực nghiệm được thực hiện bằng thí nghiệm

Là dạng BTTN mà khi giải người giải phải tiến hành thí nghiệm

Hiện tượng: Dd chuyển dần sang màu vàng

Giải thích: Do brom tạo thành làm vàng Dd:

Cl2 + 2NaBr → 2NaCl + Br2

Kết luận: tính oxi hoá của brom yếu hơn clo

Khi giải BT này, học sinh cần phải trực tiếp tiến hành các thao tác thí nghiệm,

sử dụng các kiến thức đã học để trả lời các câu hỏi

1.3.2.2 Bài tập hóa học thực nghiệm được thực hiện bằng thí nghiệm mô phỏng, qua các băng hình, máy vi tính với những thí nghiệm phức tạp, khó thực hiện, thời gian tiến hành lâu, thí nghiệm độc hại

Là những BTHH mà khi giải phải sử dụng băng hình, phần mềm để giải Thường dùng với những quá trình xảy ra chậm, cần nhiều thời gian hoặc những thí nghiệm mà độ an toàn thấp

Ví dụ:

Hãy xem đoạn video về quy trình sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp theo phương pháp tiếp xúc kép sau (hình 1.1.)

quy trình s?n xu?t axit sunfuric trong công nghi?p.MP4

Hình 1.1 Quy trình sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp

a Vì sao giai đoạn tinh chế khí SO2 là giai đoạn quan trọng nhất?

b Vì sao giai đoạn oxi hoá SO2 thành SO3 cần duy trì nhiệt độ 4500C - 5000C?

c Vì sao dùng axit sunfuric đặc để hấp thụ SO3?

c Vì axit sunfuric đặc hấp thụ vô hạn SO3 tạo thành oleum, từ oleum có thể dễ dàng thu được Dd axit sunfuric ở nhiều mức nồng độ khác nhau bằng cách thêm lượng nước phù hợp

Khi giải BT này, Hs cần theo dõi đoạn video và vận dụng kiến thức đã học để trả lời, đồng thời khắc sâu thêm kiến thức về sản xuất axit sunfuric trong công nghiệp theo phương pháp tiếp xúc

1.3.2.3 Bài tập hóa học thực nghiệm chỉ được mô phỏng bằng lý thuyết Hs phải vận dụng những kiến thức về lý thuyết và hiện tượng đã biết để giải

Đây là BTTN mà người giải chỉ cần trình bày cách tiến hành các thao tác thí nghiệm mà không phải làm thí nghiệm

Ví dụ:

Trong PTN, có 4 lọ hoá chất mất nhãn làn lượt chứa một trong các sau: NaCl, NaBr, NaF, NaI Hãy trình bày phương pháp hoá học để nhận biết các lọ Dd trên

Phân tích:

Trích mẫu thử từ các lọ vào các ống nghiệm riêng rẽ

Nhỏ vào các mẫu thử vài giọt Dd bạc nitrat AgNO3, quan sát hiện tượng:

- Mẫu có xuất hiện kết tủa màu trắng thì lọ Dd chứa mẫu là lọ Dd NaCl

- Mẫu có kết tủa màu vàng thì lọ Dd chứa mẫu là lọ Dd NaI hoặc NaBr

- Mẫu không có hiện tượng gì thì lọ Dd chứa mẫu là lọ Dd NaF

Tiếp tục trích mẫu thử ở 2 lọ mà thí nghiệm trên cho kết tủa vàng rồi nhỏ vào mẫu thử vài giọt brom và một giọt hồ tinh bột, lắc nhẹ

- Mẫu chuyển sang màu xanh thì lọ Dd chứa mẫu là lọ Dd NaI

- Còn lại là Dd NaBr

Khi giải bài tập dạng này, người giải không phải tiến hành thí nghiệm nhưng cần sử dụng kiến thức đã học các kiến thức kĩ năng thực hành đã có để trả lời

1.3.2.4 Bài tập hóa học thực nghiệm được tiến hành qua hình vẽ

Ví dụ 1: Cho các hoá chất: Cu, H2SO4 đặc nóng Các dụng cụ thí nghiệm: bình cầu, ống dẫn, phễu, giá thí nghiệm, bình tam giác, bông tẩm dung dịch NaOH đặc Hãy vẽ sơ đồ thí nghiệm điều chế khí SO2

Phân tích:

Khi giải BT này Hs cần phải tư duy về kiến thức hoá hoc, kiến thức thực hành

và phải dùng hình vẽ để giải (hình 1.2)

Hình 1.2 Sơ đồ thí nghiệm điều chế khí SO 2

Ví dụ 2: (Đề thi ĐH khối A năm 2014)

Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế khí Y từ dung dịch X (hình 1.3)

Khi giải BT dạng này, Hs cần phân tích thí nghiệm dựa trên hình vẽ để giải

1.3.3 Tác dụng của bài tập hóa học thực nghiệm trong dạy học hóa học ở trường phổ thông

Theo M.A Đanhilop, nhà lí luận dạy học Xô Viết: “Kiến thức sẽ được nắm

vững thật sự nếu Hs có thể vận dụng thành thạo chúng vào việc hoàn thành những

bài tập lí thuyết và thực hành” [15, tr.17] Bài tập nói chung và bài tập hóa học nói

riêng vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm, nó cung cấp cho Hs không chỉ kiến thức mà cả con đường dành lấy kiến thức và mang lại niềm vui sướng của sự phát hiện, vận dụng kiến thức, của việc tìm

ra đáp số Do vậy, việc sử dụng bài tập thực nghiệm ứng dụng trong dạy học hóa học có các tác dụng to lớn sau:

- Phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện tư duy từ lí thuyết đến thực hành và ngược lại từ đó xác nhận những thao tác kĩ năng thực hành hợp lí

- Rèn luyện kĩ năng sử dụng dụng cụ hoá chất, các dụng cụ thí nghiệm và phương pháp thiết kế thí nghiệm

- Rèn luyện các thao tác, kĩ năng thực hành cần thiết trong PTN (cân, đong, nung, đun nóng, sấy, hoà tan, lọc, chiết,…) góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho Hs

- Rèn luyện khả năng ứng dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, tạo sự say mê học tập hoá học cho Hs

- Giáo dục tư tưởng, đạo đức, tác phong lao động: rèn luyện tính kiên nhẫn, trung thực, sáng tạo, chính xác, khoa học; rèn luyện tác phong lao động có tổ chức,

có kế hoạch, có kỉ luật, có văn hoá…

1.4 Mối quan hệ giữa phát triển tư duy và rèn luyện kĩ năng thực hành trong bài tập hóa học thực nghiệm

1.4.1 Tư duy và tư duy hóa học

Theo tài liệu tâm lí học và giáo dục học: Tư duy là quá trình tâm lí phản ánh

các thuộc tính bản chất, những mối quan hệ và liên hệ mang tính quy luật của sự vật và hiện tượng trong thế giới khách quan

Theo logic học: Tư duy là quá trình phản ánh hiện thực một cách gián tiếp

và khái quát Sự phản ánh thế giới xung quanh bằng tư duy là giai đoạn nhận thức lí tính

Cho dù xem xét ở góc độ nào thì vẫn thống nhất với nhau ở những nhận định về bản chất: Tư duy là hoạt động trí tuệ giúp con người tạo ra hoặc giải quyết một vấn

đề, đưa ra một quyết định hoặc có thêm một sự hiểu biết Đó là tìm kiếm cái mới từ những kiến thức và kinh nghiệm đã có

Tư duy hoá học là quá trình tâm lý phản ánh các thuộc tính bản chất, các mối quan hệ và liên hệ mang tính quy luật của các chất và các hiện tượng hoá học xảy ra trong tự nhiên, phản ánh thông qua các khái niệm hoá học, các quá trình hoá học và các định luật hoá học Tư duy hoá học giúp con người vận dụng các quy luật hoá

học để cải tạo thế giới và phục vụ cuộc sống con người [15, tr.25]

1.4.2 Kĩ năng thực hành hóa học

1.4.2.1 Kĩ năng

Theo M.A Đanhilop: “Kĩ năng là khả năng con người biết sử dụng có mục đích

và sáng tạo những kiến thức của mình trong hoạt động lí thuyết cũng như thực tiễn,

kĩ năng bao giờ cũng xuất phát tư kiến thức và dựa trên kiến thức, kĩ năng chính là

- Kĩ năng thực hiện an toàn và khoa học nội quy, quy tắc phòng thí nghiệm

- Kĩ năng sử dụng một số dụng cụ thí nghiệm đơn giản

- Kĩ năng làm việc với một số hoá chất thường gặp

- Kĩ năng thực hiện một số thao tác cơ bản trong thực hành hoá học

- Kĩ năng xác định các đại lượng vật lí

Bài tập hoá học thực nghiệm luôn chứa đựng các vấn đề hoá học, giải BTHHTN

có nghĩa là đi tìm mối quan hệ giữa tư duy lí thuyết hoá học và kĩ năng thực hành hoá học Sau đây là cấu trúc chung của một bài tập hoá học thực nghiệm (hình 1.4):

Hình 1.4 Cấu trúc chung của bài tập hoá học thực nghiệm [15, tr.34]

Như vậy, lời giải của các BTHHTN luôn phải chứa đựng các thao tác tư duy và

kĩ năng thực hành cho dù không nhất thiết phải tiến hành thực nghiệm Đó lá kết quả của phương pháp tư duy từ lí thuyết đến thực hành và ngược lại M.A Đanilop

cũng đã nêu lên mối liên hệ mật thiết giữa kiến thức và kĩ năng: “Kiến thức là cơ sở,

là nền tảng để hình thành kĩ năng, nhưng ngược lại, việc nắm vững kĩ năng sẽ có

tác dụng trở lại giúp kiến thức trở nên sống động, linh hoạt hơn” [15, tr.34] Trong

dạy học hoá học cũng đã khẳng định: Không có tri thức sẽ không có kĩ năng, không

có việc áp dụng tri thức sẽ không đạt được sự phát triển kĩ năng Ngược lại, nếu chỉ

có tri thức mà không có kĩ năng, không biết áp dụng tri thức thì những kĩ năng đó cũng trở thành vô dụng

