Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi phần kim loại lớp 12 trường trung học phổ thông luận văn thạc sỹ hóa học

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  -TRẦN ĐẠT KHOA TUYỂN CHỌN, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN KIM LOẠI LỚP 12 TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Vinh, 2012 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  -TRẦN ĐẠT KHOA TUYỂN CHỌN, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN KIM LOẠI LỚP 12 TRƢỜNG TRUNG HỌC PHỔ THÔNG Chuyên ngành : Lý luận phƣơng pháp dạy học mơn hóa học Mã số : 60.14.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC GIÁO DỤC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học PGS.TS Nguyễn Xuân Trƣờng Vinh - 2012 Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa LỜI CẢM ƠN Để hồn thành luận văn này, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến : - Thầy PGS.TS Nguyễn Xuân Trƣờng, Giảng viên trƣờng Đại Học sƣ phạm I Hà Nội giao đề tài, tận tình hƣớng dẫn khoa học tạo điều kiện thuận lợi cho tơi nghiên cứu hồn thành luận văn - Các thầy, cô giáo : PGS.TS Cao Cự Giác, PGS.TS Nguyễn Thị Sửu dành nhiều thời gian đọc nhận xét luận văn - Ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, Ban chủ nhiệm khoa Hoá học thầy giáo, giáo thuộc Bộ mơn Lí luận phƣơng pháp dạy học mơn hố học khoa Hoá học trƣờng ĐH Vinh giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi hồn thành luận văn - Ban giám hiệu GV Trƣờng THPT Tam Nông ; THPT Hồng Ngự em học sinh giúp đỡ suốt thời gian thực nghiệm sƣ phạm - Tôi xin cảm ơn tất ngƣời thân gia đình, bạn bè, đồng nghiệp động viên, giúp đỡ suốt trình học tập thực luận văn Vinh, tháng năm 2012 Trần Đạt Khoa Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa MỤC LỤC MỤC LỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT PHẦN I MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI LỊCH SỬ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 10 MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI 10 NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU 10 KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU 11 5.1 Khách thể nghiên cứu 11 5.2 Đối tƣợng nghiên cứu 11 PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 11 6.1 Phƣơng pháp nghiên cứu lý luận 11 6.2 Phƣơng pháp nghiên cứu thực tiễn 11 6.3 Thực nghiệm sƣ phạm 11 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC 12 NHỮNG ĐÓNG GÓP CỦA ĐỀ TÀI 12 PHẦN II NỘI DUNG 13 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ NHẬN THỨC – TƢ DUY VÀ BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI 13 1-1 HOẠT ĐỘNG NHẬN THỨC CỦA HỌC SINH TRONG QUÁ TRÌNH DẠY VÀ HỌC HOÁ HỌC [27], [32], [50] 13 1-1.1 Khái niệm nhận thức 13 1-1.1.1 Nhận thức cảm tính 13 1-1.1.2 Nhận thức lý tính 13 1-1.2 Tƣ 14 1-1.2.1 Khái niệm 14 1-1.2.2 Đặc điểm tƣ 14 1-1.2.3 Những phẩm chất tƣ 15 1-1.2.4 Các thao tác tƣ 15 Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa 1-1.2.5 Những hình thức tƣ 17 1-1.2.6 Tầm quan trọng phát triển tƣ 20 1-1.2.7 Đánh giá trình độ phát triển tƣ học sinh 21 1-1.3 Quá trình nhận thức 22 1-2 CÁC XU HƢỚNG DẠY HỌC HIỆN ĐẠI [23], [33], [45], [50] 23 1-2.1 Dạy học lấy học sinh làm trung tâm 23 1-2.2 Dạy học theo hƣớng tích cực hóa hoạt động nhận thức học sinh (Hoạt động hóa ngƣời học) 24 1-3 BÀI TẬP HOÁ HỌC [11], [32], [44], [45], [49] 25 1-3.1 Khái niệm