SKKN các lỗi học sinh thường mắc phải khi viết phương trình hóa học loại phản ứng trao đổi trong dung dịch

PHÒNG GD&ĐT TAM DƯƠNGTRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ ĐỒNG TĨNH HỒ SƠ ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2018 - 2019 Tên sáng kiến: “Các lỗi học sinh thường mắc phải khi viết phương trì

PHÒNG GD&ĐT TAM DƯƠNG

TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ ĐỒNG TĨNH

HỒ SƠ ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN

CẤP HUYỆN NĂM HỌC 2018 - 2019

Tên sáng kiến: “Các lỗi học sinh thường mắc phải khi viết

phương trình hóa học loại phản ứng trao đổi trong dung dịch”

Tác giả sáng kiến: Dương Thanh Tuyền

Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị: Trường THCS Đồng Tĩnh, huyện Tam Dương,

tỉnh Vĩnh Phúc

HỒ SƠ GỒM CÓ:

1 Đơn đề nghị công nhận Sáng kiến cấp huyện;

2 Báo cáo kết quả nghiên cứu, ứng dụng sáng kiến

3 Giấy chứng nhận Sáng kiến cấp cơ sở

Tam Dương, năm 2019

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

-ĐƠN ĐỀ NGHỊ CÔNG NHẬN SÁNG KIẾN CẤP HUYỆN

Kính gửi: Hội đồng Sáng kiến huyện Tam Dương

Tên tôi là: Dương Thanh Tuyền

Chức vụ (nếu có): Giáo viên

Đơn vị/địa phương: Trường THCS Đồng Tĩnh, huyện Tam Dương, tỉnh Vĩnh Phúc

Điện thoại: 0974383136

Tôi làm đơn này trân trọng đề nghị Hội đồng Sáng kiến huyện Tam Dương xem xét và công nhận sáng kiến cấp huyện cho tôi đối với sáng kiến/các sáng kiến đã được Hội đồng Sáng kiến cơ sở công nhận sau đây:

Tên sáng kiến : “Các lỗi học sinh thường mắc phải khi viết phương trình hóa học loại phản ứng trao đổi trong dung dịch”

Tôi xin cam đoan mọi thông tin nêu trong đơn là trung thực, đúng sự thật, không xâm phạm quyền sở hữu trí tuệ của người khác và hoàn toàn chịu trách nhiệm về thông tin đã nêu trong đơn

Xác nhận của Thủ trưởng đơn vị

Đồng Tĩnh, ngày tháng 03 năm 2019

Người nộp đơn

Dương Thanh Tuyền

PHÒNG GD&ĐT TAM DƯƠNG

TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ ĐỒNG TĨNH

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

Tên sáng kiến: “Các lỗi học sinh thường mắc phải khi viết

phương trình hóa học loại phản ứng trao đổi trong dung dịch”

Tác giả sáng kiến: Dương Thanh Tuyền

Tam Dương, năm 2019

BÁO CÁO KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG SÁNG KIẾN

1 Lời giới thiệu: Học hóa học hiện nay không những học sinh học lý thuyết mà còn đòi hỏi học sinh vận dụng lý thuyết được học vào giải các bài tập lý thuyết, thực tiễn và đặc biệt là kĩ năng thực hành thí nghiệm

Giải toán hóa học và lập phương trình hóa học (PTHH) là hai nội dung rất quan trọng đối với môn hóa học, tất cả các bài tập hoàn thành PTHH, tính toán

và chuyển đổi giữa các chất đều liên quan tới PTHH Tuy nhiên học sinh bậc THPT nói chung, học sinh lớp 8, 9 nói riêng thường rất lúng túng và không đúng trong việc lập PTHH (cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sau phản ứng), dẫn đến việc tính toán hóa học bị sai liên quan đến phương trình hóa học

Trong chương trình Hóa học phổ thông “phản ứng trao đổi trong dung dịch” chiếm một vị trí quan trọng từ THCS đến THPT liên quan đến nhiều câu hỏi, bài tập gắn liền với thực tiễn đời sống hằng ngày như môi trường không khí, nước, đất, vệ sinh an toàn thực phẩm …

Qua tham khảo ý kiến của các đồng nghiệp, đặc biệt là qua quá trình trực tiếp giảng dạy nhiều năm qua về phản ứng trao đổi trong dung dịch được đề cập đến ở Bài 9 – Tiết 14 – Tính chất hóa học của muối – Phần II