1.5 Thực trạng việc thiết kế và sử dụng bài tập hóa học thực nghiệm trong dạy học

1.5.1 Điều tra

1.5.1.1 Mục đích điều tra

- Tìm hiểu thực trạng dạy học hoá học ở trường THPT

- Tìm hiểu về thực trạng sử dụng BTTNHH ở trường THPT

1.5.1.2 Nội dung điều tra

- Điều tra hứng thú học tập hoá học ở trường THPT

- Điều tra về việc sử dụng BTHH có nội dung liên quan đến thực nghiệm ở trường THPT

1.5.1.3 Đối tượng điều tra

- Các Gv giảng dạy môn hoá học ở các trường THPT ở huyện Nghi Xuân gồm

các trường: THPT Nghi Xuân, THPT Nguyễn Du

- Học sinh thuộc 2 trường ở huyện Nghi Xuân

1.5.1.4 Phương pháp điều tra

- Gặp gỡ trực tiếp và nói chuyện với Gv, Hs và cán bộ quản lí thiết bị

- Phát phiếu thăm dò cho Gv, Hs

1.5.1.5 Kết quả điều tra

Từ tháng 9 đến tháng 12 năm 2013 tôi đã gặp gỡ, trao đổi và phát phiếu điều tra

và thu được kết quả như sau:

- Đa số Hs có hứng thú nhất với môn hoá ở nội dung liên quan đến thực nghiệm

- Các Gv đều đồng tình rằng việc sử dụng BTTN sẽ làm tăng hứng thú học tập

ở Hs

- Các Gv chủ yếu sử dụng các BT có sẵn trong các tài liệu và thường chỉ sử dụng BTTN dạng trình bày, nghĩa là việc ra đề và giải bài tập chủ yếu chỉ viết trên giấy

- Đa số Gv và Hs đều nhận xét BTHH sử dụng chủ yếu là kiểm tra về lí thuyết

và BT tính toán, ít BT thực nghiệm

1.5.2 Đánh giá - Nhận xét

Từ kết quả điều tra trên, tôi nhận thấy rằng tuy BTHH dạng thực nghiệm là một phần quan trọng khi dạy học bộ môn hoá học nhưng việc sử dụng dạng BT này còn rất nhiều hạn chế, mà lí do một phần là vì Gv phụ thuộc nhiều vào tài liệu có sẵn, do

đó BT kém đa dạng, làm giảm hứng thú học tập của Hs

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1

Trong chương I, tôi đã trình bày về các nội dung sau:

1 Xu hướng đổi mới PPDH ở trường PT

Trong phần này, tôi tìm hiểu về yêu cầu đổi mới, mục tiêu đổi mới, những xu hướng đổi mới PPDH hiện nay

2 Những xu hướng phát triển của BTHH hiện nay

3 Phân loại và ý nghĩa của BTTN trong dạy học hoá học

4 Mối quan hệ giữa rèn luyện kĩ năng thực hành và sự phát triển tư duy trong BTTN hoá học

5 Thực trạng việc thiết kế, sử dụng BTTN trong dạy học hoá học ở trường PT Các nội dung trên là cơ sở để tôi đề ra phương pháp thực nghiệm, các bước nghiên cứu tiếp theo của đề tài

CHƯƠNG 2 THIẾT KẾ VÀ SỬ DỤNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM

HÓA HỌC LỚP 10

2.1 Cơ sở và nguyên tắc thiết kế bài tập hóa học thực nghiệm

2.1.1 Cơ sở

Một BTHHTN có cấu tạo như sau:

Từ cấu trúc trên có thể suy ra có hai cơ sở quan trọng để thiết kế BTHHTN

- Cơ sở lí thuyết: Bao gồm các nội dung hoá học cần kiểm tra

- Cơ sở thực nghiệm: Bao gồm các nội dung thực nghiệm và các kĩ năng thực hành cần kiểm tra

Như vậy để thiết kế BTHHTN có thể xuất phát từ:

- Những kiến thức và kĩ năng cần kiểm tra

- Những sai lầm về lí thuyết và thực hành mà Hs thường mắc phải

- Một số BT cơ bản có sẵn

2.1.2 Nguyên tắc

- Cần phải bám sát mục đích, yêu cầu của kiến thức

- Các bài tập được sử dụng từ đơn giản đến phức tạp, từ dễ đến khó, chú ý đến hoàn cảnh sống của Hs và cơ sở vật chất của nhà trường

- Hệ thống bài tập cần phù hợp với khả năng, trình độ nhận thức của Hs

- Hệ thống bài tập phải phát huy được tính tích cực nhận thức và khả năng tư duy của Hs

- Các bài tập được thiết kế dựa trên kiến thức thường gặp hoặc có thể xuất phát

Các dữ kiện lí thuyết và thực nghiệm Các kết luận về lí thuyết và thực nghiệm

Điều kiện 1 Hoạt động tư duy Yêu cầu

2 Kĩ năng thực hành

dùng trong PTN và thường ở dạng Dd đặc Hãy nêu cách tiến hành để pha loãng Dd

H2SO4 đặc

Phân tích:

Dùng một lượng nước cất và một lượng Dd H2SO4 đặc vừa đủ, rót từ từ Dd

H2SO4 dọc theo đũa thuỷ tinh xuống cốc nước đồng thời khuấy đều Không được làm ngược lại

Giải thích: Quá trình hoà tan vào nước của H2SO4 toả nhiệt mạnh do đó cần tiến hành như trên để lượng nhiệt toả ra được trung hoà bớt, tránh làm ngược lại gây sôi đột ngột làm bắn axit ra ngoài rất nguy hiểm

Khi giải BT này Hs sẽ nhớ lại kiến thức đã học về cách pha loãng Dd H2SO4,

từ đó khắc sâu, nhớ lâu kiến thức này

Ví dụ 2: Để kiểm tra kiến thức về đảm bảo an toàn khi làm thí nghiệm phản ứng

giữa chất rắn và chất khí trong ống nghiệm hoặc bình, ta có thể ra bài tập sau:

Giải thích tại sao khi tiến hành các phản ứng hoá học giữa chất rắn và chất khí, kèm theo đun nóng thì bình đựng khí phải có một ít nước hoặc một ít cát, ví dụ khi thực hiện phản ứng giữa natri với oxi, natri với clo, sắt với oxi, sắt với clo

Phân tích:

Vì khi đốt nóng hoặc đun nóng chảy (kim loại kiềm) sau đó cho vào bình đựng

khí, các phản ứng toả nhiệt, sản phẩm sinh ra rơi xuống bình có thể làm vỡ bình

2.2.2 Xuất phát từ những sai lầm thường gặp thực hành thí nghiệm

Ví dụ 1: Từ đặc điểm thường không chú ý đến độ nghiêng của ống nghiệm, ta

có thể ra bài tập sau: Trong các hình vẽ sau (hình 2.1, hình 2.1), hình vẽ nào mô tả đúng cách điều chế và thu khí oxi trong phòng thí nghiệm, hãy giải thích?

Phân tích:

Hình 2.2 là cách lắp đặt đúng để điều chế khí oxi và thu được oxi tinh khiết hơn,

do O2 nặng hơn không khí nên lắp nghiêng xuống để khí dễ thoát ra đồng thời đề

phòng hơi nước rơi xuống đáy ống nghiệm làm vỡ đáy, phương pháp đẩy nước cũng tránh được sự lẫn không khí trong khí oxi tạo thành

2.2.3 Xuất phát từ những bài tập thực nghiệm có sẵn

Áp dụng phương pháp grap kết hợp với tiếp cận modul, chúng ta có thể biến đổi nội dung BT có sẵn thành nhiều BT khác nhau theo 6 nguyên tắc sau đây:

1 Nghịch đảo giữa các điều kiện và yêu cầu

2 Thay đổi điều kiện

3 Thay đổi yêu cầu

4 Thay đổi cả điều kiện và yêu cầu,

5 Tổ hợp nhiều BT

6 Chuyển BT tự luận sang các BT trắc nghiệm khách quan

Ví dụ 1:

Về nội dung làm sạch khí clo sau khi điều chế Ta có bài tập sau:

Khi điều chế clo trong PTN (từ dd HCl đặc và KMnO4 rắn hoặc MnO2 rắn) sản phẩm sinh ra lẫn HCl dư và hơi H2O để loại bỏ HCl dư và hơi H2O người ta dẫn hỗn hợp sản phẩm qua các bình đựng

Mức độ 1: Trong phòng thí nghiệm người ta thường tiến hành điều chế khí clo

tinh khiết theo hình vẽ (hình 2.3) Hãy giải thích tại sao lại phải mắc sơ đồ thí nghiệm như thế?

Hình 2.3 Điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm

Phân tích:

Khí clo điều chế được có lẫn khí HCl, hơi nước nên phải dẫn qua dung dịch

NaCl để hấp thụ HCl và H2SO4 đặc để hấp thụ hơi nước Khí clo nặng hơn không

khí và không tác dụng được với không khí nên có thể thu trực tiếp, bông tẩm dung

dịch NaOH để hạn chế khí clo thoát ra ngoài không khí

Mức độ 2:

Khí clo được điều chế trong phòng thí nghiệm bằng phản ứng của axit HCl với

MnO2 thường có lẫn tạp chất Để thu được khí clo tinh khiết, người ta dẫn khí clo

không tinh khiết đi qua hai bình, một bình đựng chất lỏng X và một bình đựng chất

lỏng Y Hãy xác định các chất X, Y trong số các chất sau: KMnO4, H2O, dung dịch

NaCl, Ca(OH)2, NaOH, H2SO4 đặc, dung dịch HCl

Phân tích:

Dung dịch NaCl H2SO4đặc Dung dịch KMnO4 H2SO4 đặc

Ví dụ 2: Từ Ví dụ 2 trong 2.2.1 có thể ra bài tập sau:

BT1:

Hãy sắp xếp theo thứ tự hợp lý các thao tác khi làm thí nghiệm natri cháy trong

khí oxi

1 Đốt cháy natri trên ngọn lửa đèn cồn

2 Cho 1 lượng natri bằng hạt ngô vào muỗng lấy hoá chất

3 Mở nắp lọ đựng oxi

4 Đưa nhanh muỗng có natri đang cháy vào lọ đựng khí oxi có sẵn một lớp cát

5 Khi cháy xong đậy nắp lọ lại

6 Viết phương trình phản ứng và xác định vai trò của chất tham gia phản ứng

Hãy giải thích cách làm sau:

Sau khi điều chế oxi xong, ta phải tháo ống dẫn khí ra khỏi ống nghiệm rồi mới

tắt đèn cồn (phương pháp đẩy nước)

Phân tích:

Nếu lấy đèn cồn (tắt đèn cồn) thì áp suất trong bình giảm nên nước từ ngoài phun vào bình làm vỡ ống nghiệm

2.3 Thiết kế các dạng bài tập thực nghiệm trong chương trình hóa học 10

2.3.1 Bài tập hóa học thực nghiệm có tính chất trình bày

Dạng BT này chủ yếu phát triển tư duy và kĩ năng phân tích, trình bày, giải thích, suy luận và chứng minh các nội dung thực nghiệm Khi giải BT, Hs không phải tiến hành TN mà chỉ vận dụng kiến thức lí thuyết và các dữ kiện thực nghiệm

có sẵn để giải Mặc dù không phải làm TN nhưng nội dung BT cũng như phương pháp giải BT phải đảm bảo tính, khoa học về mặt lí thuyết, thoả mãn về mặt thực nghiệm Trong loại BT này có các dạng sau:

2.3.1.1 Giải thích tính chất lí hoá của các chất

Dựa vào các đặc điểm cấu tạo phân tử:

- Cấu hình electron nguyên tử

- Độ âm điện của các nguyên tố

- Dạng lai hoá của các nguyên tử trung tâm

- Dạng hình học của phân tử

- Góc liên kết, độ dài liên kết, độ bội liên kết

- Sự phân cực của liên kết, của phân tử

- Các hiệu ứng cấu trúc

Suy ra tính chất lí hoá của phân tử

- Độ bền phân tử, momen lưỡng cực

- Nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy

- Khả năng hoà tan trong các loại dụng môi

- Trạng thái tập hợp của chất

- Màu sắc, mùi vị

- Các phản ứng đặc trưng

Bài tập 1: Hãy giải thích tại sao nguyên tố oxi hoạt động hơn nguyên tố clo

nhưng ở điều kiện thường lại tỏ ra kém hoạt động hơn?

Phân tích:

Để trả lời câu hỏi này Hs cần phân tích sự phụ thuộc của tính chất hoá học của đơn chất với độ bền liên kết, liên hệ với liên kết trong O2, Cl2 để giải thích

- Khoảng cách giữa 2 nguyên tử oxi nhỏ hơn khoảng cách giữa 2 nguyên tử clo

- Liên kết trong phân tử oxi là liên kết đôi trong khi liên kết trong phân tử clo là liên kết đơn

→ Năng lượng để đơn chất phân li cho nguyên tử oxi lớn hơn → ở điều kiện thường oxi kém hoạt động hơn clo

Bài tập 2: Giải thích quy luật biến thiên liên tục các tính chất vật lí: Nhiệt độ

sôi, nhiệt độ nóng chảy của các đơn chất halogen theo dãy F2,Cl2, Br2, I2

Phân tích:

Để giải BT này, Hs cần phân tích các yếu tố về cấu tạo có ảnh hưởng đến nhiệt

độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của chất, cụ thể ở đây là độ phân cực phân tử

Theo dãy F2,Cl2, Br2, I2 nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy của các đơn chất halogen tăng dần, sự biến thiên này là do số electron và số lớp electron của các nguyên tử theo dãy trên tăng lên khi điện tích hạt nhân tăng làm cho các phân tử X2

càng dễ biến dạng để hình thành lưỡng cực tạm thời nên lực liên kết giữa các phân

tử tăng

2.3.1.2 Mô tả, giải thích hiện tượng

Loại BT này Hs có thể tiến hành thí nghiệm, tuy nhiên cũng có thể bằng cách phân tích về mặt lí thuyết để dự đoán hiện tượng và giải thích, khi tiến hành giải,

HS cần phải:

- Tư duy: Phân tích cấu tao, tính chất lí hoá của các chất

- Mô tả các hiện tượng kết tủa, màu sắc, mùi vị, hoà tan… xảy ra theo đúng thứ tự quan sát

- Dựa vào các đặc điểm cấu tạo và tính chất, giải thích các hiện tượng đã nêu

và viết PTPƯ minh hoạ

Bài tập 3: Clo tác dụng với nước một phần nhỏ theo phương trình hóa học sau:

Cl2(k) + H2O(l)  HclO + HCl Hai sản phẩm tạo ra đều tan tốt trong nước tạo thành dung dịch Ngoài ra một phần lớn khí clo tan trong nước tạo thành dung dịch có màu vàng lục nhạt gọi là nước clo Nước clo đựng trong bình kín, dần dần bị mất màu theo thời gian, không bảo quản được lâu, vận dụng những hiểu biết về chuyển dịch cân bằng hóa học hãy giải thích hiện tượng trên