tập hoá học 25 1-3.2 Phân loại tập hoá học 25 1-3.2.1 Dựa vào nội dung 25 1-3.2.2 Dựa vào hình thức thể 26 1-3.2.3 Dựa vào mức độ tƣ 26 1-3.3 Ý nghĩa, tác dụng tập hoá học 26 1-3.3.1 Ý nghĩa trí dục 27 1-3.3.2 Ý nghĩa phát triển 27 1-3.3.3 Ý nghĩa giáo dục 27 1-3.4 Tiến trình giải tập hóa học 28 1-3.4.1 Nghiên cứu đề 28 1-3.4.2 Xây dựng tiến trình giải 28 1-3.4.3 Thực tiến trình giải 28 1-3.4.4 Kiểm tra, đánh giá việc giải 28 1.3.5 Mối quan hệ phát triển tƣ giải tập hoá học 29 1-4 HỌC SINH GIỎI VÀ CÔNG TÁC BỒI DƢỠNG HSG HOÁ HỌC Ở THPT [32], [49] 30 1-4.1 Quan niệm HSG 30 1-4.2 Những phẩm chất lực HSG hóa học 32 1-4.3 Một số biện pháp phát học sinh giỏi hóa học 32 1-4.4 Một số biện pháp BD HSG hoá học THPT 33 1-4.4.1 Kích thích động học tập học sinh giỏi 33 Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa 1-4.4.2 Có nội dung dạy học phƣơng pháp dạy học hợp lý 34 1-4.4.3 Có phƣơng pháp kiểm tra, đánh giá hợp lý, thƣờng xuyên 34 1-4.5 Những kỹ GV cần có cơng tác BD HSG hóa học 35 1-5 THỰC TRẠNG CƠNG TÁC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC THPT Ở TỈNH ĐỒNG THÁP HIỆN NAY 36 1-5.1 Thuận lợi 36 1-5.2 Khó khăn 36 1.5.3 Kết thi HSG vịng tỉnh mơn hóa học lớp 12 năm học 2011-2012 số trƣờng Đồng Tháp 37 TIỂU KẾT CHƢƠNG 38 CHƢƠNG HỆ THỐNG BÀI TẬP BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN KIM LOẠI LỚP 12 40 2-1 KIẾN THỨC PHẦN KIM LOẠI HỌC SINH GIỎI CẦN NẮM VỮNG 40 2-2 CÁC XU HƢỚNG BÀI TẬP HÓA HỌC HIỆN NAY [45] 41 2-3 CÁC NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC DÙNG BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI 41 2-4 HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN KIM LOẠI DÙNG CHO BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HOÁ HỌC THPT 42 2-4.1 Bài tập vấn đề đại cƣơng kim loại 42 2-4.1.1 Bài tập cấu tạo nguyên tử, cấu trúc mạng tinh thể 42 2-4.1.2 Bài tập nhiệt động học 47 2-4.1.3 Bài tập dung dịch- điện hoá học – ăn mịn hóa học 48 2-4.1.4 Bài tập điều chế kim loại 51 2-4.2 Bài tập kim loại hợp chất nhóm A 54 2-4.2.1 Bài tập sơ đồ phản ứng 54 2-4.2.2 Bài tập mơ tả, giải thích tƣợng hố học 55 2-4.2.3 Bài tập nhận biết, phân biệt chất 56 2-4.2.4 Bài tập tách, tinh chế chất 56 2-4.2.5 Bài tập có tính thực tiễn, thực nghiệm 57 2-4.2.6 Bài tập toán tổng hợp 58 2-4.3 Bài tập kim loại hợp chất quan trọng nhóm B 62 Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa 2-4.3.1 Bài tập tính chất đặc trƣng kim loại nhóm B 62 2-4.3.2 Bài tập sơ đồ phản ứng 64 2-4.3.3 Bài tập nhận biết, phân biệt chất 66 2-4.3.4 Bài tập tách, tinh chế chất 67 2-4.3.5 Bài tập có tính đến thực tiễn, thực nghiệm 67 2-4.3.6 Bài tập toán tổng hợp 68 2-5 PHƢƠNG HƢỚNG SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP PHẦN KIM LOẠI TRONG VIỆC BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI HOÁ HỌC THPT [27], [30], [32], [33], [45] 72 2-5.1 PHƢƠNG HƢỚNG SỬ DỤNG 72 2-5.2 DÙNG BÀI TẬP ĐỂ RÈN LUYỆN MỘT SỐ NĂNG LỰC CHO HSG 73 2.5.2.1 Dùng tập để rèn luyện lực phát giải vấn đề 73 2-5.2.2 Dùng tập để rèn luyện lực suy luận khái quát hoá 75 2-5.2.3 Dùng tập để rèn luyện lực tổng hợp kiến thức 75 Hƣớng dẫn 76 2-5.2.4 Dùng tập để rèn luyện lực tƣ sáng tạo 78 2-5.2.5 Dùng tập để rèn luyện lực tự học tƣ độc lập 79 5-2.3 DÙNG TRONG QUÁ TRÌNH DẠY HỌC BỒI DƢỠNG HSG 81 5-2.3.1 Dùng tập để hình thành kiến thức 81 5-2.3.2 Dùng tập để ôn tập, củng cố, luyện tập, khắc sâu