Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh sử dụng định luật bảo toàn electron để giải bài tập về kim loại tác dụng với dung dịch muối ở trường THPT hà văn mao

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT HÀ VĂN MAO SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH SỬ DỤNG ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN ELECTRON ĐỂ GIẢI BÀI TẬP VỀ KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI Ở TRƯỜNG THPT HÀ VĂN MAO Người thực hiện: Lê Anh Tuấn Chức vụ: TPCM SKKN thuộc mơn: Hóa học THANH HĨA, NĂM 2021 MỤC LỤC NỘI DUNG 1.MỞ ĐẦU 1.1 Li chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận 2.2.Thực trạng vấn đề 2.3 Giải pháp tổ chức thực 2.3.1 Cơ sở lí thuyết 2.3 Phương pháp giải dạng tập Dạng 1: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối Dạng 2: Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối Dạng 3: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa nhiều muối Dạng 4: Hai kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối 2.3.3 Bài tập trắc nghiệm vận dụng 2.4 Hiệu sáng kiến KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận 3.2 Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO TRANG 1 1 3 4 5 10 11 13 13 14 14 15 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong chương trình THPT hóa học môn học đem lại thay đổi diệu kỳ mà em học sinh cảm nhận tiết học lý thuyêt thực hành Nó giải thích tượng vấn đề sống hóa học mơn khoa học thực nghiệm, lí thuyết đơi với thực tiễn Vậy để học sinh hiểu chất, khắc sâu tượng, vấn đề mà em học vận dụng vào sống em cần giải tập định tính định lượng Để làm điều giáo viên người có vai trị quan trọng vừa giúp học sinh lĩnh hội tri thức, vừa người gieo niềm đam mê, khả tự học, tự sáng tạo học sinh Tuy nhiên để thành công nghiệp “trồng người” ngồi lực chun mơn, nghiệp vụ sư phạm đòi hỏi giáo viên phải đầu tư nhiều thời gian thực tâm huyết với nghề,để có giảng hay, thu hút học sinh giúp học sinh phát triển tư niềm say mê hóa học, vấn đề mà người giáo viên ln trăn trở Sự đổi kì thi TNTHPT Bộ giáo dục & Đào tạo đặt yêu cầu cho học sinh, phải có kết xác tốc độ giải nhanh Để có kết thi tốt học sinh cần phải nắm vững kiến thức vận dụng kiến thức cách linh hoạt đặc biệt kĩ giải toán hoá học việc lựa chọn phương pháp giải quan trọng Mà học sinh thường lúng túng em thực hành Đặc biệt phần kim loại tác dụng với dung dịch muối phần khó học sinh học sinh miền núi kiến thức trừu tượng yêu cầu độ tư logic cao Từ thực tế vấn đề nghiên cứu đưa phương pháp đơn giản mà quen thuộc để giúp em có lực trung bình giải tập cách nhanh đề tài “ Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh sử dụng định luật bảo toàn electron để giải tập kim loại tác dụng với dung dịch muối trường THPT Hà Văn Mao” 1.2 Mục đích nghiên cứu - Khẳng định tầm quan trọng việc đổi phương pháp dạy học giảng dạy - Giúp học sinh lĩnh hội vận dụng kiến thức cách chủ động nhuần nhuyễn -Tăng khả tư logic, tính tốn học sinh - Nâng cao kết thi học sinh kì thi 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Học sinh khối 12 - Đội tuyển học sinh giỏi khối 11, 12 - Học sinh ôn thi TNTHPT 