HƯỚNG DẪN HỌC SINH CÁCH DÙNG “BÁN PHẢN ỨNG ION - ELECTRON” ĐỂ TÍNH NHANH LƯỢNG AXIT TRONG DẠNG BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT HNO3 VÀ AXIT H2SO4 ĐẶC THUỘC CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC LỚP 12

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH I SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH CÁCH DÙNG “ BÁN PHẢN ỨNG ION - ELECTRON” ĐỂ TÍNH NHANH LƯỢNG AXIT TRONG DẠNG BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT HNO3 VÀ AXIT H2SO4 ĐẶC THUỘC CHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC LỚP 12 Người thực hiện: Trịnh Đình Ba Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc mơn: Hóa học THANH HĨA, NĂM 2019 MỤC LỤC Nội dung I MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu II 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 Giải pháp tổ chức thực 3.1 Mục tiêu 3.2 Chuẩn bị 3.3 Tiến trình dạy – học Hiệu sáng kiến kinh nghiệm 4.1 Mục đích thực nghiệm 4.2 Nội dung thực nghiệm 4.3 Phương pháp thực nghiệm 4.4 Kết thực nghiệm III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Kiến nghị Trang 2 3 6 6 16 16 17 17 17 20 20 I MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Với hình thức thi trắc nghiệm nay, học sinh muốn đạt kết cao khơng phải học tốt, hiểu sâu rộng nội dung chương trình mà phải có tốc độ làm nhanh Trong mơn hóa học lượng câu hỏi định lượng đề nhiều tốc độ giải toán định lớn đến điểm thi em Vì việc tìm phương pháp giải toán nhanh, gọn, đơn giản, dễ hiểu, dễ vận dụng vào giải tập hóa học góp phần giúp học sinh đạt điểm số cao kì thi Trong nhiều năm giảng dạy hóa học 10, 11, đặc biệt 12 tơi nhận thấy có nhiều tốn khó đặc biệt phần kim loại tác dụng với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh thường xảy nhiều trường hợp biết cách giải mà giải theo cách truyền thống sử dụng đồng thời nhiều phương pháp nhiều thời gian xong, chưa kể tính tốn phức tạp nên dễ nhầm lẫn Vì tơi ln dành thời gian tìm kiếm diễn đàn hóa học trao đổi với đồng nghiệp để thu thập phương pháp giải nhanh, gọn, dễ hiểu sai sót vận dụng, từ vận dụng vào việc giảng dạy nhằm mang lại hiệu cao việc học thi học sinh Trong số phương pháp giải toán mà tơi vận dụng tơi tâm đắc với cách dùng “bán phản ứng ion - electron” Cách dùng vận dụng để giải nhiều tập hóa học chương khác cách đơn giản nhanh gọn, phải kể đến tính nhanh lượng axit tập phần kim loại tác dụng dung dịch axit HNO3, H2SO4 Trong dạng tập phần kim loại tác dụng với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh có nhiều tốn khó có nhiều cách giải dài phức tạp, giảng dạy phần nhận thấy có nhiều học sinh hay qn, thiếu, nhầm phải dùng nhiều phương pháp viết nhiều phương trình dài khó dẫn đến em chán nản, có vài em học tốt cố gắng học không hứng thú Vấn đề đặt cần có cách giải tập dạng này, cách giải phải dễ hiểu, dễ vận dụng, biến đổi toán học đơn giản đặc biệt rút gắn thời gian làm Trước vấn đề đặt mạnh dạn đưa đề tài: “HƯỚNG DẪN HỌC SINH CÁCH DÙNG “BÁN PHẢN ỨNG ION - ELECTRON” ĐỂ TÍNH NHANH LƯỢNG AXIT TRONG DẠNG BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT HNO VÀ AXIT H2SO4 ĐẶC THUỘC CHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC LỚP 12” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm nhằm tăng hứng thú hiệu học tập mơn hóa học học sinh khối 12 hướng tới kì thi THPT Qc Gia đạt kết cao Mục đích nghiên cứu - Tìm cho thân phương pháp dạy học thích hợp, hiệu để tạo hứng thú học tập cho học sinh, lôi nhiều học sinh tham gia giải tập hóa học, từ em nắm vững quy luật, tượng hóa học ngày u thích mơn hóa học - Đặc biệt giúp học sinh có phương pháp giải tốn hóa học hiệu quả, rút ngắn thời gian làm để đạt kết cao kì thi, đặc biệt kì thi trung học phổ thơng quốc gia tới Đối tượng nghiên cứu: - Học sinh khối 12 trường THPT Yên Đinh trước