Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập về sắt và hợp chất của sắt trong bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THCS chu văn an

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HỐ PHỊNG GD&ĐT NGA SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI MỘT SỐ BÀI TẬP VỀ SẮT VÀ HỢP CHẤT CỦA SẮT TRONG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI LỚP Ở TRƯỜNG THCS CHU VĂN AN Người thực hiện: VũVăn Thà Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Chu Văn An SKKN thuộc lĩnh vực (mơn): Hóa học THANH HOÁ NĂM 2019 MỤC LỤC Trang Mở đầu 1.1 Lí chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Nội dung sáng kiến kinh nghiệm 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Kết luận, kiến nghị 7 19 20 3.1 Kết luận 20 3.2 Kiến nghị 20 Tài liệu tham khảo 22 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong chương trình THCS, Hố học môn khoa học tự nhiên mà học sinh tiếp cận muộn nhất, lại có vai trị quan trọng nhà trường phổ thơng Mơn hố học cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức thiết thực hoá học, rèn cho học sinh óc tư sáng tạo khả trực quan nhanh nhạy Vì giáo viên mơn hố học cần hình thành em kỹ bản, thói quen học tập làm việc khoa học, làm tảng để em phát triển khả nhận thức lực hành động Trong chương trình Hóa học THCS, tính chất Sắt đưa vào chương trình lớp – chương II - Kim loại Đây kim loại có tính chất hóa học tương đối rắc rối, coi mảng kiến thức khai thác tương đối nhiều đề thi học sinh giỏi cấp Tại trường THCS Chu Văn An, nhiệm vụ giảng dạy đại trà, nhiệm vụ trọng tâm nhà trường đào tạo học sinh giỏi cấp tất mơn học Mơn hóa học số mơn nhà trường coi môn trọng tâm đem lại nhiều giải cao kỳ thi HSG cấp Bản thân giao đứng đội tuyển Hóa học trường cố gắng để bước đưa chất lượng đội tuyển HSG mơn Hóa học ngày lên Trong q trình giảng dạy, ơn luyện, tơi nhận thấy có nhiều điểm yếu học sinh, điểm yếu em thực tập sắt hợp chất Mặc dù hướng dẫn tỉ mỉ cho em tính chất hóa học sắt số hợp chất nó, giao cụ thể em lúng túng Chính lý đó, tơi chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh giải số tập Sắt hợp chất Sắt bồi dưỡng học sinh giỏi lớp trường THCS Chu Văn An” làm SKKN để góp phần nhỏ nhằm khắc phục tình trạng học sinh đội tuyển Hóa học trường THCS Chu Văn An 1.2 Mục đích nghiên cứu Nghiên cứu nguyên tắc, quy trình xây dựng cách sử dụng tập hóa học kim loại Sắt chương trình hóa học THCS nhằm phát huy tính tích cực học sinh 1.3 Đối tượng nghiên cứu Đề tài nghiên cứu tổng quan tính chất hóa học kim loại sắt, dạng tập liên quan đến kim loại sắt chương trình THCS 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu xây dựng sở lí thuyết: Tìm hiểu, tổng hợp tính chất hóa học kim loại sắt - Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: Khảo sát chất lượng học sinh trước áp dụng SKKN sau áp dụng SKKN, lấy ý kiến học sinh chủ đề NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lý luận SKKN 2.1.1 Vị trí nguyên tố Sắt Bảng tuần hồn: Sắt ngun tố hóa học nằm ô 26, thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIB bảng tuần hồn ngun tố hóa học 2.1.2 Tính chất Sắt: 2.1.2.1 Tính chất vật lí: Sắt kim loại màu trắng xám, có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhôm Sắt dẻo nên dễ rèn Sắt có tính nhiễm từ, kim loại nặng (D=7,86g/cm3), nóng chảy 15390C 2.1.2.2 Tính chất hóa học: a Tác dụng với ôxi : t 3Fe + 2O2 → Fe3O4 b Tác dụng với hầu hết phi kim hoạt động đun nóng -> tạo muối Sắt (III) : t 2Fe + 3Cl2 → 2FeCl3 - Với phi kim hoạt động yếu -> muối Sắt (II) : t VD : Fe + S → FeS c Tác dụng với axit loãng (HCl, H2SO4 loãng )  muối Sắt (II) + H2 : VD: Fe + 2HCl  FeCl2 + H2 d Tác dụng với dung dịch muối kim loại hoạt động yếu  muối Sắt (II) + kim loại: VD : Fe + 2AgNO3  Fe(NO3)2 + 2Ag *Lưu ý : Khi cho sắt tác dụng với dung dịch muối Sắt (III) phản ứng tạo thành dung dịch muối Sắt (II): + VD : Fe + Fe2(SO4)3  3FeSO4 e Tác dụng với axit có tính oxi hố mạnh (H2SO4 đặc nóng ,HNO3 ) -> tạo thành muối Sắt (III) + H2O + sản phẩm phụ *Tác dụng với H2SO4 đặc ,nóng -> Khí khơng màu, mùi hắc (SO2) t + VD : 2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2  + 6H2O *Tác dụng với HNO3 -> Muốí Sắt (III) nitrat + ( N 2O, N2 , NO,NO2, NH4NO3 ) + H2O - Nếu xuất khí khơng màu ra, khí (N2O , N2) t + VD : 8Fe + 30HNO3 loãng → 8Fe(NO3)3 + 3N2O + 15H2O 0 0 - Nếu xuất khí khơng màu sau hố nâu ngồi khơng khí, khí (NO) t + VD : Fe + 4HNO3 đặc → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 2NO + O2  2NO2 (nâu đỏ) - Nếu xuất khí nâu đỏ, khí (NO2) t + VD : Fe + 6HNO3 đặc → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O - Nếu cho kim loại Sắt tác dụng với HNO thu muối, phải có muối NH4NO3 t + VD : 8Fe + 30HNO3 loãng → 8Fe(NO3)3 + 3NH4NO3 + 9H2O =>Lưu ý : Sắt không phản ứng với dung dịch HNO đặc nguội H2SO4 đặc nguội * Điều chế : - Dùng chất khử mạnh : H2 , Al , C , CO để khử ôxit Sắt nhiệt độ cao điện phân dung dịch muối Sắt (II) 2.1.3 Các hợp chất sắt: 2.1.3.1 Các ôxit Sắt : (FeO, Fe3O4 , Fe2O3) + Là ôxit bazơ không tan nước : - Tác dụng với dung dịch axit khơng có tính ơxi hố ( HCl ,H2SO4 loãng) -> Muối tương ứng nước + VD : FeO + 2HCl  FeCl2 + H2O + VD : Fe2O3 + 3H2SO4 (l)  Fe2(SO4)3 + 3H2O Tổng quát : FexOy + 2yHCl  xFeCl2y/x + yH2O 2FexOy + 2yH2SO4 loãng  xFe2(SO4)2y/x + 2yH2O =>Lưu ý : Sắt từ ơxit (Fe3O4 viết FeO.Fe2O3) tác dụng với dung dịch axit khơng có tính ơxi hố cho dung dịch muối có muối Sắt (II) muối Sắt (III) + VD : Fe3O4 + 4H2SO4 (l)  FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O - Tác dụng với dung dịch axit có tính ơxi hố ( HNO3 nóng , H2SO4 đặc ,nóng)  bị ơxi hố thành muối Sắt (III) * Tác dụng với H2SO4 đặc  Sắt (III) sufat + Khí khơng màu, mùi hắc (SO2) + H2O t + VD : 2FeO + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O t Fe3O4 + 10H2SO4 đặc → 3Fe2(SO4)3 + SO2  + 10H2O Fe2O3 + 3H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + 3H2O t Tổng quát : 2FexOy + (6x - 2y)H2SO4 → xFe2(SO4)3 + (3x – 2y) SO2 + (6x - 2y)H2O *Tác dụng với HNO3 -> Muối Sắt (III) nitrat + ( N2O , N2 , NO ,NO2 , NH4NO3 ) + H2O t + VD : 8FeO + 26HNO3 loãng → 8Fe(NO3)3 + N2O + 13H2O 0 0 0 t 3Fe3O4 + 28HNO3 đặc → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O t Tổng quát : 3FexOy + (12x - 2y)HNO3 → 3xFe(NO3)3 + (3x – 2y) NO + (6x - y)H2O - Bị khử tác dụng với chất khử nhiệt độ cao : CO , C , H2 , Al , Phản ứng khử xảy theo chế khử từ : Fe2O3  Fe3O4  FeO  Fe t + VD : 3CO + Fe2O3 → 2Fe + 3CO2 t Tổng quát : yCO + FexOy → xFe + yCO2 t yH2 + FexOy → xFe + yH2O t 2yAl + 3FexOy → yAl2O3 + 3xFe *Lưu ý : Nếu đề cho biết khử ôxit Sắt  ta coi ôxit bị khử Sắt t + Điều chế : 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O t Fe(OH)2 → FeO + H2O t hay 3Fe + 2O2 → Fe3O4 2.1.3.2 Sắt (II) hiđrôxit Fe(OH)2) , Sắt (III) hiđrôxit Fe(OH)3) + Là bazơ (Fe(OH)2 màu lục nhạt), (Fe(OH)3 màu nâu đỏ) không tan nước: - Tác dụng với dung dịch axit -> Muối Sắt tương ứng nước Fe(OH)2 + 2HCl  FeCl2 + 2H2O 2Fe(OH)3 + 3H2SO4  Fe2(SO4)3 + 6H2O *Lưu ý : Từ Fe(OH)2 chuyển thành Fe(OH)3 để Fe(OH)2 khơng khí theo phản ứng : 4Fe(OH)2lục nhạt + O2 + 2H2O  → 4Fe(OH)3nâu đỏ - Bị nhiệt phân huỷ -> Ôxit Sắt tương ứng nước : t + VD : 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O t Fe(OH)2 → FeO + H2O *Chú ý: Nếu đề cho “nung Fe(OH)2 ngồi khơng khí” phản ứng xảy ra: t 4Fe(OH)2 + O2 → 2Fe2O3 + 4H2O 2.1.3.3 Muối Sắt : - Gồm loại : Muối Sắt (II) muối Sắt (III) a - Muối Sắt (II) : (Có màu lục nhạt ) - Chia thành loại : *Muối sắt (II) không tan nước: FeS , FeS2 , FeCO3 ,… - Tác dụng với dung dịch axit khơng có tính ơxi hố : (HCl , H2SO4 loãng …) FeS + H2SO4 loãng FeSO4 + H2S (Phản ứng dùng để điều chế H2S) FeS2 + H2SO4 loãng FeSO4 + H2S + S (Phản ứng dùng để điều chế S) FeCO3 + 2HCl  FeCl2 + CO2 + H2O - Tác dụng với dung dịch axit có tính ơxi hố : (HNO3 , H2SO4 đặc …) 3FeCO3 + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 3CO2 + 5H2O 2FeCO3 + 4H2SO4 đặc  Fe2(SO4)3 + SO2 + 2CO2 + 4H2O 0 0 0 0 0 0 FeS + 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3NO + H2SO4 + 2H2O t - Tác dụng với ôxi dư: 4FeS + 7O2 → 2Fe2O3 + 4SO2 • Nung FeCO3 điều kiện khơng có khơng khí : t FeCO3 → FeO + CO2 • Nung FeCO3 điều kiện có khơng khí dư : t 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 • Nung FeCO3 bình chứa H2 dư : t 4FeCO3 + H2 → Fe + CO2 + H2O *Muối sắt (II) tan nước: FeCl2 , FeSO4 , Fe(NO3)2 , … - Các muối Sắt (II) dễ bị thuỷ phân môi trường nước cho dung dịch có tính axit yếu (làm nhạt màu q tím chuyển sang hồng )(PH