Trong thực tế giảng dạy, tùy vào chất lượng cụ thể của mỗi lớp mà tôi khai thác đề tài này với mức độ, cách thức khác nhau và kết quả đem lại là rất tốt; đa số học sinh lớp 9 hiểu được b[r]
Trang 1A ĐẶT VẤN ĐỀ
I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Trong chương trình THCS, Hóa học là bộ môn khoa học tự nhiên mà họcsinh được tiếp cận muộn nhất nhưng nó lại có vai trò quan trọng trong nhàtrường phổ thông Môn hóa học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thứcphổ thông, cơ bản và thiết thực, rèn cho học sinh tư duy sáng tạo, khả năng trựcquan nhanh nhạy, đặc bietj là rèn luyện cho học sinh một số kĩ năng thực hànhthí nghiệm Vì vậy, giáo viên bộ môn hóa học cần hình thành ở các em các kỹnăng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học
Học hóa học hiện nay không những học sinh học lý thuyết mà còn đòi hỏihọc sinh vận dụng lý thuyết được học vào giải các bài tập lý thuyết, thực tiễn vàđặc biệt là kĩ năng thực hành thí nghiệm
Giải toán hóa học và lập phương trình hóa học (PTHH) là hai nội dung rấtquan 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 bậcTHPT nói chung, học sinh lớp 8, 9 nói riêng thường rất lúng túng và không đúngtrong việc lập PTHH (cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố trước và sauphản ứng), dẫn đến việc tính toán hóa học bị sai liên quan đến phương trình hóahọc
Trong chương trình Hóa học phổ thông “phản ứng trao đổi trong dungdịch” chiếm một vị trí quan trọng từ THCS đến THPT liên quan đến nhiều câuhỏi, 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 trựctiếp giảng dạy nhiều năm qua về phản ứng trao đổi trong dung dịch được đề cậpđến 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 họctheo 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
Trang 2nhóm, đặc biệt là rèn kĩ năng thực hành thí nghiệm cho học sinh Khả năng vậndụng vào tình huống khác nhau trong học tập và trong thực tiễn đời sống Tạoniềm tin và hứng thú trong học tập môn học.
Khi lập PTHH cho các loại phản ứng nói chung và đặc biệt là lập PTHHloại phản ứng trao đổi, học sinh thường rất lúng túng, gặp nhiều khó khăn Họcsinh đang tiến hành lập PTHH theo một cách máy móc, không hiểu bản chất củaphản ứng, chưa biết phản ứng nào xảy ra, phản ứng nào không xảy ra, các emchỉ biết lập PTHH một cách máy móc
Làm như thế nào để giúp học sinh lập được PTHH loại phản ứng trao đổichính xác và nhanh nhất là điều 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
II MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI
1 Mục đích:
- Hệ thống hóa những kiến thức cơ bản về phản ứng trao đổi trong dungdịch, khắc sâu phân loại phản ứng trao đổi, các trường hợp đặc biệt và nhữngkiến thức liên quan đến thực tiễn đời sống
- Phương pháp tư duy phát hiện điều kiện để phản ứng trao đổi trong dungdịch xảy ra, giải bài tập liên quan đến phản ứng trao đổi trong dung dịch
- Nhận biết được một phản ứng hóa học thuộc loại phản ứng trao đổi
- Một số bài tập vận dụng và những điểm cần lưu ý khi xét phản ứng traođổi trong dung dịch
- Rèn kĩ năng lập PTHH loại phản ứng trao đổi và xét một phản ứng traođổi cụ thể xảy ra hay không
- Nâng cao chất lượng học sinh khá, giỏi thi vào trường chuyên, lớp chọn
- Làm tài liệu chuyên môn áp dụng giảng dạy cho các đối tượng học sinh,đặc biệt là trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi
2 Nhiệm vụ của đề tài:
Trang 3- Nêu lên được những cơ sở lý luận của việc lập PTHH trong quá trìnhdạy và học.