Xuất phát từ yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học hiện nay “là dạy học theo phương pháp tích cực”, giúp học sinh tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo, rèn luyện thói quen và khả năng tự học, tinh thần hợp tác bạn bè, hoạt động nhóm, đặc biệt là rèn kĩ năng thực hành thí nghiệm cho học sinh Khả năng vận dụng vào tình huống khác nhau trong học tập và trong thực tiễn đời sống Tạo niềm tin và hứng thú trong học tập môn học

Khi lập PTHH cho các loại phản ứng nói chung và đặc biệt là lập PTHH loại phản ứng trao đổi, học sinh thường rất lúng túng, gặp nhiều khó khăn Học sinh đang tiến hành lập PTHH theo một cách máy móc, không hiểu bản chất của phản ứng, chưa biết phản ứng nào xảy ra, phản ứng nào không xảy ra, các em chỉ biết lập PTHH một cách máy móc

Làm như thế nào để giúp học sinh lập được PTHH loại phản ứng trao đổi chính xác và nhanh nhất là điều Học hóa học hiện nay không những học sinh học lý thuyết mà còn đòi hỏi học sinh vận dụng lý thuyết được học vào giải các bài tập lý thuyết, thực tiễn và đặc biệt là kĩ năng thực hành thí nghiệm

Làm như thế nào để giúp khiến tôi băn khoăn trăn trở bấy lâu nay

Từ suy nghĩ đó, tôi đã chọn đề tài: “Các lỗi học sinh thường mắc phải

khi viết PTHH loại phản ứng trao đổi trong dung dịch” để nghiên cứu và thể

nghiệm chuyên đề trong mấy năm học gần đây và kết quả đem lại là rất tốt

2 Tên sáng kiến: “Các lỗi học sinh thường mắc phải khi viết PTHH loại

phản ứng trao đổi trong dung dịch”

3 Tác giả sáng kiến:

- Họ và tên: Dương Thanh Tuyền

- Địa chỉ tác giả sáng kiến: Khu 5 xã Đồng Tĩnh, Tam Dương, Vĩnh Phúc

- Số điện thoại: 0974 383 136

- E_mail:duongthanhtuyen.c2dongtinh@vinhphuc.edu.vn

4 Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến: Dương Thanh Tuyền

5 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Chương trình hóa học lớp 9, Hóa học THPT đều

có thể áp dụng

6 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu hoặc áp dụng thử, (ghi ngày nào sớm hơn): Thời gian: Từ tháng 1 năm 2018

7 Mô tả bản chất của sáng kiến:

- Về nội dung của sáng kiến:

1 Khái niệm:

- Phản ứng trao đổi trong dung dịch là phản ứng hóa học, trong đó giữa hai chất tham gia phản ứng trao đổi thành phần phân tử cho nhau để tạo thành những hợp chất mới

- Đối với môn hóa học nói chung thì định nghĩa về phản ứng trao đổi trong dung dịch được phát biểu như sau: Phản ứng trao đổi trong dung dịch là phản ứng mà không có sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tố trước và sau phản ứng

- Phương trình phản ứng trao đổi có dạng tổng quát:

AB + CD → AD + CB

A, B, C, D trao đổi vị trí cho nhau còn số oxi hóa của mỗi nguyên tố không thay đổi

2 Điều kiện để phản ứng trao đổi trong dung dịch xảy ra:

- Các chất tham gia phản ứng phải tan trong nước (trừ phản ứng giữa muối tác dụng với axit và axit tác dụng với bazơ)

Ví dụ: BaSO 4 + KCl → Không xảy ra

Na2SO4 + Fe(OH) 2 → Không xảy ra

- Phản ứng phải tạo thành chất kết tủa (chất không tan trong nước)

Ví dụ: KCl + AgNO3 → KNO3 + AgCl ↓

2NaOH + CuCl2 → 2NaCl + Cu(OH) 2 ↓

- Phản ứng tạo thành chất điện ly yếu:

+ Phản ứng tạo thành nước:

Ví dụ 1: NaOH + HCl → NaCl + H2O

Ví dụ 2: 2Fe(OH)3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 6H2O

+ Phản ứng tạo thành axit yếu (axit dễ bay hơi):

Ví dụ 1: 2NaCl + H2SO4 đặc → Na2SO4 + 2HCl ↑

Ví dụ 2: FeS + 2HCl → FeCl2 + H 2 S ↑

+ Phản ứng tạo thành chất khí:

Ví dụ 1: Na2SO3 + 2HCl → 2NaCl + SO 2 ↑ + H2O

Ví dụ 2: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + CO 2 ↑ + H2O

3 Một số loại phản ứng trao đổi thường gặp cấp THCS:

3.1 Axit tác dụng với muối → Muối mới và axit mới.

2HCl + CuS → CuCl2 + H 2 S ↑

2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO 2 ↑ + H2O BaCl2 + H2SO4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl

- Trong quá trình giảng dạy, giáo viên nên lưu ý và bổ sung cho học sinh kiến

thức sau: Một số muối sunfua như CuS, PbS, Ag 2 S, HgS không tan trong axit thông thường (HCl, H 2 SO 4 loãng) nên axit yếu H 2 S đẩy được các muối này ra khỏi muối của axit mạnh.

