CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP AXIT SUNFURIC

Axit sunfuric là phần kiến thức khá quan trọng trong chương trình Hóa học phổ thông. Vì vậy, học sinh được tiếp xúc với kiến thức này từ khá sớm, ngay từ trung học cơ sở, học sinh đã được học những kiến thức cơ bản nhất về axit này. Nghiên cứu về axit sunfuric, dựa trên những đặc trưng về tính chất hóa học, ta thường chia thành hai mảng kiến thức lớn là: axit sunfuric loãng và axit sunfuric đặc. Trong khuôn khổ bài tiểu luận này, tôi chỉ đề cập đến axit sunfuric đặc, bao gồm: Khái quát lý thuyết về axit sunfuric đặc; Phân loại các dạng bài tập và các phương pháp giải bài tập; Thiết kế các dạng bài tập mới; Vận dụng trong giảng dạy và thiết kế đề kiểm tra – đánh giá phần axit sunfuric đặc.

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC TIỂU LUẬN CUỐI KỲ CHUYÊN ĐỀ: THIẾT KẾ VÀ PHÂN LOẠI BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN AXIT SUNFURIC ĐẶC Hà Nội, tháng 12 năm 2018 MỤC LỤC MỞ ĐẦU PHẦN NỘI DUNG .3 Tóm tắt lý thuyết .3 1.1 Tính chất vật lý 1.2 Tính chất hóa học .3 1.2.1 Tính oxi hóa mạnh axit sunfuric đặc 1.2.2 Tính háo nước 1.3 Ứng dụng 1.4 Điều chế Phân loại dạng tập .5 2.1 Bài tập định tính axit sunfuric đặc, nóng 2.1.1 Dạng 1: Viết cân phương trình hóa học .5 2.2.2 Dạng 2: Chuỗi phản ứng hóa học 2.2 Bài tập định lượng axit sunfuric đặc 2.2.1 Dạng 1: Bài toán oleum 2.2.2 Dạng 2: Bài toán định lượng chất phản ứng với axit sunfuric đặc 10 2.2.2.1 Xác định khối lượng chất khử ban đầu .10 2.2.2.2 Xác định lượng axit sunfuric tham gia phản ứng (nồng độ mol/l; C%; khối lượng) 13 2.2.2.3 Xác định khối lượng muối tạo thành 14 2.2.2.4 Xác định thành phần định lượng sản phẩm khử tạo thành (sản phẩm khử; số mol; thể tích; khối lượng ) .15 Thiết kế số dạng tập 18 3.1 Dạng tập thí nghiệm 18 3.2 Dạng tập hình ảnh 19 3.3 Dạng tập tình 21 Thiết kế giảng 22 Thiết kế đề kiểm tra – Đánh giá 26 5.1 Ma trận đề kiểm tra sử dụng chuyên đề: Bài tập axit sunfuric đặc nóng 26 5.2 Thiết kế đề kiểm tra sử dụng chuyên đề: Bài tập axit sunfuric đặc nóng 26 KẾT LUẬN 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO 31 MỞ ĐẦU Đổi giáo dục nhiệm vụ quan trọng ngành giáo dục giai đoạn Để đổi nội dung, phương pháp dạy học có hiệu cần trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức bản, vững Trên sở đó, học sinh biết vận dụng sáng tạo kiến thức giải vấn đề học tập thực tiễn sống Axit sunfuric loại axit quen thuộc gần gũi, có nhiều ứng dụng đời sống sản xuất, giữ vai trò lớn phát triển công nghiệp nơng nghiệp Trong chương trình Hóa học phổ thơng, kiến thức axit sunfuric nói chung axit sunfuric đặc nói riêng mảng kiến thức lớn, vận dụng vào nhiều dạng tập khác với hệ thống tập đa dạng, phong phú, tương đối khó đòi hỏi kết hợp nhiều phần kiến thức Tuy nhiên, nội dung dạy học mà người dạy biết khai thác giúp rèn luyện cho học sinh khả tư logic, khả lập luận sáng tạo tốt Mặt khác, tập axit sunfuric đặc xuất nhiều đề thi Trung học phổ thông quốc gia, thường xuyên lựa chọn đề thi học sinh giỏi cấp Bên cạnh đó, nay, tập axit sunfuric chủ yếu nghiêng dạng tập tính tốn với nhiều phép tính phức tạp, việc giải khó khăn mặt tốn học, lại khơng có tính thực tiễn ứng dụng nhiều thực tế, dễ gây nhàm chán học sinh Vì vậy, xây dựng dạng tập liên quan đến axit sunfuric đặc gắn liền với thực tiễn điều cần thiết Với lý nêu trên, lựa chọn chuyên đề: “Thiết kế phân loại tập hóa học phần axit sunfuric đặc” làm chuyên đề tiểu luận cuối kì học phần: “Dạy học tập Hóa học phổ thơng” PHẦN NỘI DUNG Axit sunfuric phần kiến thức quan trọng chương trình Hóa học phổ thơng Vì vậy, học sinh tiếp xúc với kiến thức từ sớm, từ trung học sở, học sinh học kiến thức axit Nghiên cứu axit sunfuric, dựa đặc trưng tính chất hóa học, ta thường chia thành hai mảng kiến thức lớn là: axit sunfuric loãng axit sunfuric đặc Trong khuôn khổ tiểu luận này, đề cập đến axit sunfuric đặc, bao gồm: Khái quát lý thuyết axit