HƯỚNG dẫn học SINH THIẾT lập và áp DỤNG CÔNG THỨC xác ĐỊNH NHANH sản PHẨM KHỬ của AXIT HNO3 và AXIT H2SO4 đặc NÓNG TRONG PHẢN ỨNG với KIM LOẠI

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓATRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH THIẾT LẬP VÀ ÁP DỤNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM KHỬ CỦA AXIT HNO3 VÀ AXIT H2SO4 ĐẶ

Trang 1

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN 2

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN HỌC SINH THIẾT LẬP VÀ ÁP DỤNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM KHỬ CỦA AXIT

HNO3 VÀ AXIT H2SO4 ĐẶC NÓNG TRONG

PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI

Trang 2

THANH HOÁ NĂM 2019

Trang 3

MỤC LỤC Trang

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

1.2 Mục đích nghiên cứu

1.3 Đối tượng, phạm vi, thời gian nghiên cứu

1.4 Phương pháp nghiên cứu

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

2.1 Cơ sở lí luận của SKKN

2.1.1 Cơ sở khoa học

2.1.2 Cơ sở thực tiễn

2.2 Thực trạng của học sinh trước khi áp dụng SKKN

2.3 Các giải pháp và tổ chức thực hiện đề tài

513141414

Trang 4

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lý do chọn đề tài

Hoá học là môn khoa học thực nghiệm ngoài việc học sinh cần phải nắmvững kiến thức về lý thuyết và kỹ năng thực hành, thì việc giải bài tập cũng cómột ý nghĩa rất quan trọng Ngoài việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và

mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động; bài tập hoá học còn được dùng để

ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hoá học

Một bài tập hoá học thường có rất nhiều cách giải khác nhau để đưa ra kếtquả cuối cùng Nhưng hầu hết các học sinh THPT đều sử dụng phương pháp giảidựa trên phương trình phản ứng đã được cân bằng

Trong các kì thi ĐH, CĐ và tốt nghiệp THPT bộ môn hóa học thì hình thứcthi trắc nghiệm, số lượng câu hỏi nhiều vì vậy yêu cầu học sinh phải tìm ra kếtquả nhanh và chính xác trong thời gian ngắn nhất

Các dạng bài tập rất phong phú và đa dạng, mỗi dạng bài tập thường gắnvới phương pháp giải nhanh, từ đó đã có rất nhiều phương pháp giải nhanh bàitoán hóa học đã xuất hiện Tuy nhiên, đối với các phương pháp giải nhanh thìhọc sinh cần phải tư duy và suy luận rất nhiều, nên thường chỉ có học sinh khá,giỏi mới áp dụng được, còn đối với học sinh yếu và trung bình không tư duy vàvận dụng được các phương pháp giải nhanh đó Như vậy, cần phải có phươngpháp giải nhanh toán hóa học đơn giản, dễ hiểu có thể dành cho tất cả các đốitương học sinh Đây là vấn đề các giáo viên giảng dạy các môn thi theo hìnhthức trắc nghiệm và nhất là môn hóa học cần phải quan tâm

Xuất phát từ những vấn đề trên trong quá trình giảng dạy bộ môn hóa họctại trường THPTTriệu sơn 2 tôi luôn trăn trở, tìm tòi, vận dụng các phương pháp

để nâng cao chất lượng giảng dạy Vì vậy trong khuôn khổ bài viết này, tôi xin

đưa ra một kinh nghiệm nhỏ của bản thân trong giảng dạy là “Hướng dẫn học

sinh thiết lập và áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử của axit

1.3 Đối tượng, phạm vi, thời gian nghiên cứu

- Đối tượng nghiên cứu là học sinh lớp 12C1 và 12C4 ban cơ bản nămhọc 2018- 2019 của trường THPT Triệu sơn 2 – Thanh Hóa

Trang 5

- Đề tài được nghiên cứu, trong quá trình giảng dạy và bồi dưỡng học sinhgiỏi môn hóa học năm 2018 - 2019

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Đề tài được nghiên cứu bằng phương pháp thực nghiệm trong quá trìnhdạy học trên lớp và hướng dẫn học sinh làm bài tập ở nhà Nghiên cứu lí thuyếtdựa vào: sách giáo khoa, sách bài tập hóa học phổ thông, các nội dung lí thuyết

và bài tập hóa học, định luật bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo toànkhối lượng làm cơ sở

- Đánh giá hiệu quả phương pháp thông qua phương pháp thống kê sosánh kết quả học tập của các lớp học: Lớp thực nghiệm và lớp đối chứng

