Chưa có phương pháp phân tích và tổng hợp kiến thức

a. Hiểu sai bản chất, thứ tự phản ứng (quy tắc α, cho từ từ dung dịch chứa H+ vào hỗn hợp chứa CO32-, HCO3-).

b. Không chú ý đến vai trò của môi trường.

c. Khi tính toán liên quan đến hiệu suất phản ứng.

d. Giải câu trắc nghiệm là bài toán bằng những cách giải dài nên mất nhiều thời gian

Sau khi thu thập các phiếu điều tra chúng tôi đã tổng kết các ý kiến đồng ý với những sai lầm, vướng mắc phổ biến của HS khi giải BTHH phần kim loại ở những bảng sau:

Sai lầm 1a 1b 1c 1d 2a 2b 2c 2d 2.e

GV đồng ý 45 43 41 47 42 48 49 42 47

Sai lầm 3a 3b 3c 3d 4a 4b 4c 4d

GV đồng ý 48 46 45 42 45 43 43 50

Tỉ lệ % 94,1 90,2 88,2 82,4 88,2 84,3 84,3 98

Như vậy hầu hết các GV đã đồng ý với những sai lầm, vướng mắc phổ biến của HS khi giải BTHH vô cơ mà chúng tôi đã tổng kết và đưa ra. Ngoài ra chúng tôi cũng thăm dò GV về những sai lầm, vướng mắc khác của HS và thống kê thành 7 vấn đề sau:

- Phần 2 (các sai lầm phổ biến, vướng mắc khác)

1. HS không chú ý đến vị trí của một số cặp oxi hoá - khử.

2. HS không chú ý đến phản ứng của một số kim loại có hiđroxit lưỡng tính như Al, Zn, Be, Pb, Cr, Sn, … tác dụng với dung dịch kiềm.

3. HS không chú ý đến phản ứng hoá học của nước (trong dung dịch) với các kim loại hoạt động mạnh.

4. HS không chú ý các chất khử như: CO, H2... chỉ khử được các oxit của kim loại từ Zn đến Cu.

5. HS không chú ý đến tính oxi hoá của muối sắt (III) khi muối này tương tác với hợp chất có tính khử.

6. HS không chú ý đến sự thuỷ phân muối cacbonat của sắt (III) và nhôm. 7. HS chưa nắm vững các PP giải bài tập hoá học và lựa chọn PP giải bài tập không phù hợp.

Phần trăm GV có cùng ý kiến sai lầm, vướng mắc phổ biến khác:

Sai lầm 1 2 3 4 5 6 7

Kết quả 9/51 7/51 5/51 6/51 4/51 3/51 5/51

Tỉ lệ % 17,7 13,7 9,8 11,7 7,8 5,9 9,8

Như vậy, ngoài 17 sai lầm, vướng mắc trong nhận thức của HS khi giải BTHH vô cơ mà đa số GV tán thành, các GV cũng đã tổng hợp thêm 7 sai lầm khác mà GV đã gặp phải trong quá trình DH. Các sai lầm này tuy không phải là phổ biến, thường gặp nhưng cũng đòi hỏi GV cần lưu ý trong hoạt động dạy học của mình.

ii. Tổng hợp, phân loại những sai lầm thường gặp trong việc giải bài tập hoá học ở trường THPT

1. Những sai lầm về cách hiểu và vận dụng lý thuyết hóa học trong giải bài tập

Để giải được bài tập định tính hay định lượng thì học sinh cũng cần hiểu và vận dụng lý thuyết một cách chính xác và hợp lý. Một số học sinh nhầm lẫn ở một số kiến thức và suy luận không logic. Do đó, giáo viên nên có những dự đoán về sai lầm để tạo tình huống có vấn đề trong bài tập, phần nào giúp học sinh hiểu được những sai lầm đó qua hoạt động giải bài tập, tránh mắc phải những tình huống tương tự sau khi đã hiểu kiến thức một cách chính xác.

Sai lầm về cách hiểu và vận dụng kiến thức là một sai lầm phổ biến mà học sinh hay gặp phải. Có nhiều nguyên nhân dẫn đến sai lầm này, chẳng hạn:

- Khả năng tư duy của một số học sinh chưa tốt, đồng thời chưa hiểu rõ nội dung bản chất của bài học hóa học.

