Tuyển chọn xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học phần kim loại dùng bồi dưỡng học sinh giỏi trung học phổ thông

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN VĂN MAI \ TUYỂN CHỌN - XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN KIM LOẠI DÙNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC PHỔ THƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HỐ HỌC HÀ NỘI – 2012 -1- ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC NGUYỄN VĂN MAI TUYỂN CHỌN - XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN KIM LOẠI DÙNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM HOÁ HỌC CHUYÊN NGÀNH: LÝ LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP DẠY HỌC (BỘ MƠN HỐ HỌC) Mã số: 60 14 10 Người hướng dẫn: PGS TS Nguyễn Xuân Trường HÀ NỘI – 2012 -2- MỤC LỤC Trang Lời cảm ơn i Danh mục viết tắt ii Danh mục bảng iii Mục lục iv MỞ ĐẦU Chƣơng 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC 1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Hoạt động nhận thức tư sáng tạo HS trình học tập 1.1.2 Lý luận công tác bồi dưỡng HSG 1.1.3 Lý luận tập dạy học Hóa học trường THPT 13 1.1.4 Lý luận sử dụng tập Hóa học dạy học trường THPT 13 1.2 Cơ sở thực tiễn 14 1.2.1 Thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi trường trung học phổ thông 14 1.2.2 Vấn đề sử dụng tập hoá học việc giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi trường trung học phổ thông 18 Tiểu kết chương 20 Chƣơng 2: TUYỂN CHỌN - XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN KIM LOẠI CHO BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 21 2.1 Nguyên tắc tuyển chọn xây dựng tập hoá học 21 2.1.1 Nguyên tắc tuyển chọn hệ thống tập hóa học 21 2.1.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống tập hóa học 21 2.1.3 Cơ sở xây dựng hệ thống tập 22 2.2 Tuyển chọn xây dựng hệ thống tập phần kim loại để bồi dưỡng học sinh giỏi trường THPT 22 2.2.1 Những vấn đề lý thuyết phần đại cương kim loại 22 2.2.2 Các nhóm kim loại 33 2.3 Một số biện pháp sử dụng hệ thống tập hoá học phần kim loại việc bồi dưỡng học sinh giỏi trường THPT 49 -6- 2.3.1 Biện pháp phát học sinh giỏi 2.3.2 Biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi 2.4 Hệ thống tập phần kim loại dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi 2.4.1 Hệ thống tập tự luận phần đại cương kim loại 2.4.2 Bài tập kim loại nhóm IA, IIA hợp chất 2.4.3 Bài tập Nhôm, Sắt, Crom hợp chất chúng 2.4.4 Bài tập kim loại Đồng, Bạc, Vàng hợp chất chúng 2.4.5 Bài tập Kẽm, Thiếc, Chì hợp chất chúng Tiểu kết chương Chƣơng 3: THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 3.1.Mục đích nhiệm vụ thực nghiệm 3.1.1 Thử nghiệm sử dụng hệ thống tập phần kim loại bồi dưỡng HSG 3.1.2 Đánh giá hợp lí, tính khả dụng hiệu hệ thống tập lớp 12 phần kim loại sử dụng bồi dưỡng HSG 3.2 Nội dung thực nghiệm sư phạm 3.2.1 Đánh giá phù hợp dạng câu hỏi tập với trình độ tư học sinh 3.2.2 Thông qua hệ thống câu hỏi, tập biện pháp trình bày nội dung luận văn, đánh giá lực nhận thức hóa học từ phát bồi dưỡng HS có khiếu hóa học 3.2.3 Thơng qua sử dụng hệ thống câu hỏi tập hóa học, đánh giá hiệu sử hệ thống tập hóa học dành cho HSG 3.3 Phương pháp thực nghiệm sư phạm 3.3.1 Phạm vi thực nghiệm sư phạm 3.3.2 Đối tượng cách thức tiến hành thực nghiệm sư phạm 3.4 Kết thực nghiệm sư phạm 3.4.1.Xử lý kết thực nghiệm sư phạm 3.4.2 