sau thực nghiệm đề tài Phương pháp nghiên cứu Trong trình thực đề tài tơi sử dụng phương pháp sau: - Tự học, tự nghiên cứu tài liệu áp dụng vào thực tiễn để rút kinh nghiệm cho thân - Phương pháp trao đổi, thảo luận: Giáo viên thực đề tài tiến hành trao đổi, thảo luận với giáo viên khác nhóm mơn từ rút kinh nghiệm để hồn thiện đề tài - Phương pháp thực nghiệm: Giáo viên thực đề tài tiến hành dạy thử nghiệm theo phương pháp nghiên cứu đề tài - Phương pháp điều tra: Giáo viên thực đề tài tập áp dụng để kiểm tra kết tiếp thu vận dụng phương pháp nêu đề tài II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Trước hết, hóa học mơn khoa học tự nhiên giúp học sinh nắm quy luật vận động giới vật chất tập hóa học giúp học sinh hiểu rõ quy luật ấy, biết phân tích vận dụng quy luật vào thực tiễn Trong trình giải tình cụ thể tập hóa học đặt ra, học sinh phải sử dụng thao tác tư phân tích, tổng hợp, so sánh, khái qt hóa, trừu tượng hóa… để giải vấn đề, tư học sinh có điều kiện để phát triển Tuy nhiên với hình thức thi trắc nghiệm áp lực thời gian làm lớn (trung bình 1,25 phút/câu kì thi THPT Quốc Gia) Trong với bùng nổ cơng nghệ thơng tin, có kho liệu khổng lồ phương pháp giải mà học sinh tiếp cận, nên việc sáng suốt lựa chọn phương pháp giải cho toán cần thiết Cách giải hiệu với tốn này, lại khơng thể vận dụng hiệu cho nhiều toán khác nhau, chưa kể vào phòng thi em qn cơng thức nhớ sai cơng thức dẫn đến khơng làm Vì em cần có phương pháp làm dễ hiểu, ngắn gọn, dễ vận dụng, có hướng phát triển tư 1.1 Kiến thức hóa học kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3, H2SO4 đặc Trong nội dung liên quan, xét đến kim loại không tan nước tác dụng với dung dịch axit HNO3, H2SO4 đặc 1.1.1 AXIT NITRIC (HNO3), AXIT SUNFURIC ĐẶC (H2SO4) [1] a Tính axit mạnh - Trong dung dịch, HNO3 , H2SO4 phân li hoàn toàn: HNO3 → H+ + NO3H2SO4→ 2H+ + SO42- Là axit mạnh (do ion H + định): Làm đỏ quỳ tím, tác dụng với oxit bazơ, bazơ muối axit yếu (các hợp chất phải tính khử) b Tính oxi hóa mạnh - Với axit HNO3 ion NO3- định Tùy thuộc vào nồng axit độ−của +5 +4 +2 +1 chất chất khử mà N bị khử đến NO2; NO; N2 O; N ; N H 4NO3 - Với axit H2SO4 đặc ion SO42- định Tuỳ thuộc vào chất khử mà S+6 bị khử đến S+4( SO2), S0, S-2 (H2S) + N * Dấu hiệu nhận biết sản phẩm khử: - Khí NO2 : khí màu nâu đỏ, nặng khơng khí - Khí NO: khí khơng màu, hóa nâu khơng khí( 2NO + O →NO2), nặng khơng khí chút - Khí N2O: Khí cười, khơng màu, nặng khơng khí - Khí N2: Khí khơng màu, nhẹ khơng khí chút - Dung dịch NH4NO3: Phản ứng khơng có khí thoát dung dịch thu tác dụng với dung dịch kiềm có khí mùi khai - Khí SO2 khơng màu, mùi hắc, nặng khơng khí, độc Khí SO làm màu dung dịch Br2, KMnO4, cánh hoa hồng - S : Chất bột màu vàng, không tan H2O - H2S : Khơng màu, mùi trứng thối, nặng khơng khí H 2S tạo kết tủa đen không tan mơi trường axit với Cu2+, Pb2+ 1.1.2 TÍNH KHỬ CỦA CÁC KIM LOẠI [1] - Axit HNO3, H2SO4 đặc oxi hóa hầu hết kim loại (trừ Au; Pt) Khi đó, kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao tạo muối nitrat, muối sunfat, sản phẩm khử N+5, S+6 H2O * Một số ý: - Fe bị oxi hoá lên Fe+3, Fe dư: Fe + 2Fe+3 →3Fe+2 - Thông thường: + Các kim loại có tính khử yếu như: Cu; Pb; Ag HNO đặc bị khử đến NO2; HNO3 loãng bị khử đến NO + Các kim loại có tính khử mạnh như: Mg; Al; Zn HNO lỗng bị khử đến N2O; N2 NH4NO3, H2SO4 đặc đến S, H2S VD: 4Zn + 10HNO3 → 4Zn(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O + Cần phải vào kiện đề để xác định xác sản phẩm khử thơng qua dấu hiệu nhận biết Lưu ý: Al; Fe; Cr bị thụ động hóa dung dịch HNO đặc nguội, H2SO4 đặc nguội 1.2 Định luật bảo toàn [2] 1.2.1 Định luật bảo toàn nguyên tố - Trong phản ứng hóa học, tổng số mol nguyên tử nguyên tố không đổi: ∑ n nguyên tử nguyên tố trước PƯ = ∑ n nguyên tử nguyên tố sau