sunfuric đặc; Phân loại dạng tập phương pháp giải tập; Thiết kế dạng tập mới; Vận dụng giảng dạy thiết kế đề kiểm tra – đánh giá phần axit sunfuric đặc Tóm tắt lý thuyết 1.1 Tính chất vật lý - Axit sunfuric có cơng thức phân tử H 2SO4, chất lỏng không màu, sánh dầu, không bay hơi, nặng gần gấp hai lần nước (H 2SO4 98% có D = 1,84 g/cm ) H2SO4 đặc dễ hút ẩm, tính chất dùng làm khơ khí ẩm - Axit sunfuric đặc tan nước, tạo thành hidrat H 2SO4.nH2O tỏa lượng nhiệt lớn - Nếu rót nước vào axit H2SO4 đặc, nước sôi đột ngột kéo theo giọt axit bắn xung quanh gây nguy hiểm Vì vậy, muốn pha lỗng axit sunfuric đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước khuấy nhẹ đũa thủy tinh, tuyệt đối không làm ngược lại 1.2 Tính chất hóa học - Axit sunfuric đặc mang tính chất đặc trưng axit là: làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ - Tuy nhiên, axit sunfuric đặc có số tính chất hóa học đặc trưng là: tính oxi hóa mạnh tính háo nước 1.2.1 Tính oxi hóa mạnh axit sunfuric đặc Axit sunfuric đặc nóng có tính oxi hóa mạnh, oxi hóa hầu hết kim loại (trừ Au, Pt), nhiều phi kim nhiều hợp chất - Tác dụng với kim loại tạo muối kim loại với số oxi hóa cao + sản phẩm khử (SO2; S; H2S) + H2O M + H2SO4 đặc → M2(SO4)n + {SO2; S; H2S} + H2O  n hóa trị cao kim loại  Phản ứng tạo tạo sản phẩm khử: SO2; S; H2S hỗn hợp sản phẩm khử, tùy vào dự kiện toán - Tác dụng với số phi kim tạo axit tương ứng + sản phẩm khử + H2O Ví dụ: C + 2H2SO4 đặc → CO2 + 2H2O + 2SO2 - Tác dụng với chất khử hợp chất kim loại tạo muối kim loại với số oxi hóa cao + sản phẩm khử (SO2; S; H2S) + H2O M2Ox + H2SO4 đặc → M2(SO4)n + {SO2; S; H2S} + H2O M(OH)x + H2SO4 đặc → M2(SO4)n + {SO2; S; H2S} + H2O MyAx + H2SO4 đặc → M2(SO4)n + {SO2; S; H2S} + H2O + B Trong đó: x: hóa trị thấp kim loại M n: hóa trị cao kim loại M Lƣu ý: hợp chất: oxit, hidroxit, … thể số oxi hóa cao kim loại sản phẩm phản ứng với axit sunfuric đặc giống phản ứng phản ứng với axit sunfuric lỗng (vì lúc này, hợp chất khơng tính khử) Ví dụ: Fe2O3 + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + H2O - Tác dụng với số chất khử khác: H2SO4 đặc + 2HI → I2 + 2H2O + SO2 H2SO4 đặc + 2HBr → Br2 + 2H2O + SO2 1.2.2 Tính háo nước - Axit sunfuric đặc chiếm nước kết tinh nhiều muối hidrat (muối ngậm nước) chiếm nguyên tố H O (thành phần nước) nhiều hợp chất H2SO4 đ Ví dụ: CuSO4 5H 2O →CuSO4 (màu xanh) + 5H2O (màu trắng) - Da thịt tiếp xúc với H2SO4 đặc bị bỏng nặng, sử dụng axit sunfuric phải cẩn trọng 1.3 Ứng dụng - Axit sunfuric hóa chất hàng đầu nhiều ngành sản xuất như: phân bón (phân lân, amoni sunfat, phân NPK); chất tẩy rửa; sơn; dầu mỏ; luyện kim;… 1.4 Điều chế Sơ đồ điều chế: FeS2 S → SO2 → SO3 → H2SO4 - Đốt cháy quặng firit sắt 4FeS2 + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3 - Oxi hóa SO2 oxi điều kiện 400 - 500 C, xúc tác V2O5 2SO2 + O2 2SO3 - Axit sunfuric đặc hấp thụ SO3 tạo thành oleum có cơng thức tổng qt H2SO4.nSO3 nSO3 + H2SO4 → H2SO4 nSO3 - Pha loãng oleum thành axit sunfuric lượng nước thích hợp H2SO4.nSO3 + n H2O → (n+1)H2SO4 Phân loại dạng tập Bài tập hóa học phương tiện kiểm tra, đánh giá kiến thức, kỹ học sinh cách xác Có nhiều cách phân loại tập hóa học dựa vào sở sau đây: - Dựa vào khối lượng kiến thức - Dựa vào tính chất tập - Dựa vào hình thái hoạt động học sinh - Dựa vào mục đích học tập - Dựa vào cách tiến hành giải - Dựa vào phương pháp hình thành kỹ giải tập hóa học - Dựa vào hoạt động nhận thức học sinh -… Tuy nhiên, cách phân loại tập khơng có ranh giới rõ rệt có tập vừa mang nội dung phong phú, vừa có tính đặc trưng, bật, vừa có phương pháp tính tốn riêng Trong chun đề này, dựa vào tính chất tập, chia tập axit sunfuric thành mảng là: Bài tập định tính tập định lượng 2.1 Bài tập định tính axit sunfuric đặc, nóng 2.1.1 Dạng 1: Viết cân phương trình hóa học Dạng nhằm giúp học sinh ghi nhớ tái lại nội dung kiến thức phần tính chất hóa học axit sunfuric đặc, nóng, kết hợp với phương pháp cân