Phân tích, đánh giá kết thực nghiệm sư phạm KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ Kết luận Khuyến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO …………………………………………………………… -7- DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU, CHỮ CÁI VIẾT TẮT BTHH Chữ đầy đủ Bảng tuần hoàn Bài tập hóa học CHT ĐC ĐH ĐHBK đktc Cộng hóa trị Đối chứng Đại học Đại học bách khoa Điều kiện tiêu chuẩn ĐLBT GS GV HH HS Định luật bảo toàn Giáo sư Giáo viên Hỗn hợp Học sinh HSG KLCT KLK KLKT LP (lp) Học sinh giỏi Kim loại chuyển tiếp Kim loại kiềm Kim loại kiềm thổ Lục phương LPTD(lptd) LPTK PGS.TS Sđđ SGK Lập phương tâm diện Lập phương tâm khối Phó giáo sư.Tiến sĩ Suất điện động Sách giáo khoa TL TNKQ TN Tự luận Trắc nghiệm khách quan Thực nghiệm Chữ viết tắt BTH -4- MỤC CÁC BẢNG trang Hình 2.1: Ơ tế bào lập phương 23 Hình 2.2: Sự tạo thành vùng MO tương tác AO2s tinh thể Li 26 Hình 2.3: Sự trượt lên lớp mạng tinh thể kim loại có lực tác dụng 65 Hình 2.4: Sự trượt lên lớp ion mạng tinh thể ion có lực tác dụng 65 Đồ thị 3.1: Đường luỹ tích so sánh kết kiểm tra khối THPT, lần 90 Đồ thị 3.2: Đường luỹ tích so sánh kết kiểm tra khối THPT, lần 91 Đồ thị 3.3: Đường luỹ tích so sánh kết kiểm tra khối THPT Chuyên, lần 91 Đồ thị 3.4: Đường luỹ tích so sánh kết kiểm tra khối THPT Chuyên, lần 92 Bảng 2.1: Các kiểu mạng tinh thể kim loại [2] 23 Bảng 2.2: Tóm tắt tính chất kim loại nhóm IA, IIA 34 Bảng 2.3: Tóm tắt tính chất số hợp chất quan trọng kim loại nhóm IA, IIA 35 Bảng 2.4 : Tóm tắt tính chất Nhơm, Sắt, Crom hợp chất chúng 38 Bảng 2.5 : Tóm tắt tính chất đơn chất, hợp chất ngun tố Cu, Ag, Au 42 Bảng 2.6 : Tóm tắt tính chất ngun tố Kẽm, Thiếc, Chì hợp chất 46 Bảng 3.1: Các chuyên đề phần kim loại 87 Bảng 3.2: Bảng điểm kiểm tra tự luận 89 Bảng 3.3: Bảng điểm kiểm tra trung bình độ lệch chuẩn tương ứng bài tự luận 89 Bảng 3.4: Phần trăm HS đạt điểm giỏi, trung bình, yếu 89 Bảng 3.5: Phần trăm HS đạt điểm Xi trở xuống 90 -5- MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Ngày phát triển vũ bão khoa học- kĩ thuật thuận lợi phát triển quốc gia, nhân tố người tạo thay đổi tích cực đó, giáo dục - đào tạo cách để người có nhân tố việc đầu tư vào nhân tố người mục tiêu hàng đầu quốc gia hoạt động giáo dục Trên giới, nước phát triển nước có đầu tư quan tâm đắn nhân tố người đặc biệt người tài giỏi, họ ln có kế hoạch phát hiện, bồi dưỡng, sử dụng người tài cách hợp lí Ở nước ta, vấn đề nhân tố người quan tâm, dù thời đại khác ln có coi trọng người tài, quan niệm: “hiền tài nguyên khí quốc gia”, “nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” nhiệm vụ trung tâm giáo dục - đào tạo, đó, việc phát bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG) trường phổ thơng bước khởi đầu quan trọng để góp phần đào tạo nhân tài lĩnh vực khoa học đời sống xã hội Tuy nhiên, thực tế công tác phát hiện, bồi dưỡng, sử dụng nhân tố người chưa có tính khoa học, lí luận dạy học HSG biện pháp phát hiện, tổ chức bồi dưỡng HSG chưa nghiên cứu cách hệ thống, phần lớn giáo viên (GV) bồi dưỡng HSG phải tự mày mị mà chưa có định hướng rõ rệt, mang tính kinh nghiệm, chưa định lượng hóa yếu tố liên quan đến HSG như: Thế HSG? Những dấu hiệu HSG? Làm để hình thành phát triển lực HSG? Định hướng học tập cho HSG nào? Với môn khoa học tự nhiên nói chung mơn Hóa học nói riêng tập hóa học (BTHH) mục đích, nội dung, phương pháp dạy