PƯ 1.2.2 Định luật bảo tồn electron - Khi có nhiều chất oxi hoá chất khử hỗn hợp phản ứng (nhiều phản ứng phản ứng qua nhiều giai đoạn) tổng số mol electron mà chất khử cho phải tổng số mol electrron mà chất oxi hoá nhận: ∑ n e nhường = ∑ n e nhận 1.2.3 Định luật bảo toàn điện tích - Trong dung dịch có ion dương ion âm, tổng số điện tích dương tổng số điện tích âm Lưu ý: Khi cân phương trình ion bán phản ứng, tổng số điện tích âm dương vế phương trình Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm - Trong trình giảng dạy ơn luyện hóa học lớp 12 tơi nhận thấy có nhiều tập phần kim loại tác dụng với axit HNO 3, H2SO4 đặc xảy nhiều trường hợp mà giải theo phương pháp truyền thống phức tạp, phải kết hợp nhiều phương pháp giải hay viết phương trình phản ứng, đặt số mol, nhiều ẩn số, rườm rà, nhiều thời gian - Nhiều học sinh ngại làm dạng tập nói kiểm tra thi thử em thường bỏ qua loại khoanh bừa - Khi ôn luyện cho học sinh phần tập hướng dẫn em cách dùng “bán phản ứng ion - electron”, đặc biệt dùng để tính lượng axit phản ứng em hứng thú, tiếp nhận tốt, đa số biết vận dụng cách thành thạo Giải pháp tổ chức thực Để giải thực trạng lựa chọn chủ đề: “Hướng dẫn học sinh dùng “bán phản ứng ion - electron” để tính nhanh lượng axit dạng tập kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3, H2SO4 đặc thuộc chương trình hóa học lớp 12” vào giảng dạy chương trình dạy thêm mơn hóa học lớp 12 Dưới đề xuất giáo án hai tiết dạy nói 3.1 Mục tiêu: - Kiến thức + Dãy điện hóa kim loại, + Tính chất hóa học kim loại với axit có tính oxi hóa mạnh + Biết cách xác định dạng tập dùng “bán phản ứng ion - electron” để tính nhanh lượng axit dạng tập phần kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3, H2SO4 đặc thuộc chương trình hóa học lớp 12” + Vận dụng kiến thức phần đại cương kim loại vào giải toán - Kĩ hình thành phát triển: + Dự đốn sản phẩm phản ứng oxi hóa – khử + Nhận biết tốn sử dụng hiệu phương pháp nêu + Giải tập phần kim loại tác dụng với dung dịch axit có tính axi hóa mạnh thuộc chương trình hóa học lớp 12 cách nhanh gọn xác - Thái độ: + Học sinh hứng thú với học làm quen với phương pháp từ giúp em thêm u thích mơn hóa học + Qua hoạt động nhóm em hiểu hơn, đoàn kết - Năng lực cần hướng tới: + Năng lực sử dụng ngơn ngữ hóa học + Năng lực tính tốn + Năng lực phân tích, so sánh giải vấn đề 3.2 Chuẩn bị: - Giáo viên + Nghiên cứu tài liệu cách viết sử dụng “bán phản ứng ion – lectron” + Nghiên cứu dạng tập phần kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3, H2SO4 đặc thuộc chương trình hóa học lớp 12 đề thi THPT Quốc Gia + Phiếu học tập + Phòng máy chiếu - Học sinh + Ôn lại kiến thức trọng tâm phần kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3, H2SO4 đặc thuộc chương trình hóa học lớp 12 3.3 Tổ chức hoạt động dạy học: Tiết Hoạt động 1: Giới thiệu hướng dẫn ôn tập lí thuyết (15 phút) Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh - Giới thiệu: Khi giải tập phần kim loại - Nghe giảng ghi từ Mg đến Ag tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh HNO3 , H2SO4 đặc , em biết đến số phương pháp: tính theo phương trình, phương pháp bảo tồn electron, phương pháp bảo toàn nguyên tố Tuy nhiên phương pháp nhiều thời gian Hơm thầy hướng dẫn em phương pháp để giải nhanh tập phần Đó phương pháp dùng “bán phản ứng ion – electron” Trong phần em cần nắm vững số kiến thức liên quan sau: Dãy điện hóa 2.Thứ tự phản ứng - Kim loại có tính khử mạnh phản ứng trước, sau đến kim loại yếu phản ứng sau theo phương trình tổng quát sau: GV: Sử dụng máy chiếu để Hs theo dõi lại kiến thức cũ: t Kim loại M + H2SO4 đặc  → muối sunfat M2(SO4)x + sản phẩm khử (SO2, S, H2S) + H2O t Kim loại M + HNO3  → muối nitrat M(NO3)x + sản phẩm khử (NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3) + H2O