- Nêu ra được những lỗi, sai lầm mà học sinh thường mắc phải và cáchkhắc phục cho mỗi loại phản ứng trao đổi trong dung dịch
- Hệ thống hóa những kiển thức cơ bản cho từng loại phản ứng trao đổi
- Bước đầu sử dụng việc phân loại các loại phản ứng trao đổi và cách khắcphục những sai lầm mắc phải khi lập PTHH loại phản ứng trao đổi Từ đó giúphọc sinh lĩnh hội các kiến thức một cách chủ động, hiểu rõ bản chất của phảnứng Rèn luyện cho tính độc lập suy nghĩ, khả năng vận dụng để tiến hành lậpđúng và nhanh nhất PTHH loại phản ứng trao đổi, rèn luyện và phát triển kĩnăng thực hành thí nghiệm
- Tiến hành điều trà tình hình nắm vững kiến thức cơ bản của học sinh
III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
1 Đối tượng nghiên cứu:
- Học sinh lớp 9 trường tôi công tác (trong quá trình dạy học trên lớp vàtrong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi)
- Thời gian: Từ năm 2013 đến 2016
2 Phương pháp nghiên cứu:
- Vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như: điều tra cơ bản,kiểm tra bằng phiếu trắc nghiệm, dùng phiếu học tập (bài tập điền khuyết, bàitập nêu hiện tượng xảy ra, bài tập xét phản ứng hóa học xảy ra hay không ),phân tích lý thuyết, tổng kết kinh nghiệm, sử dụng một số phương pháp thống kêtrong việc phân tích kết quả thực nghiệm
- Tìm hiểu thông tin trong quá trình dạy và học, đúc rút kinh nghiệm chobản thân qua nhiều năm dạy học
- Nghiên cứu kĩ chương trình sách giáo khoa hóa 9 và các tài liệu thamkhảo, nâng cao
- Phương pháp dạy học kiểu bài nghiên cứu kiến thức mới, bài thực hànhthí nghiệm
- Trao đổi ý kiến, học hỏi kinh nghiệm một số đồng nghiệp
Trang 4+ Viết sơ đồ của phản ứng.
+ Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố tríc vµ sau P¦ + Viết PTHH đúng
Thực chất của việc lập PTHH là dùng công thức hóa học (CTHH) để biểudiển chất và đặt các hệ số trước các chất sao cho số nguyên tử trước phản ứng
bằng số nguyên tử sau phản ứng và hệ số ở hai vế phương trình phải tối giản.
Khi lập PTHH, một số phản ứng ngoài điều kiện các chất tham gia phảnứng phải tiếp xúc với nhau thì một số phản ứng muốn xảy ra cồn cần thêm một
số điều kiện khác như: nhiệt độ, chất xúc tác thích hợp, áp suất … Đặc biệt làloại phản ứng trao đổi trong dung dịch thì ngoài các điều kiện cơ bản còn cầnmột số điều kiện khác mà chuyên đề tôi nghiên cứu sẽ đề cập tới
2 Cơ sở thực tiễn:
Để đạt được mục đích của việc dạy – học hóa học trong trường THCS thìngười giáo viên dạy hóa học là nhân tố tham gia quyết định chất lượng Do vậy,
Trang 5ngoài những hiểu biết về hóa học, người giáo viên cần phải có phương pháptruyền đạt thu hút, gây hứng thú học tập cho học sinh.