học hiệu quả, cách thức thể kiến thức cách tổng quát, đầy đủ, đặc biệt với đối tượng học sinh khá, giỏi BTHH cách hiệu để phát hiện, bồi dưỡng nuôi dưỡng nhân tài Trên sở lý luận thực tiễn, với mong muốn góp phần nâng cao chất -8- lượng bồi dưỡng HSG mơn Hóa học, chúng tơi chọn đề tài: “ TUYỂN CHỌN XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC PHẦN KIM LOẠI DÙNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG ” Mục đích nghiên cứu Tuyển chọn, xây dựng sử dụng hệ thống tập bồi dưỡng học sinh giỏi phần kim loại thuộc chương trình Trung học phổ thơng (THPT) để trình dạy học đạt kết cao kì thi học sinh giỏi Nhiệm vụ nghiên cứu 3.1 Nghiên cứu sở lý luận thực tiễn đề tài 3.2 Nghiên cứu nội dung kiến thức tập phần kim loại sách giáo khoa lớp 12- ban Khoa học tự nhiên, tài liệu giáo khoa chuyên hóa học lớp 12, nội dung liên quan đến kim loại đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, khu vực, quốc gia tài liệu hóa học khác 3.3 Tuyển chọn, xây dựng hệ thống tập tự luận (TL) phần kim loại để bồi dưỡng HSG trường THPT 3.4 Đề xuất biện pháp sử dụng hệ thống tập phần kim loại công tác bồi dưỡng HSG 3.5 Thực nghiệm sư phạm với hệ thống tập phần kim loại để bồi dưỡng HSG trường THPT đánh giá hiệu sử dụng hệ thống tập Khách thể đối tƣợng nghiên cứu 4.1 Khách thể nghiên cứu: Q trình dạy học mơn Hố học công tác bồi dưỡng HSG trường THPT 4.2 Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống tập phần kim loại chương trình hóa học lớp 12 để bồi dưỡng học sinh giỏi THPT Giả thuyết khoa học Nếu tuyển chọn, xây dựng hệ thống tập hóa học phần kim loại sử dụng hệ thống tập có hiệu góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng HSG trường THPT Phƣơng pháp nghiên cứu 6.1 Nghiên cứu lý luận 6.1.1 Cơ sở lý luận liên quan đến đề tài -9- 6.1.2 Cấu trúc chương trình sách giáo khoa lớp 12 ban Khoa học tự nhiên, chương trình chuyên mơn hóa học 6.1.3 Tài liệu hướng dẫn nội dung chương trình thi học sinh giỏi, văn hướng dẫn liên quan đến thi chọn học sinh giỏi 6.2 Nghiên cứu thực tiễn 6.2.1 Điều tra thực tiễn công tác bồi dưỡng HSG trường THPT 6.2.2 Trao đổi, tổng kết kinh nghiệm bồi dưỡng HSG với giáo viên (GV) 6.2.3 Tập hợp nghiên cứu nội dung sách giáo khoa lớp 12 ban Khoa học tự nhiên, chương trình chun mơn hóa học, đề thi HSG, đề thi vào đại học cao đẳng, tài liệu tham khảo liên quan đến ôn thi HSG để tuyển chọn xây dựng hệ thống tập TL phần kim loại 6.2.4 Thông qua thực nghiệm sư phạm đánh giá chất lượng hệ thống tập từ đề xuất hướng bồi dưỡng học sinh giỏi trường THPT 6.3 Xử lý kết nghiên cứu Xử lý số liệu nghiên cứu phương pháp thống kê tốn học Đóng góp đề tài - Tuyển chọn xây dựng hệ thống tập phần kim loại có chất lượng giúp cho giáo viên có thêm nguồn tài liệu dùng việc bồi dưỡng HSG - Đề xuất biện pháp sử dụng tập phần kim loại việc bồi dưỡng HSG cho có hiệu Cấu trúc luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung luận văn trình bày chương: Chương 1: Cơ sở lí luận thực tiễn việc bồi dưỡng học sinh giỏi Chương 2: Xây dựng hệ thống tập phần kim loại lớp 12 dùng bồi dưỡng học sinh giỏi trường trung học phổ thông Chương 3: Thực nghiệm sư phạm -10- CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC 1.1 Cơ sở lý luận 1.1.1 Hoạt động nhận thức tư sáng tạo HS trình học tập 1.1.1.1 Khái niệm nhận thức, tư Nhận thức [30] ba mặt đời sống tâm lý người (nhận thức, tình cảm, ý