phương trình hóa học để giải tốn Vì phản ứng đặc trưng axit sunfuric đặc, nóng hầu hết phản ứng oxi hóa – khử, vậy, để cân phương trình hóa học, ta thường sử dụng phương pháp thăng bẳng electron * Cân phƣơng trình hóa học phƣơng pháp thăng electron - Nguyên tắc cân bằng: Tổng số e mà chất khử cho phải tổng số e mà chất oxi hoá nhận số nguyên tử nguyên tố bảo toàn - Các bước cân bằng:  Bƣớc 1: Viết phương trình phản ứng, chưa biết sản phẩm phải dựa vào điều kiện cho đề để suy luận  Bƣớc 2: Xác định số oxi hoá nguyên tố có số oxi hố thay đổi Đối với ngun tố có số oxi hố khơng thay đổi không cần quan tâm  Bƣớc 3: Viết phương trình cho nhận electron  Bƣớc 4: Cân số e cho nhận  Bƣớc 5: Đưa hệ số tìm từ phương trình e vào phương trình phản ứng  Bƣớc 6: Cân phần không tham gia q trình oxi hố - khử Fe + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O FeO + H SO → Fe (SO ) + SO + H O Fe O + H SO → Fe (SO ) + SO + H O M + H SO → M (SO ) + SO + H O Hướng dẫn: Fe + H SO → Fe (SO ) + SO + H O x y đặc 2 đặc 2 2 2 đặc n 2 đặc 2  Bước 1: Phương trình cung cấp đầy đủ chất phản ứng sản phẩm, nên bỏ qua bước  Bước 2,3,4: +3 2x Fe → Fe + 3e +6 +4 3x S + 2e → S  Bước 5: 2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2FeO + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 2FexOy + (6x – 2y) H2SO4 đặc → xFe2(SO4)3 + (3x – 2y) SO2 + (6x -2y) H2O 2M + 2n H SO → M (SO ) + nSO + 2n H O Ví dụ 2: Hồn thành phương trình hóa học sau: đặc n 2 Mg + H2SO4 đặc → X + MgSO + H2O Tìm tất trường hợp thỏa mãn X X + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Tìm tất trường hợp thỏa mãn X MxOy + H2SO4 đặc → SO2 + X + Y (Biết: M kim loại) Phân tích đề - Hướng dẫn giải: Phản ứng (1) phản ứng kim loại với axit sunfuric đặc nóng, sản phẩm thu bao gồm: muối; nước sản phẩm khử +6 Mặt khác, Magie kim loại mạnh nên khử S H2SO4 đặc số oxi +4 −2 hóa thấp như: S; S ; S Do đó, sản phẩm khử tạo thành sau phản ứng là: S, H2S SO2 Vậy: X là: SO2, S H2S Phương trình hóa học: Mg + 2H2SO4 đặc → SO2 + MgSO4 + 2H2O 3Mg + 4H2SO4 đặc → S + 3MgSO4 + 4H2O 4Mg + 5H2SO4 đặc → H2S + 4MgSO4 + 4H2O Trong sản phẩm phản ứng (2) có muối Fe2(SO4)3; sản phẩm khử nước Vậy, X sắt hợp chất sắt mà đó, sắt chưa thể số oxi hóa cao X là: Fe; FeO; Fe3O4; Fe(OH)2; FeSO4 Phương trình hóa học: 2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2FeO + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 10H2O 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O MxOy oxit kim loại phản ứng với axit sunfuric tạo sản phẩm khử SO sản phẩm khác Do đó, MxOy, M chưa thể số oxi hóa cao Trong sản phẩm X, Y, có sản phẩm H2O sản phẩm muối với số oxi hóa cao M, gọi M2(SO4)n (n hóa trị cao M) Phương trình hóa học: MxOy + H2SO4 đặc → SO2 + M2(SO4)n + H2O 2.2.2 Dạng 2: Chuỗi phản ứng hóa học Đây dạng tập giúp học sinh củng cố lý thuyết tổng hợp axit sunfuric đặc, chuyển đổi, mối liên hệ axit sunfuric đặc với hợp chất khác Ví dụ 1: Hồn thành dãy chuyển hóa sau: S SO2 SO3 H2SO4 FeS2 Ví dụ 2: Hồn thành dãy chuyển hóa sau: FeS2 → SO2 → SO3 → H2SO4 → Na2SO4 → NaCl → NaNO3 Hướng dẫn giải: Để làm tập chuỗi phản ứng, trước hết, ta cần đánh số thứ tự phản ứng xảy chuỗi để dễ dàng thực dễ theo dõi Các phương trình hóa học: (1) 4FeS + 11O2 → 8SO2 + 2Fe2O3 (2) 2SO2 + O2 2SO3 (3) SO3 + H2O → H2SO4 (4) H2SO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O (5) Na2SO4 + BaCl2 → BaSO4↓ + 2NaCl (6) NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl↓ 2.2 Bài tập định lượng axit sunfuric đặc 2.2.1 Dạng 1: Bài tốn oleum Ví dụ 1: Hòa tan 3,38g oleum vào nước thu dung dịch A Để trung hòa A cần 800 ml dung dịch KOH 0,1M a) Hãy xác định công thức oleum b) Cần lấy gam A hòa tan vào 200g nước để thu dung dịch H2SO4 10% Phân tích đề - Hướng dẫn giải: - Phân tích đề bài:  Để giải tốn này, trước hết, học sinh phải viết phương trình hóa học tạo thành H2SO4 từ oleum: H2SO4.nSO3 + n H2O → (n+1)H2SO4 (1)  Sau đó, dựa vào phản ứng trung hòa