H2S + CuCl2 → CuS ↓ + 2HCl

H2S + Pb(NO3)2 → PbS ↓ + 2HNO3

3.2 Axit tác dụng với bazơ → Muối và nước.

- Trong quá trình giảng dạy, giáo viên nói rõ cho học sinh biết loại phản ứng

này luôn luôn xảy ra, không cần xét điều kiện vì H 2 O là chất điện ly yếu.

2HCl + Ca(OH)2 → CaCl2 + 2H2O

H2SO4 + Ba(OH)2 → BaSO 4 ↓ + 2H2O

- Đối với axit yếu loại đa nấc, ví dụ H3PO4 khi tác dụng với bazơ mạnh, ví dụ NaOH thì tùy thuộc vào tỷ lệ số mol giữa H3PO4 và NaOH mà ta thu được một muối hay nhiều muối, muối axit hay muối trung hòa

H3PO4 + NaOH → NaH2PO4 + H2O

H3PO4 + 2NaOH → Na2HPO4 + 2H2O

H3PO4 + 3NaOH → Na3PO4 + 3H2O

3.3 Muối tác dụng với bazơ → Muối mới và bazơ mới.

Ví dụ: CuCl2 + 2NaOH → 2NaCl + Cu(OH) 2 ↓

FeSO4 + Ba(OH)2 → BaSO 4 ↓ + Fe(OH) 2 ↓

NH4Cl + NaOH → NaCl + NH 3 ↑ + H2O

- Trong quá trình giảng dạy, đặc biệt là bồi dưỡng học sinh giỏi giáo viên nói rõ

cho học sinh biết: Trường hợp kết tủa hiđroxit tạo ra là hiđroxit lưỡng tính như Al(OH) 3 , Zn(OH) 2 … thì nó sẽ tan trở lại trong kiềm dư.

Ví dụ 1: AlCl3 + 3NaOH → 3NaCl + Al(OH) 3 ↓

Nếu dư NaOH:

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

Ví dụ 2: ZnSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Zn(OH) 2 ↓

Nếu dư NaOH:

Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O 3.4 Muối tác dụng với muối → Hai muối mới

NaCl + AgNO3 → NaNO3 + AgCl ↓

MgSO4 + BaCl2 → MgCl2 + BaSO 4 ↓ Lưu ý: Muối axit của axit mạnh được xem như một axit.

Ví dụ: 2NaHSO4 + Na2CO3 → 2Na2SO4 + CO 2 ↑ + H2O

3.5 Axit tác dụng với oxit bazơ → Muối và nước.

- Trong quá trình giảng dạy, giáo viên nói rõ cho học sinh biết loại phản ứng

này luôn luôn xảy ra, không cần xét điều kiện vì H 2 O là chất điện ly yếu.

CaO + 2HCl → CaCl2 + H2O

Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O

- Trong quá trình giảng dạy, giáo viên cần lưu ý cho học sinh: Fe 3 O 4 khi tác dụng với axit HCl, H 2 SO 4 loãng tạo thành 2 muối:

Fe3O4 + 8HCl → FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

Fe3O4 + 4H2SO4 → FeSO4 + Fe2(SO4)3 + 4H2O 3.6 Bazơ tác dụng với oxit axit

- Dung dịch bazơ tác dụng với oxit axit tạo thành muối và nước

Ví dụ: 2NaOH + SO3 → Na2SO4 + H2O

- Trong quá trình giảng dạy, đặc biệt khi giải bài toán tính theo PTHH thì giáo

viên cần lưu ý cho học sinh:

+ Oxit axit CO2, SO2 khi tác dụng với dung dịch bazơ đầu tiên tạo ra muối trung hòa và nước Sau đó nếu còn dư CO2 (hay SO2) thì nó tác dụng tiếp với muối trung hòa và nước để tạo ra muối axit

Ví dụ: CO2 tác dụng vơi dung dịch NaOH

2NaOH + CO2 → Na2CO3 + H2O (1) Nếu dư CO2:

Na2CO3 + CO2 + H2O → 2NaHCO3 (2) + Oxit NO2 khi tác dụng với dung dịch bazơ thì phản ứng tạo thành 2 muối:

2NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O 4NO2 + 2Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + Ba(NO2)2 + 2H2O Nếu có mặt của O2:

4NO2 + O2 + 4NaOH → 4NaNO3 + 2H2O 3.7 Oxit axit tác dụng với oxit bazơ → Muối

Trong quá trình giảng dạy, giáo viên cần lưu ý cho học sinh biết điều kiện để phản ứng thuộc loại này xảy ra: Một trong 2 oxit phải có một oxit mạnh (thuộc oxit bazơ mạnh hay oxit axit mạnh tương ứng).

CaO + CO2 → CaCO3

MgO + SO3 → MgSO4

3.8 Oxit axit tác dụng với dung dịch muối

Oxit axit tác dụng với dung dịch muối thì đầu tiên oxit đó tác dụng với nước tạo ra axit tương ứng, sau đó axit tác dụng với muối theo điều kiện của phản ứng trao đổi thuộc loại 3.2 ở trên.

Ví dụ 1: Khi sục SO2 vào dung dịch Na2CO3:

SO2 + H2O → H2SO3

Na2CO3 + H2SO3 → Na2SO3 + CO 2 ↑ + H2O

Ví dụ 2: Khi sục SO3 vào dung dịch BaCl2:

SO3 + H2O → H2SO4

BaCl2 + H2SO4 → BaSO 4 ↓ + 2HCl

3.9 Oxit bazơ tác dụng với dung dịch muối

Đầu tiên oxit tác dụng với nước tạo thành bazơ kiềm tương ứng Sau đó bazơ tác dụng với muối theo điều kiện của phản ứng trao đổi thuộc loại 3.3 ở trên.

Ví dụ 1: Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho Na2O tác dụng với dung dịch muối CuSO4

Na2O + H2O → 2NaOH

2NaOH + CuSO4 → Cu(OH) 2 ↓ + Na2SO4

Ví dụ 2: Viết phương trình phản ứng xảy ra khi cho K2O tác dụng với dung dịch muối Al2(SO4)3

K2O + H2O → 2KOH

6KOH + Al2(SO4)3 → 2Al(OH) 3 ↓ + 3K2SO4

Nếu dư KOH:

KOH + Al(OH)3 → KAlO2 + 2H2O

4 Những điều cần chú ý khi viết PTHH loại phản ứng trao đổi.

a Giáo viên cần hướng dẫn học sinh nắm vững tính tan của một số axit, bazơ và muối trong nước (sử dụng bảng tính tan)

- Các chất ít tan, chất kết tủa:

+ Hầu hết các axit tan trong nước trừ axit H2SiO3 (thực tế là SiO2.H2O) + Đa số bazơ không tan trong nước trừ LiOH, NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, NH4OH

+ Tất cả muối của kim loại Na, K; muối amoni NH4+; muối axit đều tan trong nước

+ Hầu hết muối clorua (Cl-) tan trừ: AgCl, PbCl, CuCl

+ Hầu hết muối sunfat (SO42-) tan trừ: BaSO4, PbSO4, CaSO4, Ag2SO4 + Muối nitrat (NO3-), muối axetat (CH3COO-) đều tan

+ Muối cacbonat (CO32-) hầu hết không tan và ít tan trừ muối của kim loại kiềm và muối amoni

+ Muối sunfua (S2-) hầu hết không tan và ít tan trừ muối của kim loại kiềm và muối amoni

- Lưu ý: Các trường hợp chất ít tan trong nước (hiđroxit, muối của axit yếu …)

có thể tan trong axit mạnh Nhưng muối của axit mạnh như BaSO4, PbSO4, CaSO4, Ag2SO4 hoàn toàn không tan trong axit mạnh

- Một số muối không tồn tại trong dung dịch như: Fe 2 (CO 3 ) 3 , Al 2 (CO 3 ) 3 ,

Fe 2 (SO 3 ) 3 .

b Những điểm cần nhớ:

- Một số axit mạnh thường gặp: H2SO4, HNO3, HCl, HBr, HI, HClO4, HCOOH

- Một số axit trung bình thường gặp: H2SO3, H3PO4 …

- Một số axit yếu thường gặp: H2S, H2CO3, CH3COOH, NH4+ …các axit hữu cơ…

- Một số bazơ mạnh thường gặp tan trong nước tạo thành dung dịch kiềm: NaOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2 …