chí), tiền đề hai mặt đồng thời có quan hệ chặt chẽ với chúng với tượng tâm lý khác Hoạt động nhận thức bao gồm nhiều giai đoạn khác nhau, chia hoạt động gồm hai giai đoạn lớn: - Nhận thức cảm tính (gồm cảm giác, tri giác) - Nhận thức lý tính (gồm tư duy, tưởng tượng) Hoạt động nhận thức HS trình dạy học hoá học nằm quy luật chung + Nhận thức cảm tính phản ánh thuộc tính bên ngồi vật tượng thông qua tri giác giác quan Cảm giác hình thức khởi đầu hoạt động nhận thức, phản ánh thuộc tính riêng lẻ vật, tượng Tri giác hình thành phát triển sở cảm giác, tri giác phép cộng đơn giản cảm giác, tri giác phản ánh vật, tượng cách trọn vẹn theo cấu trúc định - Sự nhận thức cảm tính thực thơng qua hình thức tri giác cao, có tính chủ động tích cực, có mục đích quan sát + Nhận thức lý tính Tưởng tượng trình tâm lý phản ánh điều chưa có kinh nghiệm cá nhân cách xây dựng hình ảnh sở biểu tượng có Tư q trình tâm lý phản ánh thuộc tính chất, mối liên hệ bên có tính quy luật vật tượng thực khách quan mà trước ta chưa biết Vậy, tư trình tìm kiếm phát chất cách độc lập Nét bật tư tính "có vấn đề" tức hồn cảnh có vấn đề, tư nảy sinh -11- -110- Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag (2) Biện luận Fe hết, Cu dư tính mCu = 5,12 gam, mFe = 5,6 gam CM(AgNO3) = 0,64M Bài 50 a DD có mơi trường axit b Kết tủa CuS, S A, B, C CO2, CaCO3, Ca Bài 54 Bài 56 Dùng BaCl2 Na2CO3, HCl Là K2S CaCl2 Bài 57 Bài 58.a A: NaHSO4; B: NaHSO3; C: Na2S; D: Na2O2; E: Na3N; X: SO2; Y: H2S; Z: O2; T: NH3 b Dẫn CO2 dư vào cốc chứa NaOH NaHCO3, cho tiếp NaOH vào cốc thu tạo Na2CO3 *TH1: nHCOOK : nK2CO3 = : 1, giải d(X,O2)/kk = 0,985 < thỏa mãn * TH2 : ngược lại , giải tỉ khối hh/kk = ( loại ) tầu ngầm Na2O2 sử dụng nhằm cung cấp O2 cho thủy thủ tầu ngầm Bài 61 KLK cho Na; % K = 77,23% , Na = 22,77% Bài 62 X Ca, đơn chất X có tính khử mạnh có bán kính ngun tử lớn, lượng ion hóa nhỏ : Y Ca(OH)2 bazơ kiềm Bài 63 Do M2+ có lượng hidrat hóa âm nhiều so với M+ Bài 64 Do M2+ có bán kính nhỏ nhiều, điện tích lớn M 1+ nên lượng hidrat hóa M2+ âm nhiều so với M + lượng mạng lưới ion M2+ lớn nhiều M+ nên tan Bài 65 a khơng có kết tủa ; b có kết tủa Bài 66 Do r Na+ = 1,16 A0 ≈ rCa 2+ = 1,14 A0 có điện tích (2+) lớn nên Ca2+ có lượng hiđrat hoá âm lượng hiđrat hoá Na+ (gấp ≈ lần) ⇒ Quá trình biến đổi M(r) → M (naq+) + ne thuận lợi trường hợp Ca Bài 69 Áp dụng định luật bảo tồn điện tích dd A: a = b + 2c + 2d (I) - Trộn dd Ba(OH)2 với dd A: Ba2+ + HCO 3− + OH- → BaCO3 ↓ + H2O(1) Ba2+ + SO 24− → BaSO4 ↓ (3) -111- b b Ba2+ + CO 32− c c Kết hợp với (I) có: f = 5(a + b) Bài 70 Cs có lượng ion hóa I1 thấp Bài 71 Với dd NH3 Vì [Al3+].[OH-]3 > TAl(OH)3 ; [Mg2+].[OH-] > TMg(OH)2 nên hai kết tủa Trong dung dịch NH4Cl + NH3 : [Al3+].[OH-]3 > TAl(OH)3 ; [Mg2+].[OH-] < TMg(OH)2 nên có kết tủa Al(OH)3 khơng có Mg(OH)2 Bài 72 B CO2 , có hai trường hợp với hh muối Khi tạo kết tủa BaCO3 : MgCO3 CaCO3 Khi có Ba(HCO3)2 : BeCO3 MgCO3 Bài 73 Dùng phương pháp đồ thị Bài 74 Nồng độ H2SO4 = 0,7M ; MB = 6,46 gam , ME = 4,26 gam , R Ba Bài 75 Kim loại Mg, Mg = 32,43% , MgO = 27,03% , MgSO4 = 40,54% Bài 76 SrCO3 kết tủa trước Khi BaCO3 kết tủa [CO32-] = 8,1.10-8M , SrCO3 kết tủa [CO32-] = 9,4.10-9M 2- -8 2+ Khi BaCO3 bắt đầu kết tủa : [CO3 ] = 8,1.10 M , [Sr ] = T(SrCO3)/[CO32-] = 0,0116M , tỉ lệ Sr2+ lại dd = 11,6% nên áp dụng để tách Bài 77 Tính số cân pư : 2+ Ca(OH)2 (r) + Mg (aq) 