axit KOH để tính lượng axit tạo thành H2SO4 + 2KOH → K2SO4 + 2H2O (2)  Dựa vào số mol axit, khối lượng oleum cho, ta tìm n, từ suy cơng thức oleum  Để đơn giản tốn, ta nên tính tốn phương trình trung hòa axit trước, sau tính ngược lên trên; khơng nên tính từ xuống làm tốn trở nên phức tạp  Ý b dạng toán pha chế dung dịch, cho nồng độ dung dịch sau pha Học sinh sử dụng cơng thức tính C% phương pháp đường chéo để xác định khối lượng dung dịch ban đầu - Hướng dẫn giải chi tiết: a, nKOH = 0,8.0,1= 0,08 mol Theo phương trình (2): nH =1 n KOH = SO Theo phương trình (1): noleum = 0,08 = 0,04 (mol) = n 0,04 = H SO Lại có: moleum = 3,38 gam Suy ra: Moleum = 3,38 : (mol) = 98 + 80n Suy ra: n = Vậy: Công thức oleum là: H2SO4 3SO3 b, Gọi khối lượng A cần dùng m (gam) Áp dụng cơng thức tính C%, ta có: C% = mct 100% = m dd Giải phương trình suy ra: m = 22,22 gam Ví dụ 2: Cho 0,015 mol loại hợp chất oleum vào nước thu 200 ml dung dịch X Để trung hoà 100 ml dung dịch X cần dùng 200 ml dung dịch NaOH 0,15M Phần trăm khối lượng nguyên tố lưu huỳnh oleum A 23, 97% B 35, 95% C 32, 65% Đáp số: B D 37, 86% Ví dụ 3: Cho 2,52 gam hỗn hợp gồm Al Mg trộn theo tỉ lệ mol 2:3 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc thu muối sunfat 0,03 mol chất khử chứa lưu huỳnh Xác định sản phẩm khử? Phân tích đề – Hướng dẫn giải:  Bài toán yêu cầu xác định sản phẩm khử biết số mol sản phẩm khử số mol hỗn hợp kim loại tham gia phản ứng  Xác định sản phẩm khử xác định số oxi hóa S sau phản ứng Vì vây, tốn có ẩn số oxi hóa S sau phản ứng (ta gọi x)  Khi kiện lại biết, ta áp dụng định luật bảo toàn electron, thiết lập phương trình tốn học để tìm x ( phương trình (3) )  Lưu ý: tốn này, học sinh khơng nên viết phương trình hóa học, ta chưa xác định rõ sản phẩm khử, nên giải theo cách phức tạp - Gọi x số oxi hoá S chất khử thu - Ta có: nMg= 0,06 mol ; nAl = 0,04 mol - Áp dụng định luật bảo toàn electron (hoặc công thức (3) ), ta được: 0,06.2 + 0,04.3 = 0,03(6-x) Suy ra: x = -2 Vậy chất khử H2S Ví dụ 4: Cho 9,6 gam Mg tác dụng hết với dung dịch H 2SO4 đặc thấy có 49 gam axit phản ứng thu muối, sản phẩm khử X nước Xác định X Đáp số: X là: H2S Ví dụ 5: Để khử hồn tồn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe 3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2 Mặt khác, hòa tan hồn tồn 3,04 gam hỗn hợp X dung dịch H 2SO4 đặc thu V lít SO2 Tính V (đktc) Phân tích đề – Hướng dẫn giải  Bài toán hỗn hợp oxit sắt tham gia phản ứng oxi hóa khử  Điểm mấu chốt tốn: nO (hỗn hợp oxit) = nH  Đối với toán hỗn hợp sắt oxit săt tác dụng với axit sunfuric đặc phản ứng nóng, ta thường sử dụng phương pháp quy đổi (coi hỗn hợp gồm Fe O) để giải toán Sau bước quy đổi xác định số mol Fe O, ta áp dụng định luật bảo toàn electron để xác định thể tích khí tạo thành Đáp số: V = 0,224 lít (đktc) 17 Thiết kế số dạng tập Hiện nay, tập axit sunfuric chủ yếu tập tính tốn phức tạp, sử dụng nhiều kiến thức toán học có yếu tố thực tiễn, gắn liền với đời sống, dễ dẫn đến việc học sinh cảm thấy chán nản, khơng có hứng thú học tập Vì vậy, việc thiết kế dạng tập mới, giúp học sinh rèn luyện lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn; lực thí nghiệm; tập có hình ảnh thú vị, kích thích thị giác, tăng hứng thú học tập cho học sinh điều vô cần thiết Sau số dạng tập axit sunfuric đặc nóng mà thiết kế, sưu tầm tổng hợp 3.1 Dạng tập thí nghiệm Ví dụ 1: Quan sát hình vẽ sau: Hình vẽ biểu diễn thí nghiệm nào? Nêu giải thích trình tự thao tác thí nghiệm đó? Hướng dẫn: - Hình vẽ biểu diễn thí nghiệm pha lỗng H2SO4 đặc - Nếu rót nước vào axit H2SO4 đặc, nước sơi đột ngột kéo theo giọt axit bắn xung quanh gây nguy hiểm Vì vậy, muốn pha lỗng axit sunfuric đặc, người ta phải rót từ từ axit vào nước khuấy nhẹ đũa thủy tinh, tuyệt đối không làm ngược lại Ví dụ 2: Cho hình vẽ sau Biết cân vị trí thăng Hỏi sau thời gian cân vị trí thăng hay khơng? Vì sao? 18 Hướng dẫn: Axit sunfuric đặc có khả hút nước từ khơng khí nên làm cho cốc axit nặng hơn, cân lệch khỏi vị trí cân bằng, nghiêng phía cốc đựng axit Ví dụ 3: Quan sát hình vẽ mơ tả thí nghiệm điều chế Clo phòng thí nghiệm trả lời câu hỏi: Vai trò H2SO4 thí nghiệm gì? Có thể đổi chỗ bình đựng dung dịch NaCl bình đựng H2SO4 đặc khơng? Hướng dẫn: Vai trò axit sunfuric đặc làm khơ khí clo Vì axit sunfuric có khả hút ẩm Khơng thể đổi chỗ bình đựng dung dịch NaCl H2SO4 đặc tinh chế khí, nước phải thu lại sau Nếu đổi chỗ bình Clo thu bị ướt 3.2 Dạng tập hình ảnh Ví dụ 1: Quan sát hình ảnh sau: Trên hình ảnh nạn nhân vụ tạt axit Bằng kiến thức hiểu biết thân, em cho biết: Axit thường dùng vụ tạt axit loại axit nào? Nêu giải thích hậu việc sử dụng loại axit Nêu bước sơ cứu bị loại axit tiếp xúc với thể? 19 Hướng dẫn: Trong vụ tạt axit, người ta sử dụng axit sunfuric đặc Do axit sunfuric đặc háo nước nhanh chóng hút nước tế bào thể, sụn, ngưng kết lõi protein bên phá hủy sụn hoàn toàn, gây biến dạng phận tiếp xúc Trong trường hợp axit bắn vào mắt, miệng, nạn nhân hồn tồn đơi mơi, mí mắt bị đốt cháy hay biến dạng Do tính chất oxy hóa mạnh nên tác động lên thể, axit phá hủy cấu trúc mô da, mỡ, gân, cơ… gây hoại tử từ ngồi vào theo chế đơng vón protein thể Nếu bị tạt axit đậm đặc vào phần đầu, axit gây bỏng sâu, ăn mòn phá hủy phần hộp sọ Cùng với đó, tóc biến phần da đầu chỗ khơng mọc lại Đối với tai, mũi, tiếp xúc với axit gây điếc, mũi teo tóp, biến dạng, lỗ mũi đóng kín hồn tồn Ngun nhân lớp sụn tai, mũi có thành phần nước, protein collagen Các bước sơ cứu bị dính axit sunfuric đặc: - Khi axit sunfuric đặc lưu da, cần loại bỏ nguyên nhân gây bỏng cách rửa hóa chất khỏi bề mặt da vòi nước lạnh 15 phút trở lên Chú ý rửa vòi nước cần giữ tư cho không để axit chảy vào vùng khác thể - Không cởi quần áo người bị bỏng dễ gây lột da Các vùng hoá chất axit bám vào quần áo cần nhẹ nhàng cắt bỏ, không tiếp xúc tay không - Che phủ vùng bị bỏng băng gạc khô vô trùng quần áo - Nhanh chóng đưa nạn nhân đến bệnh viện gọi cấp cứu Ví dụ 2: Quan sát hình ảnh sau: Ảnh: Vết thương bị bỏng nước thông cống anh Đỗ Thanh Dũng (Nguồn: Dân trí) 20 Theo Báo Dân trí, số ngày 11/07/2016 đưa tin: “Do ống xả nước gia đình bị nghẹt, ơng Đỗ Thanh Dũng (quận Bình Thạnh, TP.HCM) tiệm mua chai nước thông cống Thực theo hướng dẫn, ơng Dũng đem chai hóa chất đổ xuống đường ống nước xả bị nghẹt “Bất ngờ nghe tiếng nổ lớn, tiếp “cột nước” cao khoảng 1, m lên” - ông Dũng kể Mặc dù kịp thời né sang bên chân phải ông Dũng bị “nước” thông cống bắn vào làm da bị cháy lốm đốm, bỏng rát.” Link báo: https://dantri.com.vn/suc-khoe/bong-tay-hoai-tu-chan-vi-chat-thong- cong-2016071109281793.htm Bằng kiến thức Hóa học, em dự đoán nguyên nhân gây bỏng anh Dũng nêu bước tiến hành sơ cứu bị bỏng tình Hướng dẫn: Do loại nước thơng cống cực mạnh có chứa đến 50% axit sunfuric đặc Khi đổ trực tiếp axit xuống nước với lượng lớn gây tượng gây bỏng nặng ( Hậu biện pháp sơ cứu tham khảo ví dụ 1) 3.3 Dạng tập tình Ví dụ 1: Tối nay, mẹ giao cho An nhiệm vụ nấu ăn rửa bát Tuy nhiên, vào 19h30 tối nay, Đội tuyển bóng đá Việt Nam đá trận chung kết lượt giải AFF Cup mà An muốn xem Vì vậy, để vừa hồn thành việc mẹ giao, vừa xem bóng đá, An định sau nấu ăn xong rửa trước xoong, nồi dụng cụ nấu bếp Tuy nhiên, chảo dầu ăn vừa rán gà xong nên nóng, lại dầu ăn thừa nên chưa rửa ln Để chảo dầu ăn mau nguội, An lấy nước lạnh đổ trực tiếp vào chảo dầu ăn Việc làm khiến dầu ăn nước bắn lên, làm An bị vài vết bỏng nhẹ An nghĩ: “Mình thật bất cẩn Việc làm giống đổ nước vào axit sunfuric đặc nóng Thật nguy hiểm!” Theo em, suy nghĩ An có khơng? Giải thích? Gợi ý: Suy nghĩ An Vì: Khi đổ nước lạnh vào chảo dầu ăn nóng, dầu ăn nước bị bắn ngồi do: nhiệt độ sôi nước nhỏ dầu ăn Khi dầu sơi, ta đổ nước lạnh vào nước bị sôi đột ngột kéo theo giọt dầu ăn bắn Việc đổ nước vào axit sunfuric đặc Nếu rót nước vào axit H 2SO4 đặc, nước sôi đột ngột kéo theo giọt axit bắn xung quanh gây nguy hiểm Ví dụ 