- Một số học sinh không vững lý thuyết hoặc do không luyện tập, nên thiếu kĩ năng phân tích đề bài tìm ra lời giải.

- Một số học sinh chưa có phương pháp phân tích và tổng hợp kiến thức. Sau đây, chúng tôi đưa ra một số sai lầm phổ biến về cách hiểu và vận dụng kiến thức:

Sai lầm 1: Khi so sánh tính oxi hóa - khử, tính axit - bazơ, tính kim loại - phi kim, tính bền của đơn chất và hợp chất.

* Ví dụ 1: Các chất được sắp xếp theo trật tự giảm dần tính axit: A. HI, HBr, HCl, HF. * B. HF, HCl, HBr, HI.

C. HCl, HI, HBr, HF. D. HF, HCl, HI, HBr. Phân tích:

 Học sinh dễ mắc sai lầm (chọn phương án D) khi so sánh tính axit chỉ dựa vào độ phân cực của liên kết Δχ = χX - χH:

+ Trong nhóm A, từ trên xuống dưới, độ âm điện giảm dần nên Δχ giảm dần dẫn đến độ phân cực giảm dần trong dung môi phân cực.

giảm Δχkhông mạnh bằng sự giảm độ bền liên kết vì mật độ điện tích =

3 bac oxi hoa

4 πr 3 3 1 r

: . Vì trong một nhóm A, các nguyên tố cùng bậc oxi hóa, từ trên

xuống, r tăng dẫn đến mật độ điện tích giảm rất mạnh, nghĩa là độ bền của liên kết giảm mạnh, H+ dễ tách ra, nên tính axit của HX tăng.

HX HF HCl HBr HI

r (Ao) 0,72 0,99 1,11 1,33

+ Ngoài ra còn có thể xét dựa vào năng lượng liên kết. Ví dụ HF có năng lượng liên kết bằng 140 kcal/mol còn năng lượng liên kết của HI là 71 kcal/mol.  Qua phân tích trên, đáp án của câu trắc nghiệm phải là A.

* Ví dụ 2: Từ HClO → HClO2 → HClO3 → HClO4 thì A. tính axit tăng dần. * B. tính oxi hóa tăng dần. C. số oxi hóa của clo giảm dần. D. tính bền nhiệt giảm dần. Phân tích:

 Khi đi từ HClO → HClO2 → HClO3 → HClO4 thì

+ Tính axit tăng dần: HClO là một axit rất yếu, yếu hơn axit cacbonic. HClO2 là một axit trung bình. HClO3 là một axit mạnh tương tự axit clohiđric. HClO4 là một axit mạnh nhất trong các axit. Điều này được giải thích bằng sự giảm độ bền của liên kết O-H khi số nguyên tử oxi trong các oxyaxit tăng lên, mật độ electron bị kéo về phía liên kết O-Cl làm cho H+ dễ dàng tách khỏi phân tử và do đó tính axit trong dãy tăng lên.

+ Độ bền trong dãy tăng lên: HClO và HClO2 chỉ tồn tại trong dung dịch loãng, HClO3 trong dung dịch dưới 50% còn HClO4 ở dạng tinh khiết. Chiều biến đổi phù hợp với chiều tăng độ bền của các anion trong dãy ClO- - ClO2- - ClO3- - ClO4-. Điều này được giải thích bằng sự tăng mức độ kép của liên kết Cl-O trong các ion khi độ dài của liên kết đó bị rút ngắn lại vì số electron tham gia tạo thành các liên kết σ và π tăng lên trong dãy:

Anion ClO- ClO2- ClO3- ClO4-

D (Cl-O) A0 1,70 1,64 1,57 1,45

Góc hóa trị OClO

+ Tính oxi hóa giảm dần: do sự tăng độ bền trong dãy ClO- - ClO2- - ClO3- - ClO4-. Chẳng hạn ion hypoclorit có khả năng oxi hóa mạnh trong bất kì môi trường nào:

NaClO + 2KI + H2O → NaCl + I2 + 2KOH

Các dung dịch clorat chỉ oxi hóa được trong môi trường axit mạnh NaClO3 + 6KI + 3H2SO4 → NaCl + 3I2 + 3K2SO4 + 3H2O Còn các ion peclorat thực tế không có khả năng oxi hóa trong dung dịch

NaClO4 + KI + H2SO4 → phản ứng không xảy ra.