Xuất phát từ thực tiễn dạy học hiện nay là đổi mới phương pháp, hìnhthức tổ chức dạy học theo hướng phát huy tính tích cực, chủ động của ngườihọc Tăng cường và hiệu quả việc sử dụng đồ dùng, thiết bị dạy học, khai tháctriệt để phòng học bộ môn, người giáo viên cần có kĩ năng thực hành thínghiệm Đặc biệt là các kì thi học sinh giỏi cấp huyện, tỉnh hiện nay ngoài phầnthi lý thuyết thì mỗi đội thi còn có phần thi thực hành Vì vậy, giáo viên cần thểhiện rõ vai trò là người tổ chức, điều khiển cho học sinh hoạt động một cáchchủ động, sáng tạo Khi dạy bài học có liên quan đến thí nghiệm thực hành,giáo viên cần rèn luyện cho học sinh kĩ năng thực hành, thí nghiệm
Qua thực tế giảng dạy mấy năm qua, tôi nhận thấy đa số học sinh không
tự giải quyết được các dạng bài tập hóa học Trong đó, dạng bài tập lập PTHHcho các phản ứng hóa học cụ thể nói chung và dạng bài tập lập PTHH cho loạiphản ứng trao đổi nói riêng, học sinh thường rất bỡ ngỡ, khó khăn và không làmđược Trong thời gian đó tôi đã đi sâu tìm hiểu nguyên nhân để tìm ra biện phápkhắc phục Tôi nhận thấy có một số nguyên nhân chủ quan và khách quan dẫnđến tình trạng trên:
- Trường tôi đóng trên địa bàn có điều kiện kinh tế khó khăn, mức độnhận thức của phụ huynh học sinh còn nhiều hạn, không có điều kiện quan tâmđến việc học tập của con em mình
- Bộ phận học sinh theo Công giáo khá nhiều, thời gian dành cho học tậpkhông nhiều, nhiều học sinh còn ham chơi, lười học
- Việc học tập của học sinh chủ yếu ở giờ học chính khóa, thời gian ôntập, củng cố cũng như hướng dẫn các dạng bài tập cho học sinh không có Đặcbiệt đối với bộ môn hóa học, học sinh chưa có khái niệm học phụ đạo thêm
- Một số giáo viên chưa thực sự nhiệt tình trong giảng dạy, chưa có sự đầu
tư nhiều trong giảng dạy
Trang 6- Kĩ năng lập phương trình hóa học của các em còn hạn chế, đặc biệt làviệc cân bằng phương trình phản ứng Đối với cân bằng PTHH dạng công thứctổng quát thì các em lại càng gặp nhiều khó khăn hơn.
- Học sinh nắm chưa vững hóa trị của các nguyên tố cũng như của cácnhóm nguyên tử nên việc viết công thức hóa học của các chất trong phản ứngkhông đúng Vì việc lập công thức hóa học của các chất chưa đúng nên rấtnhiều học sinh tự tiện thay đổi công thức hóa học của các chất
- Hầu hết học sinh không nhớ và hiểu tính chất hóa học của các chất nênkhi viết PTHH minh họa các em còn gặp nhiều khó khăn, thậm chí không viếtđược PTHH minh họa cho các tính chất hóa học đó
- Khái niệm, phân loại, cách gọi tên về các hợp chất vô cơ ở chương trìnhhóa học lớp 8 đa số học sinh nắm chưa vững, dẫn đến các em không nhận biếtđược một chất cụ thể thuộc loại oxit, axit, bazơ hay là muối
- Khi lập PTHH loại phản ứng trao đổi, học sinh do không nắm vững các điều kiện để một phản ứng trao đổi trong dung dịch xảy ra Vì thế mà học sinh vẫn viết các PTHH xảy ra theo như tính chất hóa học mà các em được học nhưng nhiều phản ứng thực chất nó không xảy ra Đây được xem
là sai lầm mắc phải nhiều nhất của học sinh mà tôi thấy được trong mấy năm học vừa qua.
- Học sinh chưa biết hay là rất ít khi sử dụng bảng tính tan trong nước củamột số axit, bazơ và muối Mặc dù nội dung bảng này rất quan trọng cho họcsinh cũng như cho giáo viên sử dụng trong việc xét một phản ứng hóa học thuộcloại phản ứng trao đổi xảy ra hay không?