2: Hôm nay, đường học về, Huy gặp xe ô tô chở thùng sắt to, có ghi bên ngồi axit sunfuric đặc Huy thấy thắc mắc, 21 Sắt có phản ứng với axit sunfuric, mà người ta lại dùng thùng sắt để đựng loại axit này? Nếu dùng chẳng may axit làm thùng sắt bị thủng, sau axit bị chảy ngồi nguy hiểm cho người lắm! Huy định hôm sau đến hỏi giáo dạy Hóa vấn đề Nếu em cô giáo Huy, em giải thích cho Huy điều này? Gợi ý: Sắt phản ứng với axit sunfuric đặc nóng, nhiên, sắt lại bị thụ động hóa axit sunfuric đặc nguội Vì người ta sử dụng thùng làm sắt để bảo quản vận chuyển axit sunfuric đặc điều kiện thường mà khơng sợ làm hỏng thùng Ví dụ 3: Nam xem đoạn phim tư liệu trình sản xuất phân phối axit sunfuric đặc Trong đoạn tư liệu có chi tiết làm Nam thắc mắc, là: sau tháo axit sunfuric đặc khỏi toa thùng thép, người cơng nhân phải chốt vòi lại Người thuyết minh đoạn tư liệu nói rằng, người cơng nhân làm để bảo vệ thùng chứa Nếu khơng đóng lại ngay, thùng chứa nhanh chóng bị hỏng sử dụng Bằng kiến thức hóa học biết axit sunfuric đặc, em giúp Nam giải thích chi tiết Gợi ý: Axit sunfuric đặc có khả hút nước Vì vậy, khơng chốt vòi lại ngay, khơng khí tràn vào thùng, axit sunfuric đặc hút nước khơng khí làm cho lượng axit lại thùng bị lỗng Axit sunfuric lỗng có khả phản ứng với sắt, nhanh làm hỏng thùng chứa Thiết kế giảng KẾ HOẠCH BÀI DẠY CHUYÊN ĐỀ: BÀI TẬP HÓA HỌC VỀ AXIT SUNFURIC ĐẶC I MỤC TIÊU Về kiến thức - Nêu tính chất vật lý tính chất hóa học đặc trưng axit sunfuric đặc: tính oxi hóa mạnh tính háo nước - Liệt kê ứng dụng axit sunfuric thực tế - Giải thích nguyên nhân tác hại việc bỏng axit sunfuric đặc Về kĩ - Viết cân phương trình hóa học biểu diễn tính chất axit sunfuric đặc 22 - Vận dụng kiến thức hóa học axit sunfuric đặc giải tình thực tiễn: cách sơ cứu người bị bỏng axit, bảo quản dụng cụ chứa axit sunfuric đặc - Thao tác xác làm thí nghiệm pha lỗng axit sunfuric đặc Về thái độ: - Nghiêm túc, cẩn thận làm thí nghiệm với axit sunfuric đặc - Hạn chế sử dụng loại hóa chất nguy hiểm gia đình như: chất thông tắc bồn cầu, nhà vệ sinh, cống rãnh nước,… - Có ý thức tun truyền, cảnh báo, ngăn cản hành vi tạt axit Phát triển lực - Góp phần phát triển lực vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn lực thực nghiệm hóa học cho học sinh II CHUẨN BỊ Giáo viên - Giấy A0, nam châm - Tranh ảnh, phiếu học tập - Nội dung học powerpoint Học sinh - Sách giáo khoa - Vở ghi - Bút màu III PHƢƠNG PHÁP – KĨ THUẬT DẠY HỌC - Dạy học theo nhóm - Dạy học tình IV TIẾN TRÌNH BÀI DẠY Hoạt động giáo viên Hoạt động học sinh Nội dung Hoạt động 1: Khởi động (5 phút) - Ổn định lớp - Ví dụ 1,2 – Mục 3.1: Dạng - Giới thiệu dạy tập thí nghiệm - Lần lượt đưa hình ảnh, - Quan sát hình ảnh, trả lời nêu câu hỏi câu hỏi giáo viên - Đưa nhận xét kết luận - Ghi chép kiến thức vào sau ảnh 23 Hoạt động 2: Vƣợt chƣớng ngại vật (10 phút) - Chia lớp thành nhóm - Ví dụ 1,2 – Mục 3.2: Dạng - Đưa hình ảnh đoạn - Phối hợp với thành tập hình ảnh thơng tin, tương ứng với viên nhóm để hồn nhiệm vụ, u cầu học sinh thành nhiệm vụ hoạt động nhóm, nhóm xử lý nhiệm vụ thời gian 10 phút, trình bày giấy A0 - Quan sát, hướng dẫn nhóm q trình làm việc nhóm - u cầu nhóm dán sản - Quan sát, lắng nghe để phẩm bảng, trình bày nhận xét nhóm bạn nhận xét chéo - Nhận xét, kết luận Đặc biệt - Ghi điểm cần ý đến bước sơ cứu lưu ý vào bị bỏng axit sunfuric đặc Hoạt động 3: Tăng tốc (10 phút) - Đưa chuối biến hóa cho - Phân cơng thành viên Các chuỗi phản ứng: nhóm Các nhóm hồn thành nhóm lên tham gia trò chuỗi phản ứng hình thức chơi CuS → SO2 tiếp sức Mỗi nhóm cử số FeS → H2S → S → SO2 → SO3→ H2SO4 → SO2 → S thành viên (bằng số phản ứng chuỗi nhóm mình) FeS2→SO2→SO3→H2SO4 → SO2 → S → FeS → H2S lên tham gia Thời gian tối đa →SO2 → S để hoàn thành chuỗi phản ứng phút - u cầu bạn lại khơng tham gia trò chơi hồn thành chuỗi nhóm giấy - Các thành viên lại để cuối thu chấm điểm hồn thành nhiệm vụ Thành viên nhóm khơng nhóm chỗ hồn