2+ Ca (aq)+ Mg(OH)2 (r) BiÕt: TCa(OH )2 = T1 = 7,9.10−6 ,TMg (OH )2 = T2 =1,5.10−11 Cơ sở điều chế Mg : nước biển + Ca(OH)2 → Mg(OH)2 → MgCl2 → Mg Bài 78 Chỉ dùng với Ca, Sr, Ba mà không dùng với Mg, Be Bài 80 A: H2, A1: Cu, A2: FeCl2, CuCl2, A3: Fe(OH)Cl2; B: NH3, B1: N2, B2: (NH2)2CO Bài 82 * Đặt % khối lượng Oxi = a % khối lượng Hidro = 57,37 – a Ta có: tỷ lệ số nguyên tử Al : Si : O : H = Mặt khác: phân tử khoáng chất trung hịa điện nên 27 Từ (1), (2) tính a = 55,82% → nAl : nSi : nO : nH = : : : Vậy cơng thức khống chất Al2Si2O9H4 hay Al2O3.2SiO2.2H2O ( cao lanh ) Bài 83 Nung nhận MgCO3, BaCO3 tạo MO, lấy MO vào nước phân biệt hai oxit này, lấy Ba(OH)2 tạo thành nhận hai muối lại Bài 84 Cho NH3 vào tách Al3+, Fe3+ dạng kết tủa, hai kết tủa qua dd NaOH tách Al(OH)3 tái tạo muối riêng, đun dd KCl KCl Bài 85 Tính theo bảo tồn ngun tố, điện tích bảo tồn e Bài 88 Al Bài 90 BL: theo cho 3,36 lit Y + lit O2 → 3,688 lit hh khí, điều cho thấy Y có khí pư với O2 đồng thời sau pư thể tích khí bị giảm, khí NO 2NO + O2 → 2NO2 Theo tỉ lệ pư, thể tích khí giảm =VO2 pư= 3,36 + – 3,688 = 0,672 lit ( 0,03 mol) < lit ( nên O2 NO hết ) Vậy Trong Y có NO khí chưa biết nY = 0,15 , mY < nên MY < 2/0,15 = 13,33 → khí cịn lại H2 ( nH2 = 0,12 ) Áp dụng bảo tồn e tính : nAl = ( 2nH2 + 3nNO)/3 = 0,11 → m = 0,11.27 = 2,97 gam : Cá Bài 94 Pthh : Mg + H2SO4 2Al + Fe + nH2SO4 = 0,1 ; nH2 = 0,09 → sau pư dư 0,01 mol H2SO4 Ba(OH)2 + Ba(OH)2 + 3Ba(OH)2 + Ba(OH)2 + Có thể: Ba(OH)2 + Có TH cho dd C TH1: dd C có Ba(AlO2)2, cho H2SO4 vào thu kết tủa gồm BaSO4, Al(OH)3 Tính tốn theo số liệu cho kết tủa gồm 0,03 mol BaSO4 , 0,06 mol Al(OH)3 nung cho E gồm 0,03 mol BaSO4, 0,03 mol Al2O3 → mE = 10,05 (loại) -113- TH2 : C có Ba(AlO2)2, Ba(OH)2 dư ; cho H2SO4 vào tạo kết tủa cực đại, sau nung thu BaSO4, Al2O3 Gọi x, y số mol H2SO4 phản ứng với Ba(OH)2 dư Ba(AlO2)2 ; viết pthh thiết lập mối liên hệ qua pthh hệ x + y = 0,03 (x+y)233 + 102y = 9,03 → x= 0,01 ; y = 0,02 nAl = 2nBa(AlO2)2 = 0,04 mol ; nH2(2) = 0,06 mol → nH2(1,3) = 0,03 mol Kết tủa B gồm Mg(OH)2, Fe(OH)2, BaSO4 ( 0,1 mol ) ; chất rắn D gồm MgO, Fe2O3, BaSO4 : Gọi số mol Mg, Fe a, b Có hệ a + b = 0,03 40a + 80b + 233.0,1 = 24,9 → a = 0,02 ; b = 0,01 Thay vào % kim loại nBa(OH)2= 0,13mol →tính nồng độ = 0,1M Bài 101 Gồm Cr3+, Cl-, NH4+, SO42- Bài 102 % K2Cr2O7 = 24,75%; %Na2Cr2O7 = 66,16% mC2H5OH = 2,76 gam, cần chưng lấy anđehit anđehit bị oxh thành axit Bài 103 A: [Cr(H2O)6]Cl3; B: [Cr(H2O)5Cl]Cl2.H2O; C: [Cr(H2O)4Cl2]Cl.(H2O)2 Bài 104 Vì K2Cr2O7, KMnO4 oxh Cl- /H+ Bài 106 Vì có cấu hình có chuyển e từ ns sang (n-1)d nên sử dụng 1, 2, e hóa trị thuộc hai phân lớp Cu có 1e 3d10 chuyển sang 4s thành e hóa trị dễ dàng, Ag trước cấu hình sớm bão hịa Pd (4d 105s0) nên Ag có hướng có e hóa trị, Au hai e 5d chuyển sang 6s dễ dàng nên dễ thành e hóa trị Bài 107 Vì E0Au3+/Au = 1,5 lớn nên không tan, nước cường toan sinh Cl nguyên tử nên oxh Au Bài 108 Ag pư với HI tạo H2 AgI tan ( tính kpư ) Bài 109 Y ( CuO, Ag, Au ); Z ( Ag, Au) ; T ( Au ) Để phục hồi dùng H2O2 : H2O2 + PbS → PbSO4 + H2O Chì tương tác bề mặt với dung dịch HCl loãng, H2SO4 80% bề mặt bị bao lớp muối khó tan PbCl2, PbSO4 - 114 - Trong HCl, H2SO4 đặc lại tan tốt muối chuyển thành hợp chất tan dạng phức : PbCl2 + 2HCl → H2[PbCl4] ; PbSO4 + Dùng dung dịch kiềm Bài 120 a S = 1,33.10-7M Bài 122 Tính E bán pư, xác định