 Tuy nhiên, học sinh sai lầm ở chỗ cho rằng tính oxi hóa tăng dần từ HClO đến HClO4 (phương án nhiễu B) vì thấy số oxi hóa của nguyên tử clo tăng dần từ HClO → HClO4 nên tính oxi hóa cũng tăng dần.

 Đáp án của câu trắc nghiệm là A.

* Ví dụ 3: Trật tự tăng dần tính axit nào đúng?

A. H2S, H2CO3, H2SO3, H2SO4. * B. H2SO3, H2SO4,H2S, H2CO3. C. H2CO3, H2SO3, H2S, H2SO4. D. H2CO3, H2S, H2SO3, H2SO4. Phân tích:

 Học sinh sai lầm ở chỗ so sánh tính axit của H2CO3 và H2S dựa vào độ âm điện và bán kính nguyên tử của C, S thì tính axit của H2CO3 yếu hơn H2S → Phương án nhiễu D.

 Tuy nhiên, tính axit của H2S yếu hơn của H2CO3 biểu hiện: H2CO3 (K1 = 10-6,35; K2 = 10-10,33) và H2S (K1 = 10-7 và K2 = 10-12,92) → Đáp án A.

* Ví dụ 4: Trong các hợp chất khí với hiđro của các nguyên tố nhóm VA, hợp chất kém bền nhiệt nhất là

A. NH3. B. PH3. C. AsH3. D. BiH3. * Phân tích:

 Học sinh sai lầm ở chỗ khi so sánh tính bền nhiệt của hợp chất với hiđro thì sánh độ phân cực của liên kết Δχ = χX - χH và kết luận rằng liên kết trong phân tử NH3 phân cực nhất nên hợp chất này kém bền nhất → phương án nhiễu A.

 Theo chiều từ NH3 đến BiH3 độ bền nhiệt giảm dần vì bán kính nguyên tử tăng, sự xen phủ của hiđro với các obitan s và p của các nguyên tử liên kết yếu dần làm cho lực liên kết X-H giảm dần → đáp án D.

Sai lầm 2: Khi tìm công thức của đơn chất và hợp chất thỏa yêu cầu bài toán.

* Ví dụ 1: Nguyên tố M thuộc chu kỳ 2, nhóm VIIA. Công thức oxit cao nhất và hợp chất khí với H là

A. M2O3, MH3. B. MO3, MH2. C. M2O7, MH. D. M2O, MH. * Phân tích:

 Bài tập trên là một bài kiểm tra kiến thức học sinh về nội dung bảng tuần hoàn, để làm bài tập này, học sinh phải nắm vững kiến thức về công thức tổng quát của các loại hợp chất quan trọng: Oxit cao nhất, hiđroxit, hợp chất khí với hiđro của các nguyên tố nhóm IA đến VIIA. Với kiến thức đó, các nguyên tố nhóm VIIA sẽ có công thức tổng quát về oxit cao nhất là R2O7 và công thức với hợp chất khí với hiđro là RH → Phương án nhiễu C.

 Tuy nhiên với đặc điểm các nguyên tố thuộc chu kỳ 2 thì kết quả trên lại sai. Ở chu kỳ 2, nhóm VIIA là nguyên tố F, do đặc điểm cấu tạo nguyên tử F nên công thức oxit cao nhất của F là F2O → Đáp án D.

* Ví dụ 2: Cho phản ứng điều chế khí HX: NaX + H2SO4 → NaHSO4 + HX. HX có thể là

A. HCl. B. HF, HCl. *

C. HCl, HBr. D. HF, HCl, HBr, HI.

Phân tích:

 Các sai lầm có thể có của học sinh:

+ Một số học sinh thuộc bài một cách máy móc, cho rằng phương pháp sunfat chỉ có thể dùng để điều chế khí HCl → phương án nhiễu A.

+ Một số học sinh không tổng hợp được kiến thức, cho rằng phương pháp sunfat có thể dùng để điều chế cả khí HF, HCl, HBr, HI (phương án nhiễu D) vì HF, HCl, HBr, HI đều dễ bay hơi hơn H2SO4. Tuy nhiên, học sinh quên rằng tính khử của HF < HCl < HBr < HI và HBr, HI có thể tác dụng được với H2SO4 đặc theo phản ứng sau: 2HBr + H2SO4 → Br2 + SO2 + 2H2O

8HI + H2SO4 → 4I2 + H2S + 4H2O Do đó, không thể dùng phương pháp này để điều chế HBr và HI.  Đáp án của câu trắc nghiệm là B.