Xác định sản phẩm sau phản ứng: GV: Sử dụng máy chiếu để Hs theo dõi lại kiến thức cũ: 0 * Dấu hiệu nhận biết sản phẩm khử: - Khí NO2: khí màu nâu đỏ, nặng khơng khí - Khí NO: khí khơng màu, hóa nâu khơng khí (2NO + O2 →NO2), nặng khơng khí chút - Khí N2O: Khí cười, khơng màu, nặng khơng khí - Khí N2: Khí khơng màu, nhẹ khơng khí chút - Dung dịch NH4NO3: Phản ứng khơng có khí dung dịch thu tác dụng với dung dịch kiềm có khí mùi khai - Khí SO2 khơng màu, mùi hắc, nặng khơng khí, độc Khí SO2 làm màu dung dịch Br2, KMnO4, cánh hoa hồng - S : Chất bột màu vàng, không tan H2O - H2S : Không màu, mùi trứng thối, nặng khơng khí H2S tạo kết tủa đen không tan môi trường axit với Cu 2+, Pb2+ * Lưu ý nhận biết sản phẩm q trình oxi hóa Fe: - Fe bị oxi hoá lên Fe+3, kim loại từ Fe đến Cu dư tác dụng với axit Hs: Theo dõi kĩ hướng dẫn Fe+3 bị khử Fe+2 phần hoàn toàn Lưu ý: Al; Fe; Cr bị thụ động hóa dung dịch HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc nguội Cách viết bán phản ứng ion – electron sau: [3] GV: Hướng dẫn Hs cách viết bán phản ứng ion – electron NO3-, SO42- môi trường H+ Lời dẫn: Điều quan trọng phương pháp học sinh phải viết bán phản ứng ion - electron trình khử N+5 , S+6 môi trường H+ Cách viết Hs trả lời: bán phản ứng nguyên tử kim loại + theo cách cũ, nhiên trình NO3 + 4H +3e → NO + 2H2O khử theo phương pháp ion – electron SO42- + 4H+ + 2e→ SO2 + 2H2O Cụ thể: * Trường hợp 1: có sản phẩm khử VD1: Hồn thành bán phản ứng ion- HS: 3NO3-+10H+ +7e → 2NO+NO2 + 5H2O electron khử sau: NO3- + H+ + → NO + SO42- + H+ + → SO2 + 2SO42- + 12H+ + 8e → SO2 + S + 6H2O Hướng dẫn: Các bước cân theo phương pháp ion – electron khử sau: Bước 1: Xác định ion oxi hoá, sản phẩm khử môi trường Bước 2: Viết bán phản ứng khử: chất oxi hố, mơi trường, số e nhận, sản phẩm khử sản phẩm môi trường tạo ⇒ Lưu ý: Đối với chất oxi hoá axit HNO3, H2SO4 đặc ion oxi hố NO3-, SO42-, mơi trường H+, sản phẩm khử theo đề dựa vào dấu hiệu nhận biết chúng, sản phẩm mơi trường sinh H2O Áp dụng cho ví dụ trên: → Thêm H2O vào vế phải, cân nguyên tố N, S → Xác định số oxi hoá, tính số electron nhận → Cân nguyên tố O sau kiểm tra độ xác định luật bảo tồn điện tích ngược lai * Trường hợp 2: có nhiều sản phẩm khử - Cách làm tương tự, yêu cầu bắt buộc phải biết tỉ lệ mol sản phẩm VD2: Hồn thành bán phản ứng ion electron sau NO3- + H+ + → NO + NO2 + ( Biết tỉ lệ mol NO NO2 2: 1) SO42- + H+ + → SO2 + S ( Biết tỉ lệ mol SO2 S 1: 1) * Chú ý: Trong bán phản ứng ion – electron trên, riêng phản ứng với kim loại thì: 10 nHNO3(pư) = nH+ nH2SO4(pư) =2nH+ Hoạt động 2: Giải tập mẫu (25 phút) [4] Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh TRƯỜNG HỢP 1: CÓ MỘT SẢN PHẨM KHỬ Giải tập mẫu: GV trình chiếu tập lên hình Bài 1: Cho m gam hỗn hợp Al Cu tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3 1M (loãng) Sau phản ứng tạo 0,2 mol sản phẩm khử NO dung dịch X Tính thể tích V dung dịch axit dùng? GV yêu cầu học sinh giải theo phương trình phản ứng? GV nhận xét làm đưa cách làm theo bán phản ứng ion – electron sau NO3- + 4H+ + 3e 0,8 HS ghi đề HS: 4HNO3 + Al → Al(NO3)3 + NO + 2H2O 8HNO3+ 3Cu→ Cu(NO3)2 +2NO + 4H2O Từ phương trình ta thấy: nHNO3 = 4nNO = 0,2x4 = 0,8 mol Vậy V = 0,8 lít HS nghe giảng ghi vào → NO + 2H2O 0,2 mol Vậy nHNO3 = nH+ = 0,8 mol, suy V = 0,8 lít GV so sánh: cách phải viết phương trình, sau phải nhận xét từ phương trình ta rút tỉ lệ mol axit NO, Nếu toán nhiều kim loại tác dụng với dung dịch axit tốn thời gian, dễ gây sai sót Cách cần quan tâm: - Dạng tốn kim loại tác dụng axit có tính oxi hóa gốc axit - Bán phản ứng ion – electron sản phẩm khử Tương tự GV yêu cầu Hs nhận xét giải theo cách làm HS ghi đề HS: Nhận xét: - Bài tập hỗn hợp kim loại tác dụng với axit HNO3 11 Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh GV trình chiếu tập lên hình - Cho lượng axit HNO3 phản ứng Bài 2: Cho m gam hỗn hợp Al, Zn, Cu tác tính lượng sản phẩm khử dụng vừa đủ với 600 ml dung dịch Giải: nHNO3 = 0,6 mol HNO3 1M (loãng) Sau phản ứng tạo NO - + 4H+ + 3e → NO + 2H O V lít khí khơng màu hóa nâu khơng 0,6 0,15 mol khí (sản phẩm khử nhất) dung dịch X Tính V đktc ? Vậy V = 0,15x22,4 = 3,36 lít Tương tự GV yêu cầu Hs nhận xét đưa cách giải nhanh cho tập sau: HS: Nhận xét: - Bài tập kim loại Fe tác dụng với axit HNO3 - Yêu cầu tính lượng axit HNO phản ứng Bài 3: Thể tích dung dịch HNO3 1M (lỗng) cần dùng để hồ tan hồn toàn hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe 0,15 mol Cu (biết phản ứng tạo chất khử NO) A 1,0 lít B 0,6 C 0,8 lít D 1,2 lít GV: Chú ý mức oxi hố sắt sau phản ứng Giải: Thể tích HNO3 nhỏ số mol e nhận bé → dung dịch sau phản ứng có muối Fe2+ (do Fe Cu dư phản ứng vừa đủ với lít Fe3+) Cu2+ - Bán PƯ oxi hoá: Fe → Fe2+ + 2e 0, 15 0,3 (mol) Cu → Cu2+ + 2e 0,15 0,3 ( mol) →ne nhường = 0,6 mol = ne nhận - Bán PƯ khử: NO3- + 4H+ + 3e → NO + H2O 0,8 0,6 (mol) VHNO3 (nhỏ nhất) = 0,8/1= 0,8 lít (Đáp án C) 12 Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh Bài 4: Cho m gam Fe tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3 1M thu 4,48 lít khí NO (ở đktc) Giá trị V HS ghi đề HS trình bày lên bằng: Giải: A: 0,6 B: 0,8 C: 0,6 0,8 D: 0,6 0,8 - Bán phản ứng ion – electron khử: NO3- + 4H+ + 3e → NO + 2H2O 0,8 0,2 ( mol) GV nhận xét yêu cầu Hs làm bài: Với tập này, ta không để ý cách hỏi → nHNO3 = nH+ = 0,8 mol (chỉ hỏi V) ta theo hướng biện luận trường hợp tạo loại muối → V = 0,8/1 = 0,8 lít ( Đáp án B ) Fe (vừa đủ tạo Fe3+, vừa đủ tạo Fe2+, vừa đủ tạo Fe2+ Fe3+) thời gian Ta cần viết bán phản ứng khử tính trực tiếp H+ theo NO TRƯỜNG HỢP 2: CĨ NHIỀU SẢN PHẨM KHỬ GV chiếu đề lên hình Bài 1: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp HS kim loại dung dịch HNO thu 1,12 lít hỗn hợp X (đktc) gồm NO2 NO - Do chưa biết tên kim loại nên khó làm theo cách viết phương trình Tỉ khối X so với hiđro 18,2 hóa học Thể tích tối thiểu dung dịch HNO3 37,8% - Dạng kim loại tác dung HNO3 (D= 1,242g/ml) cần dùng là: B 11,12 ml - Câu hỏi liên quan đến việc tính VHNO3 D 36,7ml GV yêu cầu HS nhận xét tìm hướng giải - Biết tỉ lệ mol sản phẩm khử qua tỉ khối A 20,18ml C 21,47 ml GV gọi HS lên bảng trình bày Nên làm theo cách viết phương trình ion – electron hiệu 13 Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh HS: nX= 1,12/22,4 = 0,05 mol Gọi nNO2 = x mol→ nNO= 0,05- x mol GV nhận xét Ta có: 46x + 30(0,05 – x)= 18,2.2.0,05 → x= 0,02 mol → nNO2 = 0,02 mol, nNO = 0,03mol →nNO2 : nNO = : Bán phản ứng ion - electron: 5NO3- +16H+ + 11e → 2NO2 + 3NO + 8H2O 0,16 0,02 0,03 (mol) → nHNO3 = nH+ = 0,16 mol VHNO3 =(0,16.63.100/37,8)/1,242= 21,47 ml ( Đáp án C) Hoạt động 3: Cho học sinh luyện tập nhà qua tập trắc nghiệm (5 phút) Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh - Các em rèn luyện kỹ làm thông qua hệ thống tập 1, 2, 3, - Ghi nhớ nhiệm vụ phiếu học tập mà phát cho em - Phân nhóm phát phiếu học tập cho học sinh - Yêu cầu học sinh nhà làm việc cá nhân, trình bày lời giải chi tiết vào vở, sau lên lớp thảo luận theo nhóm phân - Tiết sau giáo viên đọc đáp án cho nhóm đối chiếu: + Câu 1: 14 Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh + Câu 2: + Câu 3: + Câu 4: Tiết Hoạt động 4: Kiêm tra cũ (5 phút) Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh - Giáo viên kiểm tra nhiệm vụ giao cho - Đối chiếu đáp án học sinh tiết trước sau đọc đáp án cho nhóm đối chiếu: + Câu 1: B + Câu 2: D + Câu 3: B + Câu 4: A - Nếu có nhóm A làm sai câu thứ n nhóm B làm Giáo viên yêu cầu thành viên nhóm B sang hướng dẫn cho nhóm A - Nếu có câu tất nhóm sai giáo viên hướng dẫn chung cho lớp cách làm Hoạt động 5: Giáo viên tiếp