E(+), E(-) Epin Mẫu (PbO, PbO2) x Bài 126 PbO2 + 2H2C2O4 H2C2O2 → PbC2O4 PbO + 5H2C2O4 + 2KMnO4 Tổng nH2C2O4 = x + 2y = 0,005; Kết tủa PbC2O4 = (x + y) mol pư với H2SO4 PbC2O4 + H2SO4 → PbSO4 + H2SO4 (4) ; Tổng nPbC2O4 = x + y = 0,003 → x = 0,002; y = 0,001 → %PbO = 36,14% ; PbO2 = 19,37% Bài 127 SnCl2 bị thủy phân : SnCl2 + 2H2O ⇔ Sn(OH)2 + 2HCl Nên có HCl làm cân chuyển dịch sang trái Bài 128 Bài toán tạo muối NH4NO3 Bài 129: Cả hai kết tủa tách ra, CdS xuất trước 2+ -5 Khi Zn bắt đầu kết tủa [Cd ] = 5,01.10 M Bài 130 m = 16,1 gam -115- PHỤ LỤC Đề kiểm tra khảo sát đội tuyển học sinh giỏi khối 12 (lần 1) Thời gian làm bài: 90phút Câu 1( 1,5 điểm ): Thực nghiệm cho biết Cu kết tinh theo kiểu mạng lập phương tâm diện, bán kính nguyên tử Cu 1,28A0 Tính số mạng a có mạng Xác định phần trăm không gian trống mạng tinh thể nguyên tử đồng Câu 2( 1,5 điểm ): Cho phản ứng sau, phản ứng tự diễn biến, không tự diễn biến điều kiện chuẩn Giải thích Cu + 2H+ → Cu2+ + H2 ↑ Biết E = 2+ Cu / Cu Câu 3( 2,5 điểm ): Hoà tan hoàn toàn 3,39 gam hỗn hợp X gồm Al, Zn, Cu 30 gam dung dịch axit H2SO4 98% đun nóng, sau phản ứng thu 1,904 lít khí SO2 (đktc) dung dịch A Tính khối lượng muối thu dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng với lượng dư dung dịch NH3 thu 2,34g kết tủa Tính số mol NH3 tối đa phản ứng với A Tính khối lượng muối thu cho 3,39 gam hỗn hợp X tác dụng với hỗn hợp axit H2SO4 HNO3 đặc nóng, biết sau phản ứng thu 4,76 gam hỗn hợp khí B gồm SO2 NO2 tích 1,792 lít (đktc) Câu 4( điểm ) Khi thổi luồng khí CO2 qua dd hiđroxit KLKT có lượng nhỏ cacbonat kim loại kết tủa: M(OH)2 (aq) + CO2 (k) → MCO3 (r) + H2O(l) Nếu cho luồng khí CO2 qua dd chứa Ba 2+ 0,10M, Sr2+ 0,10M cacbonat kim loại kết tủa trước ? Khi muối thứ hai bắt đầu kết tủa tỷ lệ ion thứ cịn lại dd ? Từ kết luận phương pháp tách ion Ba 2+, Sr2+ khỏi dd Câu 5( 2,5 điểm ) Cho 38,6 gam hỗn hợp X gồm Fe(NO3)2 FeCO3 vào bình khơng chứa khí Nung bình đến phản ứng xảy hồn tồn thu 9,24 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm ba chất khí chất rắn Z a) Viết phương trình hố học tính khối lượng chất hỗn hợp X - 116 - b) Nếu cho tồn lượng Z tác dụng với lượng dư khí CO nung nóng thu chất rắn G, hồ tan G dung dịch HBr dư cô cạn chất rắn khan T, Cho T tác dụng với dung dịch H 2SO4 đặc nóng dư thu V lít khí SO (đktc) sản phẩm khử Viết phương trình hố học tính V PHỤ LỤC ĐÁP ÁN ĐỀ KIỂM TRA LẦN Câu 1: a = 4R = 3,62A Số nguyên tử Cu/tế bào: n = 1 + = a Câu 2: Phản ứng (a) khơng tự diễn biến; Giải thích : Giả sử phản ứng : Cu + a Epư = E H /H2 - E Cu2+/Cu = - 0,34V nên ∆G0 = −2.F.(−0,34) > 2+ b Cu - 2e + H2S Cu Cu ; 2- 2H + S ; 2+ +S 2- + 2H + 2e CuS; H2; G = +2F.(0,34) G = -RT.ln(Ka1.Ka2) -1 G = -RT.ln(TCuS ) G 4=0  ∆G = -23,815KJ < ⇒ Phản ứng tự diễn biến Bài 3: nSO sau: Al – 3e →Al+3 x Zn – 2e → Zn+2 y -117+2 Cu – 2e → Cu z2z Áp dụng định luật bảo tồn electron, có: 3x + 2y + 2z = 0,17 (mol) (I) Mặt khác, muối ln có: 3x + 2y + 2z  nSO42− = 0,17:2 = 0,085 mol Vậy, khối lượng muối thu là: mm = mKL + mgốc axit = 3,39 + 0,085.96 = 11,55g * Tính lượng H2SO4 dư: n(H2SO4)bđầu = 0,3 mol Ta có: nH2SO4 = ns tổng số mol S trước phản ứng = tổng số mol S sau phản ứng, nên: nS ( H2SO4 ) = ns(m) + nS ( SO2 ) = 0,085 + 0, 085 = 0,17 (mol) ⇒ n(H2SO4)pư = 0,17 mol  n(H2SO4)dư = 0,3 – 0,17 = 0,13 mol Vậy, dung dịch A( H+ dư, Al3+, Zn2+, Cu2+, SO mol Khối lượng kết tủa