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tài liệu, sưu tầm tài liệu phục vụ viêc soạn thảo - Thực nghiệm giảng dạy - Trao đổi, nhận xét đúc rút kinh nghiệm với giáo viên tổ - Giảng dạy lớp 12A1 trường THPT Hà Văn Mao để thu thập thông tin thực tế - Phương pháp thống kê, sử lí số liệu 2 NỘI DUNG 2.1 Cở sở lý luận 2.1.1 Bản chất phương pháp - Xác định số oxi hoá nguyên tố kim loại thay đổi trạng thái đầu cuối trình bỏ qua giai đoạn trung gian - Viết q trình oxi hố q trình khử - Áp dụng định luật bảo tồn electron: ∑ n e nhận = ∑ n e nhường 2.1.2 Các định luật sử dụng đề tài - Định luật bảo toàn electron - Bảo toàn khối lượng - Bảo toàn nguyên tố 2.2.Thực trạng vấn đề Trong chương trình hóa học trường phổ thơng, dạng tập kim loại tác dụng với dung dịch muối phổ biến thường gặp đề thi Đây dạng tập khó phức tạp phải chia thành nhiều trường hợp để xét Với hình thức thi trắc nghiệm học sinh chia trường hợp để giải nhiều thời gian Tuy nhiên vận dụng định luật bảo tồn electron để giải ta khơng cần phải xét giai đoạn trung gian mà cần xét thay đổi số oxi hóa nguyên tố ban đầu sau Vì khơng cần phải chia trường hợp để xét Bằng thực tế nhiều năm giảng dạy học sinh ôn thi học sinh giỏi ôn thi đại học thấy sử dụng định luật bảo toàn electron để giải tập đặc biệt tập kim loại tác dụng với dung dịch muối học sinh giải nhanh xác 2.3 Giải pháp thực 2.3.1 Cơ sở lý thuyết: Để giải tập phần học sinh cần nắm phần kiến thức sau: Dãy điện hóa kim loại: Học sinh phải hiểu ý nghĩa dãy điện hóa : Kim loại đứng trước có tính khử mạnh kim loại đứng sau, ion kim loại đứng sau có tính oxi hố mạnh ion kim loại đứng trước Đồng thời biết kim loại đứng trước H đẩy H+ khỏi dd giải phóng khí H2 + Phương trình hóa học: nM + mNn+ → nMm+ + mN Với M, N kim loại Bản chất phản ứng oxi hoá - khử nên ta áp dụng phương pháp giải tập phần phản ứng oxihoa- khử + Điều kiện xảy phản ứng gì? Đây phản ứng hóa học thể tính chất hóa học kim loại đồng thời phương pháp điều chế kim loại (phương pháp thủy luyện) nên có điều kiện M,N là: M có tính khử mạnh N N kim loại đứng sau Al dãy điện hóa Chú ý: - Nếu dung dịch muối chứa ion Fe3+ phải xét trình sau: Fe3+ +1e → Fe2+ kim loại cho vào đứng trước Fe2+ đứng sau Fe Fe2+ +2e → Fe kim loại cho vào đứng trước Fe có trình - Nếu cho kim loại có Fe vào dd chứa Ag+ ta có trình Fe + Ag+ → Fe2+ + 2Ag (1) Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag (2) Fe + Ag+ → Fe3+ + 3Ag (3) Đặt T= n Ag+ : n Fe Nếu: T ≤ có phản ứng (1) Ag+ hết Fe dư T ≥ hồn tồn phản ứng (3) Fe hết Ag+ dư 2< Tx + 2y Ag +, Cu2+ ,Mg dư , Zn chưa pư.Sản phẩm có muối, kim loại Trường hợp 3: có (1),(2),),(3) ,(4) xét khả sau: + Nếu : 2a + 2b = x +2y pư vừa đủ Sản phẩm có 2muối, kim loại + Nếu : 2a + 2b > x +2y Ag +, Cu2+ ,Mg hết ,Zn dư Sản phẩm có 2muối, kim loại + Nếu : 2a + 2b < x +2y Ag +, Mg ,Zn hết ,Cu2+ dư Sản phẩm có 3muối, kim loại *Bài tập vận dụng Bài tâp 1: Dung dịch X có chứa AgNO3 Cu(NO3)2 có nồng đ ộ Thêm lượng hỗn hợp gồm 0,03 mol Al 0,05 mol Fe vào 100 ml dung dịch X phản ứng kết thúc thu chất rắn Y gồm kim loại.Cho Y vào HCl dư giải phóng 0,07 gam khí Tính nồng độ mol/lit muối Hướng dẫn: Gọi CM muối a mol/ lit ⇒ n Cu2+ = n Ag+ = 0,1a mol nH2 = 0,035mol Xét đến Y tác dụng với dd HCl dư xem kim loại phản ứng hết theo Y có kim loại nên Fe dư nên lên Fe2+ Các trình xảy sau: → Ag (2) Al → Al3+ + e (1) Ag+ + 1e 0,03mol → 0.09mol 0,1xmol → 0,1xmol → Cu (4) Fe → Fe2+ + e (3) Cu2+ + 2e 0,05mol → 0,1mol 0,1xmol → 0,2xmol 2H+ + 1e.2 → H2 (5) ¬ 0,07mol 0,035mol 10 Áp dụng định luật bảo tồn electron ta có: 0,1x + 0,2x + 0,07 = 0,09 + 0,1 ⇒ x= 0,4M Bài tâp 2: Hòa tan hỗn hợp chứa 0,1 mol Mg 0,1 mol Al vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,1 mol Cu(NO3)2 0,35 mol AgNO3 Khi phản ứng xảy hồn tồn thu m gam chất rắn Tính m? Hướng dẫn: Các trình xảy sau: → Ag (2) Mg → Mg2+ + e (1) Ag+ + 1e 0,1mol → 0,2mol 0,35mol → 0,35mol → Cu (4) Al → Al3+ + e (3) Cu2+ + 2e 0,1mol → 0,3mol 0,1mol → 0,2mol Ta nhận thấy : ∑ n e nhận = 0,35 + 0,2 =0,55 > ∑ n e nhường = 0,2 + 0,3=0,5 ⇒ Cu2+ dư ⇒ nCu2+pư = 0,075 mol Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 0,5 = 0,35 + 2nCu2+pư ⇒ nCu2+pư = 0,075 mol ⇒ m rắn = 108 0,35 +64 0,075 =42,6(g) 2.3.3 Bài tập trắc nghiệm vận dụng: Dạng 1: kim loại tác dụng với dd chứa muối Câu 1: Một kim loại M hóa trị II nhúng vào lít dd CuSO 0,5M sau lấy M khỏi dd thấy khối lượng tăng 1,6g, nồng độ CuSO gỉam 0,3M Kim loại M A Zn B Fe C Mg D Ca (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Hà Văn Mao – năm 2018) Câu 2: Nhúng sắt nặng 8gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M Sau thời gian lấy sắt cân lại nặng 8,8gam xem thể tích dung dịch khơng thay đổi nồng độ mol CuSO4 dung dịch sau phản ứng A 2,30M B 0,27M C 1,80M D 1,36M (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Bá Thước – năm 2017) Câu 3: Cho 7,2 gam Mg vào dung dịch chứa 0,2 mol FeCl 3, sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch X, cô cạn dung dịch X m gam muối khan Giá trị m A 34,9 B 44,4 C 25,4 D 28,5 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Hậu lộc – năm 2014) Câu 4: Hai kim loại chất, có khối lượng nhau, có khả tạo hợp chất hóa trị II Một ngâm vào dung dịch Pb(NO3)2 ngâm vào dung dịch Cu(NO3)2 Sau thời gian người ta thấy kim loại ngâm muối Pb(NO3)2 tăng 19%, khối lượng kim loại giảm 9,6% Biết phản ứng lượng kim loại bị hòa tan Tên kim loại A Zn B Fe C Mg D Cd (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Như Xuân – năm 2015) Dạng 2: Hỗn hợp kim loại tác dụng với dd chứa muối Câu 5: Cho hh bột gồm 0,48 g Mg 1,68 g Fe vào dung dịch CuCl 2, khuấy đến phản ứng hoàn toàn thu 3,12 g phần không tan X Số mol CuCl tham gia phản ứng 11 A 0,03 B 0,05 C 0,06 D 0,04 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Cẩm Thủy 1– năm 2017) Câu 6:Cho hỗn hợp gồm 2,7 gam Al 2,8 gam Fe vào 550 ml dung dịch AgNO3 1M Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu m gam chất rắn Giá trị m A 43,2 B 48,6 C 32,4 D 54,0 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Ngọc Lặc – năm 2016) Câu 7:Cho 9,7 gam hỗn hợp X gồm Cu Zn vào 0,5 lít dung dịch FeCl 0,5M Phản ứng kết thúc thu dung dịch Y 1,6 gam chất rắn Z Cho Z vào dung dịch H2SO4 lỗng khơng thấy khí bay Dung dịch Y phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch KMnO4 xM H2SO4 Giá trị x A 0,250 B 0,125 C 0,200 D 0,100 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Tĩnh Gia – năm 2018) Câu 8:Cho 10,7g hh X gồm Mg, Al Fe tác dụng hoàn toàn với dd HCl thu 7,84 lít khí H2 (đktc) Nếu cho 10,7g X td hết với dd CuSO thấy khối lượng chất rắn tăng m gam Giá trị m là: A 22,4 B 34,1 C 11,2 D 11,7 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Cẩm Thủy – năm 2014) Dạng 3: kim loại tác dụng với dd chứa nhiều muối Câu 9:Cho 2,24g Fe vào 200ml dung dịch Cu(NO 3)2 0,1M AgNO3 0,1M Khuấy phản ứng hoàn toàn Khối lượng (gam) chất rắn thu A 4,080 B 1,232 C 8,040 D 12,320 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Hà Văn Mao – năm 2015) Câu 10:Hịa tan hồn tồn 2,4 gam bột Mg vào dung dịch hỗn hợp chứa 0,1 mol Cu(NO3)2 0,1 mol AgNO3 Khi phản ứng xảy hồn tồn khối lượng (gam) chất rắn thu A 6,4 B 10,8 C 14,0 D 17,2 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Hậu Lộc – năm 2017) Câu 11:Cho lượng bột Zn vào dung dịch X gồm FeCl CuCl2 Khối lượng chất rắn sau phản ứng xảy hoàn toàn nhỏ khối lượng bột Zn ban đầu 0,5 gam Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu 13,6 gam muối khan Tổng khối lượng (gam) muối X A 13,1 B 17,0 C 19,5 D 14,1 (Trích Đề thi TSĐH khối B – năm 2008) Dạng 4: kim loại tác dụng với dd chứa muối Câu 12:Cho m (g) hỗn hợp Y gồm 2,8g Fe 0,81g Al vào 200ml dung dịch X chứa AgNO3 Cu(NO3)2 Khi phản ứng kết thúc dung dịch Z 8,12g rắn T gồm kim loại Cho rắn T tác dụng với dung dịch HCl dư 0,672 lít H2(đktc) Nồng độ mol (M)các chất dung dịch X là: A 0,15 0,25 B 0,10 0,20 C 0,50 0,50 D 0,05 0,05 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Cẩm Thủy – năm 2012) 12 Câu 13:Một hỗn hợp X gồm Al Fe có khối lượng 8,3g Cho X vào lít dung dịch A chứa AgNO3 0,1M Cu(NO3)2 0,2M Sau phản ứng kết thúc rắn Y dung dịch Z màu hồn tồn Y hồn tồn khơng tan dung dịch HCl Khối lượng (gam) Y A 10,8 B 12,8 C 23,6 D 28,0 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Hà Văn Mao – năm 2014) Câu 14:Cho 0,03 mol Al 0,05mol Fe tác dụng với 100ml dung dịch X chứa Cu(NO3)2 AgNO3 Sau phản ứng thu dung dịch Y 8,12 g rắn Z gồm kim loại Cho Z tác dụng với dung dịch HCl dư 0,672 lít H 2(đktc) Nồng độ mol (M)các chất dung dịch X là: A 030 0,50 B 0,30 0,05 C 0,03 0,05 D 0,30 0,50 (Trích Đề thi thử THPTQG trường thpt Ba Đình – năm 2015) 2.4 Hiệu sáng kiến 2.4.1 Đối với học sinh: Việc giáo viên phân dạng rõ ràng vận dụng pp bảo toàn electron vào giải tập phần kim loại tác dụng với dd muối giúp em nắm bắt vấn đề nhanh hơn, đơn giản hơn, từ em nhẩm nhanh cho kết toán phù hợp với đề thi trắc nghiệm bây giờ.Từ tạo khơng khí học tập thoải mái,kích thích hứng thú học tập em Giúp em phát huy tính chủ động, phát triển khả sáng tạo,rèn luyện tính bền bỉ, kiên nhẫn cho học sinh Cụ thể: Kiểm tra, chấm 43 học sinh đánh giá kết thực nghiệm Điểm tỉ lệ phần trăm thống kê bảng sau: Điểm – 10 7–8 5–6 3–4 0–2 Nhóm SL % SL % SL % SL % SL % Lớp 18,60 12 27,90 18 41,86 11,64 0 15 34,88 20 46,5 13,9 4,66 0 12A7 Lớp 12A1 Kết cho thấy tác động có ảnh hưởng tích cực, kết lớp thực nghiệm(12A1) cao lớp đối chứng(12A7) 2.4.2 Đối với giáo viên: - Trong trình nghiên cứu đề tài giáo viên tự bồi dưỡng cho kiến thức,kỹ chuyên mơn sâu tích lũy kinh nghiệm giảng dạy 13 - Trong trình giảng dạy cho học sinh giáo viên thấy rõ điểm mạnh, điểm yếu em từ giúp em điều chỉnh KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Với nhiều năm giảng dạy trường THPT miền núi thấy em học sinh thụ động lĩnh hội kiến thức,các em phụ thuộc vào giáo viên nhiều Chính việc giáo viên để tạo hứng thú, niềm đam mê, u thích mơn học quan trọng Thơng qua việc giảng dạy lớp 12A1 ,12A7 lớp học ôn năm 2016 - 2019 trình ơn luyện HSG năm trước tơi nhận thấy học sinh hiểu vận dụng pp bảo toàn electron tốt Nên dã nghiên cứu cách giải toán: Kim loại tác dụng với dd muối pp bảo tồn electron tơi thấy học sinh giải tốn nhanh hơn, tốt hơn, xác Tuy nhiên chất lượng học sinh chênh lệch giảng dạy cần làm rõ lí thuyết bản, chất vấn đề chia nhỏ vấn đề để học sinh vận dụng không đưa trực tiếp dạng tập khó Đối với học sinh giỏi cần khai thác triệt để đặc biệt dạng vận dụng cao toán “ Kim loại tác dụng với dd muối “ , cịn học sinh trung bình cần cung cấp lí thuyết tập dạng nhận biết , hiểu khơng q khó đồng thời cho em luyện tập nhiều để nhớ 3.2 Kiến nghị Sở GD Tỉnh Thanh Hóa phổ biến rộng rãi sáng kiến kinh nghiệm đạt giải để giáo viên tham khảo học tập Trên số kinh nghiệm nhỏ dạng tập kim loại tác dụng với dd muối mà tơi trình bày, tơi hy vọng có ích cho cơng tác giảng dạy giáo viên trường THPT thời gian hạn chế nên không tránh thiếu sót ,rất mong đóng góp đồng nghiệp để công tác giảng dạy đạt kết cao XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 19 tháng năm2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Lê Anh Tuấn 14 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bài tập nâng cao hóa học vơ chun đề kim loại Ngô Ngọc An-NXB ĐH QGHN Các dạng tốn pp giải hóa học 12 phần vô Lê Thanh Xuân -NXB GD PP giải BT HH Đại cương vô Của Nguyễn Khoa Thị Phượng- NXB ĐHQGHN Trắc nghiệm khách quan hóa học 12 phần KIM LOẠI Của Quan Hán Thành- NXB giáo dục Việt Nam Tuyển tập đề thi tuyển sinh ĐH năm từ 2007 đến 15 DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả:Lê Anh Tuấn Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên trường THPT Hà Văn Mao Cấp đánh giá xếp loại (Phòng, Sở, Tỉnh ) TT Tên đề tài SKKN Các dạng tập axit-Bazo ôn thi học sinh giỏi hóa học trường THPT Sở Các dạng tập tính PH ơn học sinh giỏi hóa học lớp 11 trường THPT Sở Kết đánh giá Năm học đánh xếp loại giá xếp loại (A, B, C) C 2013-2014 C 2019-2020 16 ... thuộc để giúp em có lực trung bình giải tập cách nhanh đề tài “ Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh sử dụng định luật bảo toàn electron để giải tập kim loại tác dụng với dung dịch muối trường THPT. .. sở lí thuyết 2.3 Phương pháp giải dạng tập Dạng 1: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối Dạng 2: Hỗn hợp kim loại tác dụng với dung dịch chứa muối Dạng 3: Một kim loại tác dụng với dung. .. chia trường hợp để xét Bằng thực tế nhiều năm giảng dạy học sinh ôn thi học sinh giỏi ôn thi đại học thấy sử dụng định luật bảo toàn electron để giải tập đặc biệt tập kim loại tác dụng với dung dịch