- Một nguyên nhân khách quan nữa là kiến thức cũng như thời giannghiên cứu loại phản ứng trao đổi còn rất hạn chế Nội dung chương trình mà
Bộ GD & ĐT quy định cho "phản ứng trao đổi" thuộc chương trình hóa họcTHCS rất ngắn Cụ thể, bài "tính chất hóa học của muối" quy định dạy trong 1tiết bao gồm cả mục II - Phản ứng trao đổi Trong 1 tiết này có cả kiến thứcluyện tập
Trang 7Vỡ cỏc nguyờn nhõn trờn, dẫn đến chất lượng học tập của học sinh đối vớimụn húa cũn rất thấp Học sinh khụng tự lập được cỏc PTHH núi chung vàPTHH loại phản ứng trao đổi trong dung dịch núi riờng Học sinh khụng biếtđược bản chất của phản ứng trao đổi, khụng biết cỏch xem xột phản ứng nàoxảy ra và phản ứng nào khụng xảy ra.
Cụ thể kết quả học tập của học sinh trong năm học 2012 – 2013 và 2013 –
II NHỮNG VẤN ĐỀ CẦN GIẢI QUYẾT
Nếu học sinh nắm chắc kiến thức về cụng thức húa học, bản chất của phảnứng húa học và đặc biệt nữa là hóa trị của các nguyên tố (để lập nhanh côngthức hóa học) thỡ học sinh cú thể viết được sơ đồ của phản ứng Thụng thườngđối với học sinh lớp 8, 9 thỡ đề thường cho sơ đồ phản ứng hoặc chỉ yờu cầu lậpnhững PTHH đơn giản nờn học sinh cú thể viết được sơ đồ phản ứng Khú khăncũn lại mà học sinh thường mắc phải là cõn bằng số nguyờn tử của mỗi nguyờn
tố Nhng đối với một số đề học sinh yêu cầu lập PTHH của một số phản ứngdạng tổng quát thì học sinh hầu nh không giải quyết đợc kể cả các em học sinhkhá giỏi
Thụng thường học sinh cõn bằng số nguyờn tử của mỗi nguyờn tố bằngcảm tớnh, thậm chớ một số em cũn thay đổi cả chỉ số nguyên tử của cỏc chất,
1 Khỏi niệm:
Trang 8- Phản ứng trao đổi trong dung dịch là phản ứng hóa học, trong đó giữa hai chấttham gia phản ứng trao đổi thành phần phân tử cho nhau để tạo thành những hợpchất mới.
- Đối với môn hóa học nói chung thì định nghĩa về phản ứng trao đổi trong dungdịch được phát biểu như sau: Phản ứng trao đổi trong dung dịch là phản ứng màkhông 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 tốkhông 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 tácdụng 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:
3 Một số loại phản ứng trao đổi thường gặp cấp THCS:
3.1 Axit tác dụng với muối → Muối mới và axit mới.
Trang 92HCl + CuS → CuCl2 + H 2 S ↑
2HCl + Na2CO3 → 2NaCl + CO 2 ↑ + H2OBaCl2 + 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 dụNaOH thì tùy thuộc vào tỷ lệ số mol giữa H3PO4 và NaOH mà ta thu được mộtmuối 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
Trang 10Ví dụ 2: ZnSO4 + 2NaOH → Na2SO4 + Zn(OH) 2 ↓
Nếu dư NaOH:
Zn(OH)2 + 2NaOH → Na2ZnO2 + 2H2O3.4 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.
- 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 trunghòa và nước Sau đó nếu còn dư CO2 (hay SO2) thì nó tác dụng tiếp với muốitrung 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:
Trang 112NO2 + 2NaOH → NaNO3 + NaNO2 + H2O4NO2 + 2Ba(OH)2 → Ba(NO3)2 + Ba(NO2)2 + 2H2ONếu có mặt của O2:
4NO2 + O2 + 4NaOH → 4NaNO3 + 2H2O3.7 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:
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 dungdịch muối CuSO4
Na2O + H2O → 2NaOH