thu khối lượng Al(OH)3 Cu2+ Zn2+ tạo phức tan dung dịch NH3 Ta có hệ phương trình: Pthh phản ứng : H+ + NH3 → NH +4 (1) Al3+ + 3NH + 3H O → Al(OH) ↓ + 3NH + (2) M 2+ + + 2NH + 2H O → M(OH) ↓ + 2NH (3) 2 M(OH)2 + 4NH3 → [M(NH3)4]2+ + 2OH- (4) (M: Zn, Cu) Từ (1), (2), (3), (4) ⇒ ∑nNH3 = 0,26 + 3x + 6(y +z) = 0,59 mol Ta có: n NO2 = 0,02 mol; n S O2 = 0,06 mol Tổng mol e cho (nếu tất KL tan) = 0,03.3 + 0,02.2 + 0,02.2 = 0,17 mol Tổng mol e nhận = 0,06.2 + 0,02.1 = 0,14 mol ≠ 0,17 mol Theo giả thiết, khí sinh gồm NO2 SO2 ⇒ Hỗn hợp kim loại dư ⇒ số mol e trao đổi 0,14 mol Kim loại dư phải Cu Số mol e dư kim loại 0,17-0,14 = 0,03 mol  số mol Cu dư = 0,015 mol NO 3− mol SO 42− mol -118- Ta tìm n - Từ CTPT HNO3, có: nHNO = n n NO Tương tự (6): n Vậy, mm= mKL pư +m Bài SrCO3 kết tủa trước 2- -8 2- -9 Khi BaCO3 kết tủa [CO3 ] = 8,1.10 M , SrCO3 kết tủa [CO3 ] = 9,4.10 M 2- -8 2+ Khi BaCO3 bắt đầu kết tủa : [CO ] = 8,1.10 M , [Sr ] = T(SrCO3)/ [CO32-] = 0,0116M , tỉ lệ Sr2+ lại dd = 11,6% nên áp dụng để tách Bài Vì thu khí ( chắn có CO2, NO2) nên khí cịn lại phải O2 : nY = 0,4125 mol 2Fe(NO3)2 → Fe2O3 + X 0,5x 2x 2FeCO3 + 1/2O2 → Y 4NO2 + 1/2O2 (1) 0,25x Fe2O3 + 2CO2 (2) O2 (2) lấy từ O2 sinh từ (1) 0,25y 0,5y y Đặt ẩn trên, Y có : 2x mol NO2, y mol CO2 0,25(x – y) mol O2 dư Lập hệ 180x + 116 y = 38,6 2x + y + 0,25(x-y) = 0,4125 Giải hệ x = 0,15; y = 0,1 → mFe(NO3)2 = 27 gam, mFeCO3 = 11,6 gam b Vì dư O2 nên Z có Fe2O3 Fe2O3 + 3CO(dư) → 2Fe (G) + 3CO2 Fe + 2HBr → FeBr2 + H2 2FeBr2 + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 2Br2 + 3SO2 + 6H2O nSO2 = 3nFe2O3 = 3( 0,5x + 0,5y) = 0,375 → V = 0,375.22,4 = 8,4 lit -119- PHỤ LỤC SỐ ĐỀ KIỂM TRA LẦN THỨ Thời gian 90 phút Câu 1(2,5 điểm ) : Nguyên tử nguyên tố R có tổng số electron phân lớp s a Viết cấu hình electron nguyên tử R, Xác định tên nguyên tố R b Với R có phân lớp 3d bão hoà, hoà tan hoàn toàn m gam oxit R dung dịch H2SO4 đặc, nóng sinh 0,56 lít (đktc) khí SO2 sản phẩm khử Hấp thụ tồn lượng khí SO vào lít dung dịch KMnO thu dung dịch T (coi thể tích khơng thay đổi) - Viết phương trình hố học tìm m - Biết lượng KMnO4 phản ứng vừa đủ, tính nồng độ mol/l dung dịch KMnO4 dùng - Tính pH dung dịch T Biết axit H2SO4 có Ka1 = ∞; Ka2 = 10-2 Câu (1,5 điểm ) Tiến hành điện phân 300 ml dung dịch CuSO4 0,2M với điện cực trơ cường độ dòng điện 5A Tính khối lượng chất điện cực thời điểm t = 965s Tại thời điểm t = 965s, người ta ngắt nguồn điện sau nối anot catot bình điện phân với dây dẫn bên Sau thời gian có tượng xảy ? Giải thích phương trình phản ứng  Câu (2,0 điểm) Cho sơ đồ pin (xét 250C): Ag| AgNO3 0,004M|| AgNO3  0,04M|Ag , dung dịch muối anot catot pin tích 500 ml Tính sức điện động pin viết phản ứng xảy pin + Tính nồng độ ion Ag điện cực pin ngừng hoạt động Câu 4( điểm ) Hồ tan hồn tồn m gam bột nhơm dung dịch chứa HCl HNO3 thu 3,36 lít hỗn hợp Y gồm hai khí khơng màu, dung dịch cịn lại chứa muối cation Al3+ Đem toàn lượng hỗn hợp khí Y trộn với lít oxi thu 3,688 lít hỗn hợp gồm khí Biết thể tích khí đo điều kiện tiêu chuẩn khối lượng hỗn hợp khí Y nhỏ gam Tìm m Câu ( điểm ) Hịa tan hồn tồn hỗn hợp kim loại ( Mg, Fe, Al ) 50 ml dung dịch H2SO4 lỗng nồng độ 2M thu 2,016 lit khí(đktc) dung dịch A Cho vào A 1,3 lít dung dịch Ba(OH)2 thu kết tủa b dung dịch C Nung B khơng khí đến khối lượng khơng đổi thu 24,9 gam chất rắn D Cho vào -120- dung dịch C 20 ml dung