- Trao đổi kinh nghiệm, thảo luận với đồng nghiệp trong quá trình nghiêncứu

- Thăm dò ý kiến của học sinh sau khi áp dụng phương pháp

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận của SKKN

2.1.1 Cơ sở khoa học

Bài tập hóa học làm chính xác hoá khái niệm hoá học, củng cố, đào sâu và

mở rộng kiến thức một cách sinh động phong phú và hấp dẫn Khi vận dụngđược kiến thức vào giải bài tập thì học sinh mới nắm được kiến thức một cáchsâu sắc

Bài tập hóa học có thể hệ thống hoá kiến thức một cách tích cực nhất Khi

ôn tập học sinh sẽ buồn chán nếu chỉ yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức Thực

tế cho thấy học sinh chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập

Bài tập hóa học ở trường THPT rất đa dạng và phong phú cả nội dung vàthể loại Trong kỳ thi học sinh giỏi, thi đại học, cao đẳng ta thường gặp các bàitập có nội dung kiến thức được nâng cao mở rộng và đào sâu nội dung kiến thứcchương trình và SGK

Để giải được những bài tập được nâng cao mở rộng, đào sâu, có tính chấttổng hợp kiến thức đòi hỏi học sinh phải nắm vững, chắc kiến thức trong chươngtrình hóa học phổ thông, phải được nâng cao, mở rộng, đào sâu kiến thức theotừng nội dung của chương trình Cùng với việc nâng cao mở rộng và đào sâukiến thức hóa học, học sinh phải được rèn luyện các năng lực như phát hiện vàgiải quyết vấn đề; năng lực suy luận; năng lực tổng hợp kiến thức; năng lực tựhọc, tự đọc, tự tìm tòi; độc lập suy nghĩ và linh hoạt sáng tạo trong học tập

2.1.2 Cơ sở thực tiễn

Trong chương trình môn hóa học ở trường phổ thông các dạng bài tập rấtphong phú và đa dạng, một trong các dạng phổ biến điển hình là bài tập của axit

Trang 6

HNO3 và H2SO4 đặc nóng tác dụng với kim loại tạo sản phẩm khử Mỗi dạng bàitập thường gắn với nhiều phương pháp giải khác nhau ngoài cách giải thôngthường còn có các cách giải nhanh hơn Đặc biệt khi vận dụng công thức giảinhanh bài toán hóa học để đến đích sớm nhất và điều này rất có ý nghĩa với họcsinh lớp 12 trong hình thức thi trắc nghiệm hiện nay.

2.2 Thực trạng của học sinh trước khi áp dụng SKKN

Với việc đổi mới thi theo hình thức trắc nghiệm khách quan môn hóa họcthì trong mỗi đề thi số lượng câu hỏi nhiều, các dạng kiến thức khác nhau vàlượng kiến thức nhiều Vì vậy mỗi câu hỏi chỉ giải trong một thời gian ngắn, nếucác em vẫn giải theo cách thông thường như làm bài tự luận thì không đủ thờigan Vì vậy buộc học sinh phải tiếp thu và vận dụng được phương pháp giảinhanh mới đạt kết quả cao Nhưng do nhiều học sinh không định hướng được

phương pháp giải nên kết quả học tập chưa cao, từ đó tạo ra tâm lí “sợ” học hoá

học ở nhiều em Trong quá trình công tác tôi nhận thấy hướng dẫn học sinh thiếtlập và vận dụng công thức để giải nhanh bài tập hoá học là một trong nhữngphương pháp dạy học mới thực sự nâng cao kết quả học tập của học sinh Hiệnnay đã có rất nhiều tài liệu viết về việc áp dụng công thức tính nhanh để giải bàitập hoá học Các giáo viên cũng có nghiên cứu tài liệu và rải rác đưa các côngthức tính nhanh cho học sinh vận dụng vào giải bài tập hoá học, nhưng thườngkhông hướng dẫn học sinh tự thiết lập công thức, không đưa ra các công thứctổng quát để áp dụng cho từng dạng bài tập Do vậy, học sinh có thể áp dụnglàm bài tập trên lớp được, nhưng sau một thời gian lại quên hết Một số học sinhhọc khá, giỏi biết tự nghiên cứu tài liệu thông qua các bài tập, ví dụ (có lời giải)

áp dụng các công thức tính nhanh thì không rõ công thức này lấy từ đâu ra vànhững công thức đó thì áp dụng cho những dạng bài tập nào? Do đó, các emthường lờ đi các công thức tính nhanh và giải theo các cách giải thông thường

2.3 Các giải pháp và tổ chức thực hiện đề tài

Năm 2018 – 2019: Tôi chọn lớp 12C1 là lớp thực nghiệm, lớp 12C4 là lớp

đối chứng Ở lớp thực nghiệm, tôi dạy theo cách hướng dẫn học sinh thiết lậpcông thức và vận dụng công thức giải nhanh vào giải toán hoá học Ở lớp đốichứng, tôi dạy học sinh giải bài tập theo cách giải thông thường Sử dụng kếtquả bài kiểm tra 1 tiết đầu học kì 2 môn hóa học làm bài kiểm tra trước tácđộng Tôi dùng phương pháp thống kê kết quả và so sánh Sau khi học xongchương “Đại cương của kim loại’’, tôi tiến hành kiểm tra 1 tiết ở hai lớp tại cùngmột thời điểm làm bài kiểm tra sau tác động