tục hướng dẫn hai dạng tập lại (35 phút) Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh GV Chiếu đề lên hình Yêu cầu HS làm theo cách trước hay sử dụng Từ rút ghi nhớ cho học sinh HS ghi đề HS Cách 1: Viết phương trình phản ứng Bài 1: Hồ tan hết lượng Al - Ta gọi dung dịch HNO3 thấy 11,2 lít hỗn hợp khí A (ở đktc) nN2 = 2x(mol)→nNO= x(mol) gồm N2, NO, N2O với tỉ lệ mol lần →nN2O = 2x (mol) lượt 2: 1: VHNO3 2M tối thiểu nA = 2x + x + 2x = 11,2/22,4= 0,5mol→ x dùng là: = 0,1 mol A 0,45 lít - Phương trình phản ứng: B 0,25 lít 10Al+36HNO3 →10Al(NO3)3 +3N2 + 18H2O C 2,4lít 15 Hoạt động Giáo viên D 1,95 lít Hoạt động học sinh 24x 2x (mol) Al +4HNO3 → Al(NO3)3 + NO + 2H2O GV nhận xét 4x x (mol) 8Al + 30HNO3 → 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 20x 2x (mol) Theo ptpư: nHNO3 = 24x + 4x+ 20x = 48x = 48.0,1= 4,8 mol Vậy VHNO3= 4,8/2= 2,4 lít (Đáp án C) Cách 2: Bảo tồn e bảo toàn nguyên tố - Tương tự ta có x = 0,1 mol Bán phản ứng oxi hố: Al0 → Al3+ + 3e a(mol) 3a mol Bán phản ứng khử: 2N+5 + 10e → N2 20x 2x mol N+5 + 3e → N+2 3x GV yêu cầu HS làm theo bán phản ứng ion – electron x mol 2N+5 + 8e → N2+1 16e 2x mol Theo định luật bảo toàn e: 3a = 39x → a = 13x =13.0,1 =1,3 (mol) Theo định luật bảo toàn nguyên tố: GV HS nhận xét so sánh nHNO3= 3nAl(NO3)3 +2nN2 + nNO + cách làm 2nN2O = 3a+ 4x + x + 4x = 48x= 4,8 (mol) GV: Chiếu tập lên hình Vậy VHNO3 = 4,8/2= 2,4 lít.(Đáp án C) Bài 2: Hồ tan 0,2 mol bột Al a mol bột Zn dung dịch H2SO4 Cách 3: Bán phản ứng ion- electron đặc nguội tới phản ứng xảy hoàn - Tương tự x = 0,1 mol toàn thu dung dịch A; 8,6 gam rắn B ; 2,24 lít khí C mùi hắc Bán phản ứng ion - electron: khí sinh 16 Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh (là chất khí đktc) Biết theo tỉ lệ 2: 1: nên ta có: lượng axit dùng dư 20% so với 9NO - + 48H++ 39e→ 2N + NO + 2N O + 2 lượng ban đầu Thể tích dung dịch 24H O NaOH 1M dùng để trung hoà 48x 2x x 2x (mol) lượng axit A là: + A 0,3 lít B 0,24 lít →nHNO3 = nH = 48x = 4,8 mol C 0,288 lít D 1,2 lít GV: Yêu cầu em nhận xét chọn cách giải phù hợp Vậy VHNO3 = 4,8/2 = 2,4 lít (Đáp án C) HS: Tương tự, tốn liên quan tới số mol H+ axit H2SO4 đặc, tính theo cách tốn ngắn Giải: - Khí C SO2, nSO2 = 2,24/22,4 = 0,1 mol - Do Al bị thụ động hố H 2SO4 đặc nguội nên B có 0,2.27 = 5,4 gam bột GV: Chiếu toán lên hình Al, axit dư nên Zn hết, chứng tỏ B có Bài Cho 20,9 gam hỗn hợp Al S→ mS = 8,6 – 5,4= 3,2 gam Cu hoà tan vừa hết 100ml dung dịch hỗn hợp axit HNO3 → nS= 3,2/32=0,1 mol 4M H2SO4 7M (đậm đặc) thu - Bán phản ứng ion-electron khử khí SO2, NO, N2O ( 2SO42-+12H+ +8e→ S + SO2 + 6H2O sản phẩm khử nhất) với 1,2 0,1 0,1 ( mol) số mol dung dịch muối G Cô cạn G thu số →nH+ban đầu = 1,2.100/80 = 1,5 mol gam muối → nH+ dư = 20.1,5/100= 0,3 mol A 75,8gam B 78,5 gam - Phản ứng trung hoà: C 84,7 gam D 87,4 gam nOH- = nH+ = 0,3 mol GV yêu cầu Hs nhận xét tìm dấu → nNaOH = nOH- = 0,3 mol hiệu làm theo cách →VNaOH = 0,3/1= 0,3 lít ( Đáp án A) HS: Có điểm bật để ta nhận dạng tập 17 Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh này, là: + Hỗn hợp kim loại tác dụng với axit HNO3, H2SO4 đặc + Biết nH+ Pư tỉ lệ sản phẩm sinh → dùng bán phản ứng ion – electron khử + Cùng với ta sử dụng phương pháp bảo tồn ngun tố để tính khối lượng muối Giải: nHNO3 = 0,1.4 = 0,4 mol; nH2SO4 = 0,1.7 = 0,7 mol → nH+ = 1,8 mol H+ hết, tính theo H+ Bán phản ứng ion - electron khử: SO42-+3NO3-+18H++13e→ SO2+NO+N2O + 9H2O 0,1 0,3 1,8 (mol) nSO42-( tạo muối) = 0,7 – 0,1 = 0,6 mol; nNO3-( tạo muối) = 0,4 – 0,3 = 0,1 mol mG = m(kimloại) + mSO42-(tạomuối)+ mNO3-(tạomuối) = 20,9 + 96.0,6 + 62.0,1 = 84,7 gam (Đáp án C) Hoạt động 6: Cho học sinh luyện tập nhà qua tập trắc nghiệm (5 phút) Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh - Ở phần thầy hướng dẫn em vận dụng