dịch H2SO4 1,5M thu kết tủa, nung kết tủa thu 9,03 gam chất rắn E Tính % khối lượng kim loại hỗn hợp đầu nồng độ mol/l dung dịch Ba(OH)2 PHỤ LỤC ĐÁP ÁN ĐỀ SỐ Bài tập 1: 2 a R có e điền vào phân lớp s : 1s , 2s , 3s , 4s Cấu hình đầy đủ : [Ar]4s1 K ( Z = 19 ) [Ar]3d54s1 Cr ( Z = 24) [Ar]3d104s1 Cu ( Z = 29 ) b R có 3d bão hòa Cu, oxit R + H2SO4 tạo SO2 nên Cu2O Phản ứng : Cu2O 5SO2 + 2H2O nCu2O = nSO2 = nKMnO4 = 2/5nSO2 = 0,01mol → [KMnO4] = 0,01 : = 0,005M = [H2SO4] H2SO4 0,005 HSO4 Ccb: 0,005 – x → Bài tập 2: nCu = 0,06 mol 0,005−x Tại thời điểm t = 965s, số mol Cu thoát catot là: nCu = mol ⇒ CuSO4 chưa bị điện phân hết 2CuSO4 + 2H2O Dễ dàng tính được: mCu = 0,025.64 = 1,6g m O2 = 0,4g Khi ngừng điện phân, catot bị bao phủ lớp đồng, dd quanh anot có O bị hồ tan Khi nối điện cực bình điện phân với dây dẫn ta thu pin gavani Để thời gian Cu bám điện cực bị ăn mịn (vì đảm bảo điều kiện ăn mịn điện hoá) Tại catot pin: Cu →Cu2+ + 2e (E0 = 0,34V) + Tại anot pin: 4H + O2 + 4e → H2O (E = 1,21V) + Phản ứng xảy pin: 2Cu + 4H + O2 → Cu2+ + 2H2O Bài tập  Ag| AgNO3 0,004M|| AgNO3 0,04M|Ag  -121- 1.Epin = EP – ET = 0,059.lg Phản ứng xảy pin: Ag(1) + Ag+ Khi pin ngừng hoạt động, Epin = ⇔ [Ag](2) = [Ag](1) (*) Ag(1) + Ag+ Kết hợp với (*), có: 0,04 – a = 0,004 + a ⇔ a = 0,018 Vậy, pin ngừng hoạt động [Ag](1) = [Ag](2) = 0,022M Bài tập Theo cho 3,36 lit Y + lit O2 → 3,688 lit hh khí, điều cho thấy Y có khí pư với O2 đồng thời sau pư thể tích khí bị giảm, khí NO 2NO + O2 → 2NO2 Theo tỉ lệ pư, thể tích khí giảm =VO2 pư= 3,36 + – 3,688 = 0,672 lit ( 0,03 mol) < lit ( nên O2 cịn NO hết ) Vậy Trong Y có NO khí chưa biết nY = 0,15 , mY < nên MY < 2/0,15 = 13,33 → khí lại H2 ( nH2 = 0,12 ) Áp dụng ĐLBT e : nAl = ( 2nH2 + 3nNO)/3 = 0,11 → m = 0,11.27 = 2,97 gam Phản ứng : Al Al Bài tập Pthh : Mg + 2Al Fe nH2SO4 = 0,1 ; nH2 = 0,09 → sau pư dư 0,01 mol H2SO4 Cho Ba(OH)2 vào dd A có pư: Ba(OH)2 Ba(OH)2 3Ba(OH)2 Ba(OH)2 Có thể: Ba(OH)2 Có TH cho dd C + TH1: dd C có Ba(AlO2)2, cho H2SO4 vào thu kết tủa gồm BaSO4, Al(OH)3 Tính tốn theo số liệu cho kết tủa gồm 0,03 mol BaSO4 , 0,06 mol Al(OH)3 nung cho E gồm 0,03 mol BaSO4, 0,03 mol Al2O3 → mE = 10,05 ( loại ) TH2 : C có Ba(AlO2)2, Ba(OH)2 dư ; cho H2SO4 vào tạo kết tủa cực đại, sau nung thu BaSO4, Al2O3 Gọi x, y số mol H2SO4 phản ứng với Ba(OH)2 dư Ba(AlO2)2 ; viết pthh thiết lập mối liên hệ qua pthh hệ x + y = 0,03 (x+y)233 + 102y = 9,03 → x= 0,01 ; y = 0,02 nAl = 2nBa(AlO2)2 = 0,04 mol ; nH2(2) = 0,06 mol → nH2(1,3) = 0,03 mol Kết tủa B: Mg(OH)2, Fe(OH)2, BaSO4 ( 0,1 mol ) ; D gồm MgO, Fe2O3, BaSO4 Gọi số mol Mg, Fe a, b Có hệ a + b = 0,03 40a + 80b + 233.0,1 = 24,9 → a = 0,02 ; b = 0,01 Thay vào tính % kim loại nBa(OH)2 = 0,13mol → C = 0,1M -123- ... HÓA HỌC PHẦN KIM LOẠI DÙNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC PHỔ THƠNG ” Mục đích nghiên cứu Tuyển chọn, xây dựng sử dụng hệ thống tập bồi dưỡng học sinh giỏi phần kim loại thuộc chương trình Trung. .. cứu: Hệ thống tập phần kim loại chương trình hóa học lớp 12 để bồi dưỡng học sinh giỏi THPT Giả thuyết khoa học Nếu tuyển chọn, xây dựng hệ thống tập hóa học phần kim loại sử dụng hệ thống tập. .. DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN KIM LOẠI CHO BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1 Nguyên tắc tuyển chọn xây dựng tập hoá học 2.1.1 Nguyên tắc tuyển chọn hệ thống tập hóa học 2.1.1.1