kiến thức 81 5-2.3.3 Dùng tập để nâng cao, mở rộng kiến thức 81 5-2.3.4 Dùng tập để kiểm tra - đánh giá 82 TIỂU KẾT CHƢƠNG 83 CHƢƠNG THỰC NGHIỆM SƢ PHẠM 85 MỤC ĐÍCH THỰC NGHIỆM 85 NHIỆM VỤ THỰC NGHIỆM 85 NỘI DUNG THỰC NGHIỆM 85 PHƢƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM 85 TỔ CHỨC THỰC NGHIỆM 86 5.1 ĐỐI TƢỢNG VÀ ĐỊA BÀN THỰC NGHIỆM 86 Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa 5.2 THỰC HIỆN GIẢNG DẠY 86 5.3 THỰC HIỆN KIỂM TRA - ĐÁNH GIÁ 86 5.4 XỬ LÝ SỐ LIỆU VÀ KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM 87 5.4.1 Kết thực nghiệm 87 5.4.2 Xử lí kết thực nghiệm 87 5.5 PHÂN TÍCH VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TNSP 92 5.5.1 Về mặt định tính 92 5.5.2 Về mặt định lƣợng 92 5.5.3 Về độ tin cậy số liệu 93 TIỂU KẾT CHƢƠNG 94 PHẦN III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 96 KẾT LUẬN 96 KIẾN NGHỊ 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 98 PHỤ LỤC 102 PHỤ LỤC 149 PHỤ LỤC 150 PHỤ LỤC 153 PHỤ LỤC 154 Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa CÁC CHỮ VIẾT TẮT CHỮ VIẾT ĐẦY ĐỦ CHỮ VIẾT TẮT Bài tập BT Bồi dƣỡng BD Bài tập hóa học BTHH Dung dịch dd Dạy học DH Điện phân đp Điều kiện tiêu chuẩn đktc Đối chứng ĐC Giáo viên GV Hoá học HH Học sinh giỏi HSG Học sinh HS Lập phƣơng đơn giản lpđg Lập phƣơng tâm khối lptk Lập phƣơng tâm diện lptd Lục phƣơng lp Phƣơng pháp PP Phƣơng pháp dạy học PPDH Phƣơng trình PT Phƣơng trình hóa học PTHH Thực nghiệm TN Thực nghiệm sƣ phạm TNSP Trung học phổ thông THPT Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa PHẦN I MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong kỉ 21, cách mạng khoa học - công nghệ tiếp tục phát triển mạnh mẽ, làm tảng cho phát triển kinh tế tri thức Tốc độ, trình độ đổi ứng dụng tri thức định phát triển, khẳng định vị quốc gia trƣờng quốc tế Một đất nƣớc để có đƣợc khoa học - công nghệ phát triển mạnh mẽ, bền vững trƣớc hết cần phải đào tạo nên hệ ngƣời có tri thức cao, có lực tƣ mềm dẻo, sáng tạo, có khả tự học suốt đời Điều trở thành động lực thúc đổi giáo dục quốc gia nói chung Việt Nam nói riêng Ngày 7/11/2006, Việt Nam thức gia nhập Tổ chức Thƣơng mại Thế giới (WTO) hòa theo xu hƣớng tồn cầu hóa hội nhập quốc tế vừa mở hội để đất nƣớc trở phát triển nhƣng tiềm ẩn thử thách Để tận dụng lợi từ WTO mang lại, hạn chế khó khăn địi hỏi Việt Nam phải xây dựng ngồn nhân lực dồi có trình độ cao đáp ứng yêu cầu cho việc xây dựng kinh tế tri thức phát triển Trong Nghị Ban chấp hành trung ƣơng Đảng ”Nâng cao dân trí - Đào tạo nhân lực – Bồi dƣỡng nhân tài” nhiệm vụ trung tâm, xuyên suốt ngành Giáo dục Đào tạo Với yêu cầu, bối cảnh xã hội nhƣ thế, ngành giáo dục thực cách mạng đổi mới, nâng cao chất lƣợng giáo dục cách toàn diện đào tạo nguồn nhân lực tri thức dồi phục vụ cho đất nƣớc trƣớc hết cơng tác BD HSG nhiệm vụ đặc biệt quan trọng thiếu nhà trƣờng phổ thông, em HS nguồn lực dồi mà tƣơng lai nhân tài cống hiến cho đất nƣớc Trong trình dạy – học, việc phát BD HSG - nhân tài tƣơng lai phải đƣợc thực tất mơn học nói chung mơn HH nói riêng Nhƣ vậy, làm để ngƣời GV mơn HH q trình giảng dạy phát kịp thời HS có tiềm có kế hoạch phù hợp phát triển lực họ Trang Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Nhƣ E 0Cu 2+ /CuI Trần Đạt Khoa = 0,863 V > E 0I- /I- = 0,5355 V  Cu2+ oxi hóa đƣợc I- tạo thành CuI: Cu2+ + I-  CuI  + I 3d) Vì E 0Cu 2+ /CuI = 