phương pháp bảo toàn ion âm để - Ghi nhớ nhiệm vụ giải tập phần kim loại tác dụng với dung dịch muối - Các em rèn luyện kỹ làm thơng qua hệ thống tập 5, 6, 7, phiếu học tập mà thầy phát cho em tiết trước - GV phân nhóm lại - Yêu cầu học sinh nhà làm việc cá nhân, 18 Hoạt động Giáo viên Hoạt động học sinh trình bày lời giải chi tiết vào vở, sau với thảo luận theo nhóm phân - Tiết sau giáo viên đọc đáp án cho nhóm đối chiếu Hiệu sáng kiến kinh nghiệm: Tôi tiến hành thực nghiệm để kiểm tra hiệu đề tài thu nhận kết sau: 4.1 Mục đích thực nghiệm Thực nghiệm sư phạm tiến hành nhằm kiểm tra tính đắn khẳng định tính khả thi đề tài 4.2 Nội dung thực nghiệm Soạn, giảng hai tiết học thêm phần kim loại tác dụng với dung dịch axit có tính oxi hóa mạnh thuộc chương trình hóa học lớp 12 bán phản ứng ion – electron để tính nhanh lượng axit 4.3 Phương pháp thực nghiệm Việc thực nghiệm sư phạm tiến hành vào năm học 2018-2019 trường THPT Yên Định 1: Chọn lớp 12A3, 12A5 tiến hành thực nghiệm đề tài lớp đối chứng 12A4, 12A6 giảng dạy theo phương pháp truyền thống (khả tiếp thu lớp 12A3 tương đương với lớp 12A4, lớp 12A5 tương đương với lớp 12A6) Ban Tự nhiên Lớp thực nghiệm Lớp đối chứng Tên lớp Sĩ số Tên lớp Sĩ số 12A3 44 12A4 38 12A5 39 12A6 37 - Trong trình giảng dạy, tơi theo dõi, đánh giá mức độ hứng thú, tập trung khả vận dụng kiến thức học sinh - Kết thúc thực nghiệm, tiến hành phân tích, xử lý kết từ mẫu báo cáo phương pháp toán học 4.4 Kết thực nghiệm a Kết điểm kiểm tra Bảng số liệu Ban Lớp Sĩ số Kết điểm kiểm tra 19 Trung bình Giỏi SL % SL % SL % 44 15.9 25 12 27.3 38 20 52.1 15 56 39 7.9 Thực nghiệm 39 20.5 25 15.4 Đối chứng 37 28 75.7 2.7 Thực nghiệm 83 15 18.1 50 18 21.7 Đối chứng 75 48 64.0 23 64 21 60 30 5.3 Thực nghiệm Tự nhiên Đối chứng Tổng Khá Biểu đồ thể kết đánh giá kiểm tra Quan sát bảng biểu đồ ta thấy, kết điểm kiểm tra lớp thực nghiệm cao hẳn so với lớp đối chứng b Hứng thú học tập học sinh Bảng số liệu Ban Lớp Sĩ số Mức độ hứng thú (%) 20 Rất hứng thú Tự nhiên Tổng Hứng thú Bình thường Khơng hứng thú SL % SL % SL % SL % 45 5.3 20 0 17 18.4 20 0 19.0 42 2.7 40 44 10 43 9.7 39 45 31 51 37 48 34 0 44 14 18.6 Thực nghiệm 44 20 Đối chứng 38 Thực nghiệm 39 15 Đối chứng 37 Thực nghiệm 83 35 Đối chứng 75 12 14 26 16 33 Biểu đồ kết kiểm tra mức độ hứng thú học sinh *Qua q trình phân tích kết thực nghiệm cho thấy: - Kết học tập học sinh lớp thực nghiệm cao so với lớp đối chứng Cụ thể tỷ lệ học sinh đạt kết loại khá, giỏi lớp thực nghiệm 21 cao hẳn - Mức độ nắm vững tri thức, kỹ học sinh lớp thực nghiệm cao lớp đối chứng Điều thể lớp thực nghiệm học sinh hiểu cách chắn, nắm chất nội dung học tập Khả vận dụng tri thức để giải vấn đề tốt lớp đối chứng - Hứng thú học tập học sinh hai nhóm khối lớp thực nghiệm đối chứng không giống Tỷ lệ học sinh biểu mức độ hứng thú học tập hai khối lớp có chênh lệch đáng kể - Trong dạy thực nghiệm học sinh có hứng thú học tập hơn, khơng khí lớp học sơi học thực mang lại cho em kiến thức bổ ích, kích thích tính sáng tạo, tìm tòi học sinh Kết thực nghiệm chứng tỏ việc áp dụng nội dung đề tài vào giảng dạy giúp nâng cao kết học tập học sinh cách đáng kể Đồng thời tăng cường khả ý học sinh với tiến trình học, tăng cường thời gian trì trạng thái tích cực hoạt động ý học sinh học III KẾT LUẬN VÀ ĐỀ XUẤT Kết luận Sau kết thúc tiết dạy học thực nghiệm theo cách dùng “bán phản ứng ion – lectron để tính nhanh lượng axit ”, tơi nhận thấy: - Đối với học sinh: + Học theo nội dung đề tài học sinh phát huy tốt khả tự học, chủ động, sáng tạo trình kiếm tìm tri thức + Học sinh hứng thú với nội dung mà em thực hiện, em hồn thành nhiệm vụ thời gian ngắn với chất lượng cao Trong trình tìm hiểu, nghiên cứu em học nhiều kiến thức, kỹ giá trị + Hơn em khám phá ý tưởng theo sở thích, nguyện vọng cá