- Một số bazơ trung bình thường gặp: Mg(OH)2, Cu(OH)2 …

- Một số bazơ lưỡng tính: Al(OH)3, Zn(OH)2, Be(OH)2, …

- Một số bazơ yếu: Dung dịch NH3, dung dịch amin …

- H2SO4 loãng không đẩy được HCl ra khỏi dung dịch muối clorua, trái lại

H2SO4 đặc nóng với tinh thể NaCl thì được

- Một số axit yếu cũng có thể đẩy được axit mạnh ra khỏi dung dịch muối nếu muối tạo thành ít tan hoặc kết tủa:

Ví dụ: H2S + CuSO4 → CuS ↓ + H2SO4

- Người ta dùng H2SO4 đặc để đẩy axit yếu hoặc axit dễ bay hơi ra khỏi dung dịch muối do H2SO4 bền không bay hơi (đây là phương pháp sunfat dùng điều chế HCl, HF) nhưng tuyệt đối không dùng axit HNO3 do axit HNO3 có tính oxi hóa mạnh

- Bazơ kiềm mạnh mới tác dụng được với muối của bazơ yếu:

Ví dụ: 2KOH + FeSO4 → K2SO4 + Fe(OH) 2 ↓

Mg(OH)2 + NaCl → không phản ứng

5 Cách khắc phục và ví dụ cụ thể.

5.1 Axit tác dụng với bazơ → Muối và nước.

Giáo viên lưu ý cho học sinh tính chất này luôn luôn xảy ra, cả bazơ tan

và bazơ không tan đều tác dụng với dung dịch axit tạo thành muối và nước

Trong đó, giáo viên đưa ra định nghĩa về phản ứng trung hòa khác trong SGK: Phản ứng trung hòa là phản ứng hóa học giữa dung dịch axit với dung dịch bazơ tạo thành muối trung hòa và nước.

Ví dụ: HCl + NaOH → NaCl + H2O

H2SO4 + Cu(OH)2 → CuSO4 + 2H2O

5.2 Axit tác dụng với muối → Muối mới và axit mới.

Đây là loại phản ứng trao đổi thường gặp đầu tiên trong chương trình hóa học lớp 9 Đối với loại phản ứng này, giáo viên cần lưu ý cho học sinh một số vấn đề sau:

- Những thành phần nào của hai chất tham gia phản ứng trao đổi cho nhau

để tạo thành hợp chất mới: Nguyên tử H trong axit trao đổi với nguyên tử kim loại hoặc là hai gốc axit trao đổi cho nhau

- Điều kiện để phản ứng loại này xảy ra: Ít nhất một trong hai sản phẩm sinh ra phải là chất kết tủa hoặc là chất dễ bay hơi

- Cần sử dụng bảng tính tan

Ví dụ 1 2HCl + CaCO3 → CaCl2 + CO 2 ↑ + H2O

H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2HCl 2HCl + CuS → CuCl2 + H 2 S ↑

HCl + Na2SO4 → Không xảy ra

Ví dụ 2 Trong các cặp chất sau, cặp chất nào phản ứng được với nhau? Giải thích và viết phương trình phản ứng xảy ra?

a HCl + CuSO4 → b H2S + CuCl2 →

c H2SO4 + Na2SO3 → d HNO3 + BaCl2 →

Đối với dạng bài tập này, giáo viên yêu cầu học sinh cần nắm vững các vấn đề lưu ý như ở trên thì chúng ta sẽ giải quyết bài tập một cách đơn giản và nhanh chóng

Câu (a) và (d), phản ứng không xảy ra vì sản phẩm sinh ra không có chất kết tủa hoặc là chất khí

Câu (b) và (c), phản ứng xảy ra như sau:

H2S + CuCl2 → CuS↓ + 2HCl

H2SO4 + Na2SO3 → Na2SO4 + SO 2 ↑ + H2O

5.3 Muối tác dụng với bazơ → Muối mới và bazơ mới.

- Đây là loại phản ứng trao đổi thường gặp tiếp theo trong chương trình hóa học lớp 9 - ở bài 9 “Tính chất hóa học của muối” Đối với loại phản ứng này, giáo viên cần lưu ý cho học sinh một số vấn đề sau:

- Những thành phần nào của hai chất tham gia phản ứng trao đổi cho nhau để tạo thành hợp chất mới: Nguyên tử kim loại trong muối và trong bazơ trao đổi cho nhau hoặc là gốc axit của phân tử muối trao đổi với nhóm –OH của phân tử bazơ

- Điều kiện để phản ứng loại này xảy ra:

+ Hai chất tham gia phản ứng phải tan trong nước