0,863 V > E I- /I- = 0,54 V  điện cực Pt nhúng dung dịch Y anot, điện cực Pt nhúng dung dịch gồm Cu2+, I- (cùng nồng độ M), có chứa kết tủa CuI catot Vậy sơ đồ pin nhƣ sau: (-) Pt│ I 3- 0,060 M; I- 0,32 M║CuI; Cu2+ M; I- M │Pt (+) Trên catot: Cu2+ + I- + e  CuI  Trên anot: I-  I 3- + 2e Phản ứng pin: Cu2+ + I-  CuI  + I 3Bài 147: %Fe = 5,09%; %FeCO3 = 31,64%; %Fe3O4 = 62,37% Bài 148: PTHH: 2FeS2 + 15Br2 + 38KOH → 2Fe(OH)3 + 30KBr + 4K2SO4 + 16H2O 2FeS + 9Br2 + 22KOH → 2Fe(OH)3 + 18KBr + 2K2SO4 + 8H2O t 2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O Ba2+ + SO 24  → BaSO4 b nFe = 0,2 2/160 = 2,5 10-3 mol nS = 1,107 : 233= 4,75 10-3 mol => nFeS  ns  nFe  2,25.103 mol → Số mol FeS2 chiếm 90%, FeS chiếm 10% Bài 149: Do sản phẩm cuối cho hỗn hợp tác dụng với HNO3 đặc nóng có Fe3+, SO42- nên coi hỗn hợp ban đầu Fe S Gọi x y số mol Fe S, số mol NO2 a  Fe+3 + 3e Fe  x x 3x  S+6 + 6e S  y y 6y Trang 142 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa N+5 + e   N+4 a a a A tác dụng với Ba(OH)2 Fe3+ + 3OH-   Fe(OH)3 Ba2+ + SO42-   BaSO4 x = 0,2 Ta có hệ phƣơng trình 56x + 32 y = 20,8 Giải   107x + 233y = 91,3  y = 0,3 Theo định luật bảo toàn electron : 3x + 6y = a = 3.0,2 + 6.0,3 = 2,4 V = 2,4.22,4 = 53,76 (lít) Bài 150: Khối lƣợng Fe = 0,3m (g); khối lƣơng rắn A = 0,75 m(g) Suy lƣợng Fe  Fe dƣ ; Cu chƣa phản ứng Dung dịch B chứa phản ứng = 0,25 m  Fe(NO3)2 , khơng có Fe(NO3)3 Cu(NO3)2 nhỗn hợpkhí = 6,72/22,4= 0,3 mol Số mol HNO3 = 50.1,38.63  0,69 (mol) 100.63 Fe   Fe+2 + 2e  NO NO3- + 3e   NO2 NO3- +e  Số mol NO3- tạo muối = 0,69 – 0,3 = 0,39 (mol) Khối lƣợng Fe(NO3)2 = 0,39(56  62.2)  35,1( g ) (gam) Bài 151: Theo đầu kim loại M có tác dụng với dung dịch HNO3 - Theo đầu khối lƣợng X phản ứng 39,84 – 3,84 = 36 gam > 24 gam chất rắn H Nên 24 gam có Fe2O3 => M(OH)n bị hòa tan dung dịch NH3 Các PTHH: Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO2 + 5H2O (1) M + 2n HNO3 → M(NO3)n + nNO2 + nH2O (2) Đặt số mol Fe3O4: x mol; Số mol M phản ứng (2): y mol Trang 143 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa * Nếu xảy phản ứng M + nFe(NO3)3 → M(NO3)n+ nFe(NO3)2 (3) Từ (3) → Số mol M phản ứng (2): 3x/n mol Theo đầu bài: 232x + My + M 3x/n = 36 gam (I) Từ (1,2) Số mol NO2 : x + ny = 0,2 (II) - Viết PTHH dung dịch Y với dung dịch NH3 lọc kết tủa nung khơng khí đƣợc 24 gam chất rắn có Fe2O3 Số mol Fe2O3 = 3x/2 = 24/160 → x= 0,1 mol (III) Từ (I, II, III) → x = 0,1 mol; y = 0,1/n mol → M = 32n Với n = → M = 64 kim loại M đồng (Cu) Dung dịch Y có 0,3 mol Fe(NO3)2 0,05 + 0,15 = 0,2 mol Cu(NO3)2 Khối lƣợng muối = 180 * 0,3+188*0,2 = 91,6 gam *Nếu không xảy phản ứng (3) thực tƣơng tự loại  O ,t Bài 152: PTHH: MS   M 2On o Mol: a 0,5a M 2On  2nHNO3  2M ( NO3 )n  nH 2O Mol: 0,5a mddHNO3  an 500an 524an 63.an.100 500an (g) => mdd ( sau p.u )  aM  8an   aM   3 37,8 Ta có: C %ddmuoi  aM  62an 100  41,72 aM  524an → M = 18,65.n → Với n=3, M=56 (Fe) thỏa mãn Ta có a(M + 32) = 4,4 → a = 0,05 (mol) => mFe( NO )  0,05.242  12,1( g ) 3 Khối lƣợng dung dịch sau muối kết tinh tách ra: mdd ( sau.k tinh )  aM  mHNO3 ( ddsau k tinh )  524an  8,08  20,92 (g) 20,92.34,7  7, 26( g ) 100 Trang 144 => Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa mFe( NO3 )3 ( k tinh )  12,1  7,26  4,84( g ) Đặt CTPT muối kết tinh là: Fe(NO3)3.mH2O → mFe ( NO ) mH O  3 4,84 (242  18m)  8,08 → m=9 Vậy công thức muối kết 232 