nhân thành viên nhóm - Đối với giáo viên: Tơi nhận thấy nên vận dụng theo cách dùng “bán phản ứng ion – lectron để tính nhanh lượng axit” từ dạy phần cân phản ứng oxi hóa – khử phần tính oxi hóa mạnh axit sunfuric đặc lớp 10 phần tính oxi hóa mạnh axit nitric lớp 11 để em có thời gian làm quen sớm hơn, từ tạo thêm hứng thú học tập kết học tập học sinh nâng cao Kiến nghị - Đối với nhà trường: Nhà trường tạo điều kiện trang thiết bị dạy học để giáo viên có điều kiện, tìm tòi thực phương pháp dạy học mới, chuyên đề dạy học - Đối với tổ nhóm chun mơn: 22 Tăng cường trao đổi chun mơn, đặc biệt thành viên nhóm tích cực chia sẻ phương pháp dạy học, phương pháp giải tập mới, hiệu để đồng nghiệp trao đổi, đánh giá, hồn thiện từ vận dụng có hiệu vào dạy học XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 25 tháng năm 2019 Tôi xin cam đoan sáng kiến kinh nghiệm viết, khơng chép nội dung người khác Trịnh Đình Ba PHỤ LỤC Nội dung phiếu học tập [4] Bài 1: Cho m gam hỗn hợp Mg Cu tác dụng vừa đủ với 200ml dung dịch HNO3 xM (loãng) Sau phản ứng tạo 0,1 mol sản phẩm khử NO dung dịch X Giá trị x A B 1,5 C 0,5 D Bài 2: Cho m gam hỗn hợp Al, Zn, Cu tác dụng vừa đủ với 100 gam dung dịch H2SO4 98% Sau phản ứng tạo V lít khí sunfuro (sản phẩm khử nhất) dung dịch X Giá trị V đktc A 22,4 B 17,92 C 10,08 D 11.2 Bài 3: Tính số mol HNO3 tối thiểu để hòa tan hết 0,06 mol Fe kim loại khí NO sản phẩm khử nhất? A 0,06 (mol) B 0,16 (mol) C 0,18 (mol) D 0,24 (mol) Bài 4: Cho hỗn hợp kim loại Al, Fe, Cu vào lít dung dịch HNO 3, phản ứng vừa đủ thu 1,792 lít khí X gồm N NO2 có tỉ khối so với He 9,25 Nồng độ mol HNO3 dung dịch đầu A 0,28 B 1,4 C 1,7 D 1,2 Bài 5: Hoà tan hết m gam kim loại M hố trị khơng đổi n dung dịch HNO dư thấy thoát 2,688 lít hỗn hợp khí A ( đktc) gồm NO, N 2O, N2 với tỉ lệ mol 2:1:1 Số mol axit phản ứng A 0,8 B 0,9 C 0,6 D 0,78 Bài 6: Cho hỗn hợp bột Zn Mg tan hết H 2SO4 đặc, nóng( lấy dư 10% so với lượng phản ứng) thu dung dịch A ,V lít khí B 6,4 gam kết tủa vàng Cho tồn khí B qua dung dịch CuSO loãng dư thu 9,6 gam kết 23 tủa đen Để trung hoà hết lượng axit dư A cần vừa đủ 200ml KOH xM Giá trị x A 2,24 B 1,792 C 1,3 D 2,688 Bài 7: Cho m gam hỗn hợp bột Fe Mg với số mol hoà tan vừa hết 600 ml dung dịch HNO3 xM, thu 3,36 lít hỗn hợp khí N2O NO Biết hỗn hợp khí có tỉ khối so với khơng khí 1,195 Giá trị x A 1,5 B 1,2 C 0,9 D 1,0 Bài 8: Hoà tan m gam hỗn hợp Zn Cu cần 200 ml dung dịch axit HNO 2M H2SO4 6M( đặc) thu hỗn hợp khí (SO 2, NO)( hai sản phẩm khử nhất) có tỉ khối so với H 23,5 dung dịch muối X Cô cạn X thu số gam muối A m + 115,2 B m+ 96 C m + 108,4 D m+ 72,8 Đáp án phiếu học tập Câu Đáp án B D B A B C A C 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO ************** [1] Cao Cự Giác Hướng dẫn giải nhanh tập hóa học – tập ba Nhà xuất Đại học quốc gia Hà nội – 2002 [2] Phạm Ngọc Bằng (chủ biên) 16 phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm Hóa học Nhà xuất Đại học sư phạm 2012 [3] Quan Hán Thành Phân loại phương pháp giải tốn hóa vô Nhà xuất trẻ 1998 [4] Tham khảo số tài liệu mạng internet - Nguồn: thuvienhoahoc.com - Nguồn: dethithpt.com 25 ... chủ đề: Hướng dẫn học sinh dùng “bán phản ứng ion - electron” để tính nhanh lượng axit dạng tập kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3, H2SO4 đặc thuộc chương trình hóa học lớp 12 vào giảng... Biết cách xác định dạng tập dùng “bán phản ứng ion - electron” để tính nhanh lượng axit dạng tập phần kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO3, H2SO4 đặc thuộc chương trình hóa học lớp 12 +... ELECTRON” ĐỂ TÍNH NHANH LƯỢNG AXIT TRONG DẠNG BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT HNO VÀ AXIT H2SO4 ĐẶC THUỘC CHƯƠNG TRÌNH HĨA HỌC LỚP 12 làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm nhằm tăng hứng thú