Để đảm bảo tính khách quan thời gian tiến hành thực nghiệm vẫn tuân theo

kế hoạch dạy học, thời khoá biểu của nhà trường và phân phối chương trình của

Bộ GD & ĐT Cụ thể trong chương đại cương của kim loại, khi hướng dẫn học

Trang 7

sinh làm bài tập về kim loại tác dụng với axit, tại lớp đối chứng, giáo viên dạyhọc sinh giải bài theo cách thông thường (lập tỉ lệ số mol → chia trường hợp →viết phương trình phản ứng xảy ra → dựa vào phương trình để tính kết quả); Tạilớp thực nghiệm, giáo viên hướng dẫn học sinh thiết lập và vận dụng công thứctính nhanh dạng bài tập kim loại tác dụng với dung axit (hướng dẫn thiết lậpcông thức tính nhanh, bài tập ví dụ vận dụng công thức tính nhanh, bài tập họcsinh tự giải).

2.3.1 Thiết lập các công thức xác định sản phẩm khử

Từ những cơ sở lý thuyết, sự kết hợp giữa các phương pháp (phương phápbảo toàn electron; bảo toàn nguyên tố; bảo toàn khối lượng), xác định sốelectron trao đổi của chất oxi hoá và chất khử trong quá trình phản ứng, cụ thể làxác định số electron của N+5 ( trong axit HNO3) hoặc S+6 ( trong H2SO4 đặc nóng) thu electron tạo sản phẩm khử từ đó suy ra sản phẩm khử

Các bài tập hoá học giải được theo phương pháp này là những bài mà trongthí nghiệm hoá học có chất khử tác dụng với dung dịch axit HNO3 hoặc dungdịch axit H2SO4 đăc nóng tạo sản phẩm khử Vậy tôi hướng dấn học sinh lớpthực nghiệm tiến hành thiết lập các công thức và áp dụng các công thức để xácđinh nhanh sản phẩm khử qua các bài tập

phản ứng với kim loại

được muối nitrat và có b mol sản phẩm khử duy nhất X Xác định sản phẩm khử

Vậy sản phẩm khử có thể là khí NxOy ( NO2, NO, N2O, N2) hoặc muối NH4NO3

( do sự khử N+5) Kim loại có hóa trị cao nhất là n

Pthh tq: (5x-2y)M+(6nx-2ny)HNO3(5x-2y)M(NO3)n+nNxOy +(3nx-ny)H2O

Ta có : Quá trình oxi hoá: M  Mn+ + ne

a mol - a.n mol = ne(TĐ)

Trang 8

+ Với m bằng 3 => Khí X là NO

+ Với m bằng 8 => Khí X là N2O ( có thể là muối NH4NO3 )

+ Với m bằng 10 => Khí X là N2

trong phản ứng với kim loại.

nóng thu được muối sunfat và có b mol sản phẩm khử duy nhất Y Xác định sảnphẩm khử Y

Ta có : Quá trình oxi hoá: M  Mn+ + ne

a mol - a.n mol= ne(TĐ)

2.3.2 Hệ thống bài tập áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử

( ngoài X ra, không có sản phẩm khử nào khác ) Công thức của X là

A NO2 B NO C N2O D N2

Lời giải

+ Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường

Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hoá học

Ta có: 27 1

27

Al

Gọi công thức phân tử của khí X là NxOy ( Với 1≤ x ≤ 2, nguyên dương )

Pthh:(5x-2y)Al + (18x-6y)HNO3 :(5x-2y)Al(NO3)3 +3NxOy +(9x-3y)H2OTheo pt:(5x-2y) mol - 3 mol

Theo bài:1 mol - 0,3 mol

=> 0,3(5x-2y) = 3 => 5x -2y =10

+ Với x= 1 => y =-2,5 loại

Trang 9

+ Với x= 2 => y = 0 thoả mãn Vậy CTPT của X là N2

Cách 2: Xác định dựa vào quá trình oxi hoá và quá trình khử đơn thuần

Quá trình oxi hoá: Al0

   Al+3

+ 3e

1 mol - 3 mol Quá trình khử : xN+5 + (5x-2y)e    xN+2y/x   NxOy

0, 3(5x-2y) mol - 0.3 mol

Theo ĐLBTE: 0,3(5x-2y) = 3 => 5x -2y =10 (Với 1≤ x ≤ 2 nguyên dương )+ Với x= 1 => y =-2,5 loại