tinh : Fe(NO3)3.9H2O Bài 154: n H (ban đầu) = 0,5 mol nH = 0,195 mol  nH  (cần) = 2.0,195 = 0,39 (mol) < 0,5 (mol)  H dƣ + M: Mg; M‟: Al * (Mg2+: 0,06 mol; Al3+: 0,09 mol) Gọi a, b lần lƣợt số mol Cl-, SO 24 muối  a + 2b = 0,06.2 + 0,09.3 = 0,39 mol + Nếu tồn lƣợng Cl- chuyển vào muối, có: a = 0,25 mol  b = 0,07 mol  mmuối = mKL + mgốc axit = 19,465g + Nếu toàn lƣợng SO 24 chuyển vào muối, có: b = 0,125 mol  a = 0,14 mol  mmuối = mKL + mgốc axit = 20,84g Vậy, khối lƣợng muối thu đƣợc là: 19,465g  mm  20,84 g Bài 155: Hỗn hợp khí (N2O: 0,005 mol; SO2:0,02 mol) Ta có: R – 1e  R+ (1) SO 24 + 2e + 4H+  SO2 + 2H2O x b x X – 2e  X2+ (2) 2b a 2 ( ax) = 4b/2 = 2b  nSO 2 ( m) 8a   ( m) a = 10a – 2a = 8a = 0,04 mol  mm = mKL + mSO2  mNO = 8,48g 10a = 2b – b = b = 0,02 mol Từ (4), nNO ( ax)  nH  10a(mol)  nNO  b NO 3 + 8e + 10H+  N2O + 5H2O (4) y 2y Từ (3), nSO 4b (3) * Khoảng giá trị muối khan Trang 145 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa - mhỗn hợp = xR + yX = 4,08g (I) - Bảo toàn e: x + 2y = 0,08 mol (II) + Nếu R X tạo muối nitrat: RNO3 (x mol)và X(NO3)2 (y mol) =>mm = 4,08 + 0,08.62 = 9,04g + Nếu R X tạo muối sunfat: R2SO4 (0,5x mol) XSO4 (y mol) => Mm = 4,08 + 48.0,08 = 7,92g Vậy, tỷ lệ N2O SO2 thay đổi, khối lƣợng muối khan nằm khoảng: 7,92g < mm < 9,04g X: Cu (0,48g); R: Ag (0,54g) Bài 156:: nCu = 0,04 mol; nNaOH = 0,21 mol; nHNO3 = 0,24 mol Các trình xảy ra: 2+ Cu   Cu + 2e 0,04 0,04 0,08 mol NO3  4H   3e  NO  2H 2O 4x 3x x mol NO3  2H   e  NO2  H 2O 2y y y mol Dung dịch A có Cu(NO3)2, có HNO3 Ta có: Cu(OH)2 CuO    dd NaOH t ddA    NaNO3    NaNO2 can có thê có NaOH hoac Cu(NO ) có the có NaOH du   Gọi số mol NaNO2 chất rắn sau nung x Theo bảo toàn nguyên tố nCuO  0,04 mol; nNaOH dƣ = 0,21-x → mY = 80 0,04 + 69x + 40(0,21 - x) = 17,4 → x = 0,2 → nNaNO2 = 0,2 mol Theo bảo toàn nguyên tố N => nNO  nNO  0, 24  0,  0,04 Gọi số mol NO NO2 tạo lần lƣợt x, y (x,y ≥ 0) Trang 146 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa  x  y  0, 04 → x =y =0,02 3x  y  0, 08 Ta có:  nHNO3 pu  nH  pu  x  y  0,12 Trong dung dịch A có: n Cu(NO3)2 = 0,04 mol; nHNO3 dƣ = 0,24-0,12 = 0,12 mol mdd A = 2,56 + 25,2 – (mNO + mNO2) = 26,24 gam C% HNO3 dƣ = 28,81%; C% Cu(NO3)2 = 28,66% Bài 157: Vì điện phân đến catot bắt đầu có bọt khí nên Cu2+ điện phân xong pH = → [H+] = 0,1M → nH+ = 0,01 mol Catot : Cu2+ + 2e → Cu 0,005  0,01 Anot : 2H2O → 4H+ + O2 + 4e 0,01 → 0,01 Ta có : ne = (1.t)/96500 => t = 965 (s) n Cu  0,005 mol → CM(CuSO4) = 0,05M 2 Bài 158: A (Cu: a mol, Cu2O: b mol CuO: c mol) * A + dd H2SO4(loãng): Cu2O + H2SO4(l)  CuSO4 + Cu + H2O b b b * A + dd HCl đặc: CuO + 2HClđ  CuCl2 + H2O CuCl2 + 4HClđ + 2H2O  H2[CuCl4] + H2[Cu(H2O)2Cl2] Cu2O + 4HClđ  2H[CuCl2] + H2O 64a  80b  144c  160 a  0,375mol    64a  64c  40   b  1,25mol   c  0,25mol 64a  24    %Cu = 15%; %CuO = 62,5%; Cu2O = 22,5% m = 50g Bài 159: 5Cu2S + 8MnO4- + 44H+  10Cu2+ + 5SO2 + 8Mn2+ + 22H2O (1) 5CuS + 6MnO4- + 28H+  5Cu2+ + 5SO2 + 6Mn2+ + 14H2O Trang 147 (2) Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa 5Fe2+ + MnO4- + 8H+  5Fe3+ + Mn2+ + 4H2O (1)  n MnO   ( 3) (3) 1  n Fe2    0,175   0,035mol 5 n MnO (1, 2)  0,2  0,75  0,035  0,115mol Đặt số mol Cu2S CuS lần lƣợt x y, ta có: 160x  96 y  10   x  0,025   x  y  0,115   y  0,0625  5  %m CuS  0,0625  96  100%  60% 10 Bài 160: nCu  0,17mol A (Zn: x mol, Fe: y mol, Cu: z mol) 2  65x + 