thành nhóm bị trừ điểm - Nhận xét, kết luận 24 Hoạt động 4: Về đích (15 phút) - Đưa toán cho Bài tập 1: Cho 12 gam hỗn hợp nhóm Mỗi nhóm hồn thành gồm Cu Fe tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc, - Các nhóm hồn thành tập - Hồn thành tập cá nóng dư thu 5,6 lít khí giấy hình thức cá nhân, nhân SO2 (đktc) thời gian 10 phút Hết 10 a Tính khối lượng Cu Fe phút, giáo viên thu để hỗn hợp ban đầu ? chấm b Tính khối lượng muối thu - Gọi học sinh xong - Lên bảng chữa Bài tập 2: Hòa tan 3,38g nhóm lên bảng chữa - Nhận xét, sửa chữa được? - Chữa tập vào ghi oleum vào nước thu dung dịch A Để trung hòa A cần 800 ml dung dịch KOH 0,1M a) Hãy xác định công thức oleum b) Cần lấy gam A hòa tan vào 200g nước để thu dung dịch H2SO4 10% Hoạt động 5: Tổng kết (5 phút) - Tổng kết lại kiến thức học - Ghi nhớ tập nhà - Giao tập nhà: Các nhóm hồn thành nhiệm vụ: chuỗi phản ứng tập tính tốn nhóm bạn - Chuẩn bị 25 Thiết kế đề kiểm tra – Đánh giá 5.1 Ma trận đề kiểm tra sử dụng chuyên đề: Bài tập hóa học axit sunfuric đặc nóng Nhận biết Thơng hiểu Vận dụng Vận dụng thấp TN TL TN TL TL Vận dụng cao TN TL - Nêu tính - Viết chất vật lý, tính chất hóa học phản ứng thể lượng axit tính chất vật lý, H2SO4 đặc nóng tính chất hóa học tính chất hóa - Viết lại H2SO4 đặc phương pháp bảo học đặc trưng phương trình nóng chưa tồn electron; hóa học thể trình bày tốn oleum sunfuric sách giáo khoa nóng để giải phương tình tính chất TN Tổng H2SO4 đặc nóng trình bày sách cân - Giải thành thạo - Vận dụng các tập định sunfuric đặc pháp thăng giáo electron khoa kiến thức về: axit đặc thực tiễn - Thực chuỗi phản ứng hóa học H2SO4 câu câu 1,2 điểm 1,2 điểm câu câu điểm 1,6 điểm câu điểm câu 13 câu điểm 10 điểm Chú thích: TN: Trắc nghiệm TL: Tự luận 5.2 Thiết kế đề kiểm tra sử dụng chuyên đề: Bài tập axit sunfuric đặc nóng ĐỀ KIỂM TRA CHUYÊN ĐỀ BÀI TẬP HÓA HỌC VỀ AXIT SUNFURIC ĐẶC, NÓNG Thời gian: 45 phút Phần I Trắc nghiệm khách quan (4 điểm) Khoanh vào chữ đặt trước câu trả lời 26 Câu 1: Sản phẩm tạo thành phản ứng FeO với H2SO4 đặc, đun nóng : A FeSO4, H2O C FeSO4, SO2, H2O B Fe2(SO4)3, H2O D Fe2(SO4)3, SO2, H2O Câu 2: Phát biểu sau đúng: A Axit sunfuric đặc axit dễ bay hơi, khả hút ẩm B Axit sunfuric đặc axit dễ bay hơi, khả hút ẩm tốt C Axit sunfuric đặc axit không bay hơi, khả hút ẩm tốt D Axit sunfuric đặc axit không bay hơi, khả hút ẩm Câu 3: Cho 5,6 gam Fe phản ứng hoàn tồn với H2SO4 đặc nóng thu dư khí X có mùi sốc Xác định thể tích khí X (đktc) A 3,36 lít B 2,24 lít C 4,48 lít D 1,12 lít Câu 4: Hệ số cân H2SO4 phản ứng sau bao nhiêu? FexOy + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O A 6x – 2y B 4x – y C 6x – 4y D x – y Câu 5: Ta pha loãng dung dịch axit sunfuric đặc cách: A Đổ từ từ nước vào axit , khuấy nhẹ đũa thủy tinh B Đổ từ từ axit vào nước, khuấy nhẹ đũa thủy tinh C Đổ từ từ axit vào nước, lắc mạnh D Khơng thể pha lỗng axit sunfuric đặc Câu 6: Cho 0,015 mol loại hợp chất oleum vào nước thu 200 ml dung dịch X Để trung hoà 100 ml dung dịch X cần dùng 200 ml dung dịch NaOH 0,15M Phần trăm khối lượng nguyên tố lưu huỳnh oleum A 23, 97% B 35, 95% C 32, 65% D 37, 86% Câu 7: Hiện tượng xảy cho sắt dư phản ứng với axit sunfuric đặc nóng là: A Sắt tan phần, dung dịch từ khơng màu chuyển sang màu đỏ nâu, xuất khí khơng màu, mùi sốc khỏi bề mặt dung dịch B Sắt tan phần, dung dịch từ không màu chuyển sang màu trắng xanh, xuất khí khơng màu, khơng mùi khỏi bề mặt dung dịch C Sắt tan phần, dung dịch từ không màu chuyển sang màu trắng xanh, xuất khí khơng màu, mùi sốc thoát khỏi bề mặt dung dịch D Sắt tan phần, dung dịch từ không màu chuyển sang màu đỏ nâu, xuất khí khơng màu, khơng mùi thoát khỏi bề mặt dung dịch 27 Câu 8: Hòa tan hồn tồn Mg H2SO4 đặc, nóng, dư thu 3,2 gam chất rắn màu vàng dung dịch A Cô cạn dung dịch A thu gam muối khan? A 24 gam B 28,8 gam C 48 gam D 36 gam Câu 9: Tính chất hóa học đặc trưng axit sunfuric đặc là: A Tính khử mạnh C Tính khử yếu B