2HClO  2HCl + O2 (2) Phản ứng (2) làm cho nồng độ HClO giảm, cân bằng hóa học của phản ứng (1) chuyển dịch theo chiều thuận, clo sẽ phản ứng với nước cho đến hết, do đó nước clo không bền

Bài tập 4: Sục khí clo cho đến dư vào Dd KI có nhỏ sẵn vài giọt hồ tinh bột

Nêu hiện tượng xảy ra, giải thích

Phân tích:

Khi làm BT này về mặt kĩ năng, Hs cần lưu ý yêu cầu đề bài là “cho đến dư”

Hs cần phải dựa vào tính chất lí hoá của các halogen, cụ thể đây là tính oxi hoá khử của clo, iot và màu sắc, khả năng tạo màu sắc với hồ tinh bột

2.3.1.3 Biện luận công thức các chất hoá học dựa vào các kết quả thực nghiệm

Khi giải loại BT này sẽ giúp Hs phát triển kĩ năng phân tích để suy luận ra công thức của chất

Bài tập 5: Cho một lượng Cu2S tác dụng hoàn toàn với dung dịch HNO3 đun nóng Phản ứng tạo thành dung dịch A1 và làm giải phóng ra khí A2 không màu, bị hóa nâu trong không khí Chia A1 thành 2 phần Thêm dung dịch BaCl2 vào phần 1, thấy tạo thành kết tủa trắng A3 không tan trong axit dư Thêm lượng dư dung dịch

NH3 vào phần 2, đồng thời khuấy đều hỗn hợp, thu được dung dịch A4 có màu xanh lam đậm

b) 3Cu2S + 22HNO3  6Cu(NO3)2 + 3H2SO4 + 10NO + 8H2O

để đảm bảo mục tiêu đào tạo nguồn nhân lực cho xã hội

Bài tập 6: Trong phòng thí nghiệm, người ta điều chế hiđro halogenua bằng

cách cho H2SO4 đặc tác dụng với muối halogenua khan

a) Hãy cho biết phương pháp trên có thể điều chế hoặc không thể điều chế được hiđro halogenua nào? Giải thích

b) Cho biết phương pháp điều chế các hiđro halogenua còn lại

2HBr + H2SO4 → Br2↑ + SO2 ↑+2H2O 8HI + H2SO4 → 4I2 ↓+ H2S ↑+ 4H2O b) Có thể điều chế HI, HBr theo phản ứng sau:

PBr3 + 3H2O → H3PO3 + HBr↑

PI3 + 3H2O → H3PO3 + HI↑

Bài tập 7: Nếu có một lượng khí sunfurơ hoặc hiđro sunfua để điều chế lưu

huỳnh Viết PTHH và cho biết cách thu hồi lưu huỳnh như thế nào?

Phân tích:

Để điều chế lưu huỳnh từ khí sunfurơ ta cần dùng một chất khử, ngược lại

điều chế lưu huỳnh từ khí hiđro sunfurơ cần cho tác dụng với chất oxi hoá

SO2 + CO CO2 + S

Dùng than hoạt tính để hấp phụ S, sau đó dung nước nóng làm lưu huỳnh hóa lỏng và thu hồi

2.2.1.5 Nhận biết và phân biệt các chất

Đây là loại BTHHTN quen thuộc, giải BT dạng này Hs không chỉ cần nắm vững tính chất lí hoá của các chất mà còn cần có kĩ năng thực hành cơ bản

Yêu cầu khi giải BT:

- Phải nắm vững tính chất lí hoá của chất cần nhận biết, phân biệt, kể cả những chất do chúng tạo nên trong các phản ứng sử dụng

- Phản ứng hoá học được chọn là các phản ứng đặc trưng, đơn giản và có dấu hiệu rõ rệt

Bài tập 8: Phân biệt các dd axit loãng sau bằng phương pháp hóa học: HCl,

+ Dung dịch KMnO4 bị nhạt màu do phản ứng:

5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O K2SO4 + 2MnSO4 + 2H2SO4

Chứng tỏ trong hỗn hợp khí có SO2, suy ra dung dịch A có SO32

+ Dung dịch Ca(OH)2 bị vẩn đục hoặc vẩn đục rồi trở nên trong suốt do các phản ứng:

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O

CO2 + CaCO3 + H2O  Ca(HCO3)2

Chứng tỏ trong hỗn hợp có khí CO2, suy ra trong dung dịch A có CO32

- Dung dịch B tác dụng với BaCl2 thấy có kết tủa:

- Cho kết tủa C tác dụng với axit HCl:

+ Chất không tan là BaSO4, suy ra dung dịch A có ion SO42

+ Chất tan là BaSO3 và BaCO3:

- Từ sản phẩm tạo thành có khả năng tái tạo được chất ban đầu

Bài tập 10: Một loại muối ăn có lẫn tạp chất CaCl2, MgCl2, Na2SO4, MgSO4, CaSO4 Hãy trình bày cách loại các tạp chất để thu được muối ăn tinh khiết

Phân tích:

- Hòa tan muối ăn vào nước cất

- Thêm BaCl2 dư để loại ion SO42 ở dạng BaSO4 kết tủa trắng

Phương trình phản ứng:

BaCl2 + Na2SO4  BaSO4 + 2NaCl

BaCl2 + MgSO4  BaSO4 + MgCl2

BaCl2 + CaSO4  BaSO4 + CaCl2

- Lọc bỏ kết tủa BaSO4

- Thêm Na2CO3 dư để loại ion Mg2 , Ca2 , Ba2  dư

MgCl2 + Na2CO3  2NaCl + MgCO3

CaCl2 + Na2CO3  2NaCl + CaCO3

BaCl2 + Na2CO3  2NaCl + BaCO3

- Lọc bỏ kết tủa MgCO3, CaCO3, BaCO3

- Thêm dung dịch HCl để loại bỏ Na2CO3 dư

Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O

- Cô cạn dung dịch ta thu được muối ăn tinh khiết

Bài tập 11: Trình bày cách tinh chế: O2 có lẫn Cl2, CO2

Phân tích:

Cl2, CO2 đều có thể phản ứng với Dd kiềm trong khi đó O2 không phản ứng và cũng ít tan trong nước Có thể dẫn hỗn hợp đi qua Dd kiềm, khí O2 thu được có lẫn hơi nước có thể làm khô bằng H2SO4 đặc

2.2.1.7 BTHHTN liên quan đến thực tế cuộc sống

Là loại BTTN có nội dung liên quan đến các ứng dụng của hoá học trong thực tế cuộc sống bao gồm:

- Hoá học với đời sống thường ngày

- Hoá học với kinh tế, du lịch, quốc phòng

- Hoá học với sản xuất nông nghiệp, công nghiệp

- Hoá học với môi trường

- Hoá học với chăm sóc và bảo vệ sức khoẻ

Giải các BTHHTN này đòi hỏi Hs phải biết vận dụng kiến thức hoá học vào thực tế, qua đó không chỉ tăng hứng thú học hoá mà còn giúp Hs tự tin hơn trong cuộc sống

Bài tập 12: Khi bị ợ chua, người ta thường dung dung dịch thuốc muối (chứa

muối natri hiđro cacbonat NaHCO3), hãy giải thích cách làm này?

Phân tích:

Trong dạ dày có một thành phần rất quan trọng đó là axit clohidric HCl với nồng độ bình thường khoảng từ 0,0001 đến 0,001 mol/l Ngoài việc hoà tan các

muối khó tan, axit này còn là chất xúc tác cho các phản ứng thuỷ phân các gluxit và protein thành chất đơn giản hơn để cơ thể hấp thụ được Khi trong dạ dày, nồng độ axit chidric nhỏ hơn mức 0,0001 mol/l thì người đó mắc bệnh khó tiêu, ngược lại nếu lớn hơn 0,001 mol/l thì mắc bệnh ợ chua Khi bị ợ chua, có thể dung thuốc muối để trung hoà bớt HCl theo phản ứng sau:

NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 + H2O

Bài tập 13: Vì sao khi sử dụng muối iot không được cho muối vào quá sớm mà

phải chờ đến sau khi thực phẩm đã được nấu chin mới cho muối vào?

Để khắc phục thiếu iot, người ta thêm hợp chất chứa iot vào kẹo, sữa, nước mắm, muối…

Tuy nhiên, hợp chất chứa iot thường kém bền nhiệt, do đó, để tránh trường hợp

bị phân huỷ hợp chất và thăng hoa iot, nên cho các sản phẩm chứa iot vào thức ăn sau khi đã nấu chin

Một số BTTNHH thuộc dạng 1:

Bài tập 14: Hãy giải thích vì sao nước đá lại nổi trên bề mặt nước lỏng?

Phân tích:

Mạng tinh thể nước đá thuộc kiểu

mạng tinh thể phân tử Mỗi phân tử nước

liên kết với 4 phân tử nước khác gần nó

nhất nằm trên bốn đỉnh của một hình tứ

diện đều (hình 2.4)

Như vậy, trong mạng tinh thể, mỗi

phân tử nước đều ở tâm của một hình tứ

diện đều và liên kết với 4 phân tử nước

trên 4 đỉnh nhờ tạo thành 4 liên kết hiđro

Hình 2.4 Mô hình tinh thể nước đá

Cấu trúc tinh thể phân tử nước đá là cấu trúc tứ diện, là cấu trúc rỗng nên có tỉ khối nhỏ hơn khi nước ở trạng thái lỏng, do vậy nước đá nổi trên bề mặt nước lỏng Thể tích nước của đá khi đông đặc lớn hơn khi ở trạng thái lỏng

Bài tập 15: Trong tự nhiên oxi có 3 đồng vị bền 16O

8 ; 17O

8 và 18O

8 Nguyên tử khối của oxi trong bảng tuần hoàn là 15,999 Tại sao có sự mâu thuẫn này

E = mc2, trong đó E là năng lượng, m là khối lượng và c là tốc độ của ánh sáng

Bài tập 16: Có 5 lọ đựng khí riêng biệt các khí sau: O2, Cl2, HCl, O3, SO2 Làm thế nào để nhận ra từng khí?