56y + 64z = 9,16g (I) * A + dd CuSO4: 2+ Zn + Cu2+   Cu + Zn (1) 2+ Fe + Cu2+   Cu + Fe (2) Điều kiện để Zn, Fe bị hoà tan hết theo (1), (2) là: x + y < nCu  0,17mol (*) 2 Theo (I) có: 56 (x + y + z) < 9,16  x + y + z < 0,163  x + y < 0,163 mol Thoả mãn (*)  Zn, Fe tan hết theo (1) (2) Tiếp tục giải, đƣợc: mZn = 2,6g; mFe = 3,36g; mCu = 3,2g Cu2+ không bị điện phân hết mCu = 1,99g; mO = 0,496g VHNO  96 ml Trang 148 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12 (LẦN 1) Thời gian làm bài: 60 phút Bài 1: (2,0 điểm) Thực nghiệm cho biết Cu kết tinh theo kiểu mạng lập phƣơng tâm diện, bán kính nguyên tử Cu 1,28A0 Tính số mạng a tính số hốc tứ diện, hốc bát diện có mạng Xác định phần trăm không gian trống mạng tinh thể nguyên tử đồng Bài 2: (2,0 điểm) Tính nồng độ ban đầu HSO4- (Ka = 10-2), biết giá trị sức điện động pin: (-) PtI- 0,1 M; I3- 0,02 MMnO4- 0,05 M, Mn2+ 0,01 M, HSO4- C MPt (+) 25oC đo đƣợc 0,824 V Cho E oMnO / Mn 2  1,51V E oI / I  0,5355V Bài 3: (2,0 điểm) Cho phản ứng sau, phản ứng tự diễn biến, không tự diễn biến điều kiện chuẩn Giải thích 2+ Cu + 2H+   Cu + H2  Cu + H2S   CuS  + H2  Biết ECu 2 / Cu  0,34V ; E20H  / H  0,0V ; Ka1( H 2S )= 10-7, Ka2( H S ) = 3,0.10-13; -35,2 TCuS = 10 Bài 4: (4,0 điểm) Hoà tan hoàn toàn 3,39 gam hỗn hợp X gồm Al, Zn, Cu 30 gam dung dịch axit H2SO4 98% đƣợc đun nóng, sau phản ứng thu đƣợc 1,904 lít khí SO2 (đktc) dung dịch A Tính khối lƣợng muối thu đƣợc dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng với lƣợng dƣ dung dịch NH3 thu đƣợc 2,34g kết tủa Tính số mol NH3 tối đa phản ứng đƣợc với A Tính khối lƣợng muối thu đƣợc cho 3,39 gam hỗn hợp X tác dụng với hỗn hợp axit H2SO4 HNO3 đặc nóng, biết sau phản ứng thu đƣợc 4,76 gam hỗn hợp khí B gồm SO2 NO2 tích 1,792 lít (đktc) Trang 149 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa PHỤ LỤC ĐÁP ÁN ĐỀ KIỂM TRA KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12 (LẦN 1) Thời gian làm bài: 60 phút Bài 1: (2,0 điểm) a = 4R = 3,62A0, số hốc T = 1.8 = 8; số hốc O = 1.1 + 12 = Số nguyên tử Cu/tế bào: n = 18 + = a 4  ( ) Độ chặt khít: P   0,74 a3 a Bài 2: (2,0 điểm)  Tỷ lệ không gian trống: 100% - 74% = 26% Ở điện cực phải: MnO4- + 8H+ + 5e ⇌ Mn2+ + 4H2O Ở điện cực trái: 3I- ⇌ I3- + 2e E p  E oMnO / Mn 2  E t  E oI / 3I  0,059 [MnO4 ][H  ]8 0,059 0,05[H  ]8 lg  , 51  lg 5 0,01 [Mn2 ] 0,059 [I 3 ] 0,059 0,02 lg   0,5355  lg  0,574V 2 [I ] (0,1) E pin = Ephải - Etrái  0,824 = 1,51 + 0,059 lg(5[H+]8) – 0,574 Suy h = [H+] = 0,053 M Ta có: K a  0,0532  0,01 => CM( HSO )  0,334 M CHSO  0,053 Bài 3: (2,0 điểm) Phản ứng a không tự diễn biến; phản ứng (b) tự diễn biến Giải thích a Epƣ = - 0,34V nên G  2.F.(0,34)  Trang 150 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục b Cu - 2e Trần Đạt Khoa Cu2+; - G01 = +2F.(0,34) 2H+ + S2-; G2 = -RT.ln(Ka1.Ka2) H2S Cu2+ + S22H+ + 2e CuS; G3 = -RT.ln(TCuS-1) H2; G4 = Cu + H2S CuS + H2; G0 Với G =  G10  G20  G30  G40 = - RT.ln K a1 K a + 2F.