Tính oxi hóa mạnh D Vừa khử vừa oxi hóa Câu 10: Cho 18 gam kim loại M tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư thu 3,36 lít khí SO2 đktc; 6,4 gam S dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu gam muối khan? A 90 gam B 101,2 gam C 100 gam D 87,45 gam Phần II Tự luận (6 điểm) Câu (2 điểm): Tìm chất chất X thỏa mãn phương trình hóa học sau viết lại phương trình hóa học hồn chỉnh X + H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + H2O Câu (2 điểm): Cho 2,52 gam hỗn hợp gồm Al Mg trộn theo tỉ lệ mol 2:3 tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc thu muối sunfat 0,03 mol chất khử chứa lưu huỳnh Xác định sản phẩm khử khối lượng muối thu sau phản ứng? Câu 3(2 điểm): Quan sát hình ảnh sau: Trên hình ảnh nạn nhân vụ tạt axit Bằng kiến thức hiểu biết thân, em cho biết: Axit thường dùng vụ tạt axit loại axit nào? Nêu giải thích hậu việc sử dụng loại axit Nêu bước sơ cứu bị loại axit tiếp xúc với thể? 28 ĐÁP ÁN – HƢỚNG DẪN GIẢI Phần I Trắc nghiệm khách quan Câu 10 Đáp án D C A A B B C D B A Phần II Tự luận Câu 1: Trong sản phẩm phản ứng có muối Fe2(SO4)3; sản phẩm khử nước Vậy, X sắt hợp chất sắt mà đó, sắt chưa thể số oxi hóa cao X là: Fe; FeO; Fe3O4; Fe(OH)2; FeSO4 Phương trình hóa học: 2Fe + 6H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O 2FeO + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 4H2O 2Fe3O4 + 10H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 10H2O 2Fe(OH)2 + 4H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 6H2O 2FeSO4 + 2H2SO4 đặc → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O Câu 2: - Gọi x số oxi hoá S chất khử thu được; nMg= 0,06 mol ; nAl = 0,04 mol - Áp dụng định luật bảo tồn electron (hoặc cơng thức (3) ), ta được: 0,06.2 + 0,04.3 = 0,03(6-x) Suy ra: x = -2 Vậy chất khử H2S mmuối = mkim loại + 96 8.nH S = 2,52 + 96.4.0,03 = 14,04 (gam) Câu 3: Axit dùng vụ tạt axit H2SO4 đặc Các bước sơ cứu bị dính axit sunfuric đặc: - Khi axit sunfuric đặc lưu da, cần loại bỏ nguyên nhân gây bỏng cách rửa hóa chất khỏi bề mặt da vòi nước lạnh 15 phút trở lên Chú ý rửa vòi nước cần giữ tư cho khơng để axit chảy vào vùng khác thể - Khơng cởi quần áo người bị bỏng dễ gây lột da Các vùng hoá chất axit bám vào quần áo cần nhẹ nhàng cắt bỏ, không tiếp xúc tay không - Che phủ vùng bị bỏng băng gạc khô vơ trùng quần áo - Nhanh chóng đưa nạn nhân đến bệnh viện gọi cấp cứu 29 KẾT LUẬN Axit sunfuric nói chung axit sunfuric đặc nói riêng phần kiến thức quan trọng chương trình Hóa học phổ thơng có nhiều ứng dụng thực tiễn sống Vì vậy, để học sinh nắm vững khắc sâu phần kiến thức việc sử dụng hệ thống tập phong phú, đa dạng điều vô cần thiết Chuyên đề: “Thiết kế phân loại tập hóa học phần axit sunfuric đặc” thiết kế phân loại dạng tập cụ thể axit sunfuric đặc, nêu phương pháp giải dạng tập, xây dựng hệ thống tập hóa học vận dụng kiến thức vào thực tiễn, thiết kế kế hoạch giảng dạy tiết chuyên đề kế hoạch kiểm tra – đánh giá kiến thức chuyên đề Với nội dung nghiên cứu trình bày, hy vọng chuyên đề giúp cho việc dạy học phần kiến thức axit sunfuric đặc trường phổ thông dễ dàng hiệu hơn, làm tăng hứng thú lòng u thích học sinh mơn Hóa học 30 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Bộ Giáo dục Đào tạo (2012), Hóa học 11 Nâng cao, Nhà xuất Giáo dục [2] Hồng Nhâm (1999), Hóa vơ Tập hai, Nhà xuất Giáo dục 31 ... Đánh giá 26 5.1 Ma trận đề kiểm tra sử dụng chuyên đề: Bài tập axit sunfuric đặc nóng 26 5.2 Thiết kế đề kiểm tra sử dụng chuyên đề: Bài tập axit sunfuric đặc nóng 26 KẾT LUẬN ... phương pháp tính tốn riêng Trong chuyên đề này, dựa vào tính chất tập, chia tập axit sunfuric thành mảng là: Bài tập định tính tập định lượng 2.1 Bài tập định tính axit sunfuric đặc, nóng 2.1.1 Dạng... nghiệm TL: Tự luận 5.2 Thiết kế đề kiểm tra sử dụng chuyên đề: Bài tập axit sunfuric đặc nóng ĐỀ KIỂM TRA CHUN ĐỀ BÀI TẬP HĨA HỌC VỀ AXIT SUNFURIC ĐẶC, NÓNG Thời gian: 45 phút Phần I Trắc nghiệm