Phân tích:

Khí Cl2 có màu vàng lục nhạt

Dùng giấy tẩm hồ tinh bột và dung dịch KI nhận biết được O3:

O3 + 2KI + H2O  O2 + I2 + 2KOH

I2 làm hồ tinh bột chuyển màu xanh

Dùng quỳ tím ẩm nhận biết được HCl và SO2 Còn lại là khí O2

- Phân biệt lọ khí HCl và SO2 bằng dung dịch nước brom SO2 làm mất màu dung dịch brom

SO2 + Br2 + 2H2O  2HBr + H2SO4

Bài tập 17: Trong quá trình đốt cháy các nhiên liệu như than đá, dầu mỏ và

khí thiên nhiên, làm thế nào để nâng cao hiệu suất cung cấp nhiệt?

Phân tích:

Để nâng cao hiệu suất cung cấp năng lượng cần đốt các nhiên liệu với các biện pháp kĩ thuật sau:

- Dùng dư không khí để cung cấp oxi cho phản ứng cháy hoàn toàn

- Đập nhỏ than đá đến kích thức thích hợp để tăng diện tích tiếp xúc giữa than

và khí oxi

- Sử dụng các động cơ đieden và các động cơ đốt trong để nâng cao hiệu suất sử dụng dầu mỏ và khí thiên nhiên

Bài tập 18: Các yếu tố như nhiệt độ, áp suất chất khí, chất xúc tác và diện tích

bề mặt chất rắn có ảnh hưởng lớn đến tốc độ phản ứng hóa học Tùy theo phản ứng hóa học cụ thể mà vận dụng một, một số hay tất cả các yếu tố trên để tăng hay giảm tốc độ phản ứng Trong những trường hợp dưới đây, yếu tố nào trong số các yếu tố trên ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng?

a Sự cháy diễn ra nhanh và mạnh hơn khi các viên than tổ ong được ép với các hàng lỗ rỗng

b Khi cần ủ bếp than, người ta đậy nắp bếp lò làm cho phản ứng cháy của than chậm lại

c Phản ứng oxi hóa lưu huỳnh đioxit tạo thành lưu huỳnh trioxit diễn ra nhanh hơn khi có mặt vanađi (V) oxit (V2O5)

d Đá vôi được đập nhỏ, chín nhanh và đều hơn khi nung đá vôi ở dạng cục lớn

e Thức ăn sẽ nhanh chín hơn nếu được nấu trong nồi áp suất

Phân tích:

Các yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ phản ứng trong mỗi trường hợp đã cho là:

a Tăng diện tích bề mặt của chất rắn tham gia phản ứng (than đá) làm tăng tốc

độ phản ứng

b Giảm nồng độ chất tham gia phản ứng (khí oxi) làm giảm tốc độ phản ứng

c V2O5 là chất xúc tác, làm tăng tốc độ phản ứng

d Giảm kích thước hạt để tăng tốc độ phản ứng

e Thức ăn sẽ nhanh chín hơn nếu được nấu trong nồi áp suất, người ta đã sử dụng yếu tố nhiệt độ và áp suất cao để tăng tốc độ của phản ứng hóa học

Bài tập 19: Hãy cho biết người ta đã sử dụng biện pháp nào để tăng tốc độ

phản ứng hóa học trong các trường hợp sau đây:

a Rắc men vào tinh bột đã được nấu chín (cơm, ngô, khoai, sắn ) để ủ rượu

b Dùng quạt thông gió trong bễ lò rèn

c Nén hỗn hợp khí nitơ và hiđro ở áp suất cao để tổng hợp amoniac

d Nung hỗn hợp bột đá vôi, đất sét và thạch cao ở nhiệt độ cao để sản xuất clinke, trong công nghiệp sản xuất xi măng

d Dùng biện pháp tăng nhiệt độ để tăng tốc độ của phản ứng hóa học

Bài tập 20: Sản xuất vôi trong công nghiệp và thủ công nghiệp đều dựa trên

phản ứng hóa học: CaCO3(r) to CaO(r) + CO2(k), H = 178kJ

a Hãy phân tích các đặc điểm của phản ứng hóa học nung vôi

b Từ những đặc điểm đó, hãy cho biết những biện pháp kĩ thuật nào được sử dụng để nâng cao hiệu suất của quá trình nung vôi

- Phản ứng thuận thu nhiệt

- Phản ứng thuận của chất rắn có tạo ra một chất khí

b Những biện pháp kĩ thuật để nâng cao hiệu suất nung vôi:

- Chọn nhiệt độ thích hợp

- Tăng diện tích tiếp xúc của chất rắn (CaCO3) bằng cách đập nhỏ đá vôi đến kích thước thích hợp

- Thổi không khí nén (trong công nghiệp) hay chọn hướng gió thích hợp

để tăng nồng độ khí oxi cung cấp cho phản ứng đốt cháy than, đồng thời làm giảm nồng độ khí cacbon đioxit

Bài tập 21: Sự tăng áp suất ảnh hưởng như thế nào đến trạng thái cân bằng của

Để đánh giá tác động của áp suất cần so sánh sự biến đổi của số mol khí trước

và sau phản ứng Nếu sau phản ứng có sự giảm số mol khí thì áp suất tăng làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận và ngược lại, áp suất không có ảnh hưởng tới cân bằng của các phản ứng không thay đổi số mol khí