(0,34) TCuS  G = -23,815KJ <  Phản ứng tự diễn biến Bài 4: (4,0 điểm) nSO  0,085(mol) Các trình cho-nhận electron đƣợc biểu diễn nhƣ sau: Al – 3e  Al+3 x 3x x S+6 + 2e  S+4 2.0,085 0,085 Zn – 2e  Zn+2 y 2y y Cu – 2e  Cu+2 z 2z z Áp dụng định luật bảo tồn electron, có: 3x + 2y + 2z = 0,17 (mol) (I) Mặt khác, muối ln có: 3x + 2y + 2z = 2.n 2- tổng số mol điện tích d-ơng SO4 tổng số mol điện tích âm nSO2 = 0,17:2 = 0,085 mol Vậy, khối lƣợng muối thu đƣợc là: mm = mKL + mgốc axit = 3,39 + 0,085.96 = 11,55g * Tính lƣợng H2SO4 dƣ: n(H2SO4)bđầu = 0,3 mol Ta có: nH SO  ns tổng số mol S trƣớc phản ứng = tổng số mol S sau phản ứng, nên: nS ( H SO )  ns ( m)  nS ( SO ) = 0,085 + 0, 085 = 0,17 (mol)  n(H2SO4)pƣ = 0,17 mol  n(H2SO4)dƣ = 0,3 – 0,17 = 0,13 mol Vậy, dung dịch A( H+ dƣ, Al3+, Zn2+, Cu2+, SO 24  ) mol 0,26 x y z Khối lƣợng kết tủa thu đƣợc khối lƣợng Al(OH)3 Cu2+ Zn2+ tạo phức tan dung dịch NH3 27 x  65 y  64 z  3,39  x  0,03(mol )   Ta có hệ phƣơng trình:  3x  y  z  0,17   y  0,02(mol )   z  0,02(mol ) 78 x  2,34   Phƣơng trình phản ứng:  NH 4 (1) H+ + NH3   Al(OH)3  + 3NH 4 (2) Al3+ + 3NH3 + 3H2O  Trang 151 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa M2+ + 2NH3 + 2H2O   M(OH)2  + 2NH 4 (3) 2+ M(OH)2 + 4NH3   [M(NH3)4] + 2OH (4) (M: Zn, Cu) Từ (1), (2), (3), (4)   n NH = 0,26 + 3x + 6(y +z) = 0,59 mol 3 Ta có: n NO = 0,02 mol; n SO = 0,06 mol 2 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 dƣ  số mol e trao đổi 0,14 mol Kim loại dƣ phải Cu Số mol e dƣ kim loại 0,17- 0,14 = 0,03 mol  số mol Cu dƣ = 0,015 mol NO 3 + 2H+ + 1e  NO2 + H2O mol 0,02 0,04 (5) 0,02 SO 24 + 4H+ + 2e  SO2 + 2H2O (6) mol 0,06 0,24 0,06 Ta tìm đƣợc n NO , n SO muối thông qua số mol H+ phản ứng (5) (6) Thật  2 vậy: - Từ CTPT HNO3, có: nHNO  nH  Theo (5), có n NO  (m) = n NO  ( ax) - n NO  (1) = n H - n NO   n NO ( m ) = 0,04 – 0,02 = 0,02 (mol) Tƣơng tự với (6): n SO 2 ( m) = n SO 2 ( ax) - n SO 2 ( 2) = nH - n SO = 0,24/2 – 0,06 = 0,06 (mol)  Vậy, mm = mKL pƣ + m NO + m SO = 3,39 - 0,015.64 + 0,02.62 + 0,06.96 = 9,43 gam  2 Trang 152 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa PHỤ LỤC ĐỀ KIỂM TRA KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12 (LẦN 2) Thời gian làm bài: 90 phút Câu 1: (3,0 điểm) Tiến hành điện phân 300 ml dung dịch CuSO4 0,2M với điện cực trơ cƣờng độ dòng điện 5A Tính khối lƣợng chất điện cực thời điểm t = 965s Tại thời điểm t = 965s, ngƣời ta ngắt nguồn điện sau nối anot catot bình điện phân với dây dẫn bên Sau thời gian có tƣợng xảy ? Giải thích phƣơng trình phản ứng Câu 2: (2,0 điểm) 1.Có dung dịch khơng màu đựng lọ riêng biệt không ghi nhãn : NaOH, KNO3, Ba(NO3)2, ZnCl2, AlCl3 Chỉ dùng thuốc thử trình bày cách nhận biết dung dịch So sánh khả dẫn điện, dẫn nhiệt Na, Al, Mg cách định tính Biết chúng kết tinh theo kiểu mạng: Na: lập phƣơng tâm khối, Al: lập phƣơng tâm diện, Mg: lục phƣơng Câu 3: (2,0 điểm) Chất rắn A tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch HNO3 1M thu đƣợc 0,448 lít khí NO (đktc) dung dịch B chứa chất tan nhất, cô cạn cẩn thận dung dịch B thu đƣợc 14,52 gam chất rắn khan Xác định chất rắn A Câu 4: (3,0 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 Thêm vào ngăn anot pin 1,3 gam KCN (rắn) sức điện động pin lúc 1,08V Cho thể tích dung dịch thay đổi khơng đáng kể, tính số bền tổng ion phức [Ag(CN)2]- Trang 153 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa PHỤ LỤC ĐÁP ÁN ĐỀ KHẢO SÁT ĐỘI TUYỂN HỌC SINH GIỎI KHỐI 12 (LẦN 2) Thời gian làm bài: 90 phút Bài 1: (3,0 điểm) nCu = 0,06 mol Tại thời điểm t = 965s, số mol Cu thoát catot là: nCu = I t = 0,025 mol < 0,06 n.F mol  CuSO4 chƣa bị điện phân hết 2CuSO4 + 2H2O ®fdd 2Cu + O2 + 2H2SO4 Dễ dàng tính đƣợc: mCu = 0,025.64 = 1,6g m O = 0,4g 2 Khi ngừng điện phân, catot bị bao phủ lớp đồng, dd quanh