+ Với x= 2 => y = 0 thoả mãn Vậy CTPT của X là N2

+ Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh

Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi

Quá trình oxi hoá: Al0

   Al+3

+ 3e 1mol - 3 mol Quá trình khử : N+5 + m.e    X

0, 3.m mol - 0,3 mol

Theo ĐLBTE: 3=0,3.m => m=10 => X là N2

Ví dụ 2: Hòa tan 15,2 gam hỗn hợp Fe và Cu ( có tỉ lệ mol tương ứng 2:3 ) vào

dung dịch HNO3 dư, sau khi phản ứng xảy thu được 4,48 lít khí X (là sản phẩmkhử duy nhất) ở đktc Công thức của X là

A N2O B NO C.NO2 D N2

Lời giải

0,15 3

a a

b b

(5x-2y)Cu+(12x-2y)HNO3(5x-2y)Cu(NO3)2+2NxOy+(6x-y)H2O (2) 0,15 mol - 5 0,32 mol

Trang 10

Quá trình oxi hoá: Fe0

   Fe+3

+ 3e 0,1 mol - 0,3 mol

Cu0    Cu+2 + 2e 0,15 mol - 0,3 mol Quá trình khử : xN+5 + (5x-2y)e    xN+2y/x   NxOy

0, 2(5x-2y) mol - 0,2 mol

Theo ĐLBTE: 0,2(5x-2y) = 0,6 => 5x -2y = 3 (Với 1≤ x ≤ 2, nguyên dương )+ Với x= 1 => y =1 thoả mãn Vậy CTPT của X là NO

Quá trình oxi hoá: Fe0

   Fe+3

+ 3e 0,1 mol 0,3 mol

Cu0    Cu+2 + 2e 0,15 mol 0,3 mol Quá trình khử : N+5 + m.e    X

Trang 11

0,15 mol - 0,15 mol mol

Từ (2) => n SO bandau2  0,15mol n SO theopt2  0,15mol => thoả mãn

0,3 mol - 0,15 mol

Theo ĐLBTE: n enhuong  0,3moln ethu  0,3mol => thoả mãn

Vậy sản phẩm khử là SO2

Quá trình oxi hoá: Zn0

   Zn+2

+ 2e 0,15 mol - 0,3 mol Quá trình khử : S+6 + m.e    X ( là sản phẩm khử )

0, 15.m mol - 0,15 mol

Theo ĐLBTE: 0,3 = 0,15.m => m=2 => Vậy sản phẩm khử là SO2

Ví dụ 4: Một hỗn hợp gồm Mg, Al chia thành hai phần bằng nhau

Phần 1: Cho phản ứng hoàn với dd HCl thu được 0,896 lít H2 (đktc)

Phần 2: Cho phản ứng hoàn toàn với H2SO4 đặc, nóng thu được 0,01 mol mộtsản phẩm khử duy nhất ( do sự khử S+6 ) Xác định sản phẩm khử đó

A S B.SO3 C H2S D SO2

Lời giải

Trang 12

a mol - a/4 mol

8Al + 15H2SO4 đ  4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O (4)

b mol - 3b/8 mol

Từ (3) và (4) => a/4 + 3b/8 =0,01 => 2a+ 3b=0,08 (**)

Ta thấy (*) = (**) => thoả mãn => Sản phẩm khử là H2S

Phần 1: Quá trình oxi hoá: Mg0

Trang 13

b mol - 3b mol Quá trình khử : S+6 + 2.e    S+4

0, 08.mol - 0,01 mol

Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,08 (**)

Ta thấy (*) = (**) => thoả mãn => Sản phẩm khử là H2S

Phần 1: Quá trình oxi hoá: Mg0

Trang 14

0, 01.m mol - 0,01 mol

Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,01.m (**)

Kết hợp (*) = (**) => 0,01.m =0,08 => m=8 => Sản phẩm khử là H2S

Ví dụ 5: Hoà tan 3,76 g hỗn hợp Mg và MgO có tỉ lệ mol 14:1 trong dung dịch

HNO3 dư thu được dung dịch X và 0,672 lít khí Y ( ở đktc) Cô cạn dung dịch Xthu được 22,6 gam muối khan Công thức của sản phẩm khử Y

A NO2 B NO C N2O D N2O3

Lời giải

0,01 1

a a

b b

+ Với x= 2 => y = 1 thoả mãn Vậy CTPT của Y là N2O

Quá trình oxi hoá: Mg0

   Mg+2

+ 2e 0,14 mol - 0,28 mol Quá trình khử : xN+5 + (5x-2y)e    xN+2y/x   NxOy

0,03(5x-2y) mol - 0,03 mol

N+5 + 8e    N-3   NH4NO3

Định dạng
Số trang	21
Dung lượng	279 KB