anot có O2 bị hồ tan Khi nối điện cực bình điện phân với dây dẫn ta thu đƣợc pin gavani Để thời gian Cu bám điện cực bị ăn mịn (vì đảm bảo điều kiện ăn mịn điện hố) Tại catot pin: Cu  Cu2+ + 2e (E0 = 0,34V) Tại anot pin: 4H+ + O2 + 4e  H2O (E0 = 1,21V) 2+ Phản ứng xảy pin: 2Cu + 4H+ + O2   Cu + 2H2O Bài 2: (2,0 điểm) Lấy chất đánh dấu đem thử Chọn thuốc thử Na2CO3 AlCl3 (có kết tủa trắng có khí bay ra) (NaOH, KNO3, Ba(NO3)2, ZnCl2, AlCl3) + dd Na2CO3 Nhãm I: NaOH, KNO3 (không có t-ợng gì) Nhóm II: Ba(NO3)2, ZnCl2 (cã kÕt tđa tr¾ng) - Lấy AlCl3 vừa nhận biết đƣợc làm thuốc thử cho nhóm I Nhận NaOH, lại KNO3 - Lấy NaOH vừa nhận biết đƣợc nhóm I làm thuốc thử cho nhóm II Nhận ZnCl2, cịn lại Ba(NO3)2 Khả dẫn điện, dẫn nhiệt Na < Mg < Al Giải thích: Trang 154 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa Na, Mg, Al thuộc chu kỳ Từ Na  Al, bán kính nguyên tử giảm dần cấu trúc mạng đặc trƣng làm độ đặc khít tăng dần, số electron hóa trị tham gia vào liên kết kim loại tăng dần  Khả dẫn điện, dẫn nhiệt tăng dần từ Na đến Al Bài 3: (2,0 điểm) Chất tan dung dịch B muối nitrat n HNO = 0,2 mol, nNO = 0,02 mol  n NO  ( m) = 0,2 – 0,02 = 0,18 mol A + HNO3   M(NO3)n + NO  + H2O (M kim loại A, n hoá trị cao M) Số mol muối: n M ( NO ) = n 56 0,18 14,52 =  M  n  n  3; M  56( Fe) M 62n n Đến đây, chƣa thể kết luận đƣợc A Fe chƣa biết số oxi hoá Fe A Gọi x số oxi hoá Fe A, số mol Fe3+ = 0,06 (mol) (tính từ số mol muối) Fex – (3 – x)e  Fe+3 Ta có: Mol: (3 – x).0,06 N+5 + 3e  N+2 0,06 0,02.3 0,02 Theo định luật bảo tồn electron, có: (3 – x).0,06 = 0,02.3  x = +2 Vậy, A FeO Fe(OH)2 Fe(NO3)2 Viết PTHH thử lại, loại trƣờng hợp Fe(NO3)2 khơng thoả mãn điều kiện Kết luận: A FeO Fe(OH)2 Bài 4: (3,0 điểm) Ag AgNO3 0,004M AgNO3 0,04MAg 1.Epin = EP – ET = 0,059.lg [ Ag  ]( )  [ Ag ](1) = 0,059.lg 0,04 = 0,059V 0,004 + Phản ứng xảy pin: Ag(1) + Ag+(2)   Ag (1) + Ag(2) Khi pin ngừng hoạt động, Epin =  [Ag](2) = [Ag](1) (*) + Ag(1) + Ag+(2)   Ag (1) + Ag(2) C0 (M) 0,04 [] 0,004 0,04 – a 0,004 + a Kết hợp với (*), có: 0,04 – a = 0,004 + a  a = 0,018 Vậy, pin ngừng hoạt động [Ag](1) = [Ag](2) = 0,022M Khi thêm 1,3 gam KCN vào sơ đồ pin cho trở thành: Trang 155 Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa Ag AgNO3 0,004M, KCN 0,04M AgNO3 0,04MAg Ta có: Epin = EP – ET = 0,059.lg [ Ag  ]( )  [ Ag ](1) + -20  [Ag ](1) = 1,98.10 M Xét ngăn : Vì [Ag+](1) nhỏ, nên coi tạo phức hoàn toàn Xét thành phần giới hạn: Ag+ + 2CN-   [Ag(CN)2] C0 Thành phần giới hạn: 0,004 0,04 - 0,032 0,004 Xét cân bằng: [Ag(CN)2]- Ta có: Kkb = C0 0,004 [ ] 0,004 - x Ag+ + 2CN-, Kkb 0,032 x 0,032 + 2x [ Ag  ].[CN  ]2 x(0,032  x)  0,004  x [ Ag (CN ) ] Thay x = [Ag+](1) = 1,98.10-20M vào ta đƣợc Kkb = 5,0688.10-21  Kb = K kb1 = 1,97.1020 Trang 156 .. .Luận văn thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC VINH  -TRẦN ĐẠT KHOA TUYỂN CHỌN, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN KIM. .. KIẾN THỨC PHẦN KIM LOẠI HỌC SINH GIỎI CẦN NẮM VỮNG 40 2-2 CÁC XU HƢỚNG BÀI TẬP HÓA HỌC HIỆN NAY [45] 41 2-3 CÁC NGUYÊN TẮC XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP HÓA HỌC DÙNG BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI ... thạc sĩ khoa học giáo dục Trần Đạt Khoa CHƢƠNG HỆ THỐNG BÀI TẬP BỒI DƢỠNG HỌC SINH GIỎI PHẦN KIM LOẠI LỚP 12 2-1 KIẾN THỨC PHẦN KIM LOẠI HỌC SINH GIỎI CẦN NẮM VỮNG Để trang bị hệ thống kiến thức,