Sai lầm 3: Khi giải bài tập về phản ứng nhiệt luyện.

* Ví dụ 1: Cho khí CO (dư) qua ống sứ chứa hỗn hợp X gồm Al2O3, MgO, FeO, CuO ở nhiệt độ cao. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn trong ống còn chất rắn Y. Hòa tan chất rắn Y bằng dung dịch HCl dư thu được chất rắn Z và dung dịch T. Chọn câu đúng.

A. Rắn Z tan hoàn toàn trong dung dịch HNO3 loãng dư.* B. Rắn Y là Al2O3, Mg, Fe, Cu.

C. Dung dịch T là AlCl3, MgCl2, FeCl3.

D. Tổng số phương trình phản ứng xảy ra là 6. Phân tích:  Các phản ứng xảy ra: Hỗn hợp X + CO (to): MgO, Al2O3 + CO →to không phản ứng FeO + CO →to Fe + CO2 CuO + CO →to Cu + CO2 Chất rắn Y (Al2O3, MgO, Fe, Cu) + HCl:

Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Dung dịch T (AlCl3, MgCl2, FeCl2) Chất rắn Z (Cu)

 Khi giải bài này, học sinh gặp sai lầm ở những chỗ sau:

+ Học sinh quên rằng Mg đứng trước Al trong dãy điện hóa nên MgO không bị khử bởi khí CO → phương án nhiễu B.

+ Học sinh cho rằng Cu không phản ứng với dung dịch HNO3.

+ Học sinh cho rằng Fe phản ứng với dung dịch HCl thu được FeCl3 → phương án nhiễu C.

+ Học sinh cho rằng Cu phản ứng được với dung dịch HCl → phương án nhiễu D.

* Ví dụ 3: Cho luồng khí CO (dư) qua 9,1 gam hỗn hợp CuO và Al2O3 nung nóng đến khi phản ứng hoàn toàn thu được 8,3 gam chất rắn. Khối lượng của CuO trong hỗn hợp đầu là

A. 4,0 gam. * B. 0,8 gam. C. 8,3 gam. D. 2,0 gam. Phân tích:

 Với bài tập trên, nếu học sinh nắm vững kiến thức lý thuyết và suy luận đúng thì ra kết quả một cách nhanh chóng như sau:

+ Trong 2 oxit thì chỉ có CuO phản ứng được với khí CO, còn Al2O3 thì không phản ứng.

+ mrắn giảm = mO/CuO = 0,8 gam → nCuO = 0,8/16 = 0,05 mol → mCuO = 0,05.80 = 4 gam → Đáp án A.

 Tuy nhiên, học sinh nhầm lẫn ở chỗ cho rằng cả CuO và Al2O3 đều phản ứng với CO tạo thành kim loại Cu và Al nên thiết lập 2 phương trình để giải toán

80x + 102y = 9,1 64x + 2.27y = 8,3

  

Và giải ra y < 0, từ đó bỏ qua bài toán hoặc chọn ngẫu nhiên một phương án trả lời.  Một sai lầm khác của học sinh là cho rằng 8,3 gam chất rắn chỉ là khối lượng của Al2O3 không phản ứng nên mCuO = 0,8 gam → phương án nhiễu B.

 Một sai lầm nữa của học sinh: mrắn giảm = moxi/CuO = 0,8 gam → nCuO = 0,8/32 = 0,025 mol

→ mCuO = 0,025.80 = 2 gam → phương án nhiễu D.

Sai lầm 4: Kiến thức lí thuyết sai dẫn đến kết quả giải toán sai.

* Ví dụ 1: Có 2 lá sắt bằng nhau và khối lượng mỗi lá bằng 11,2 gam. Lá thứ nhất cho tác dụng hết với khí clo thu được m1 gam muối, lá thứ hai cho vào dung dịch HCl dư thu được m2 gam muối. Giá trị của m1; m2 lần lượt là

A. 32,5 gam; 25,4 gam. * B. 25,4 gam; 32,5 gam. C. 32,5 gam; 32,5 gam. D. 25,4 gam; 25,4 gam. Phân tích:

 Học sinh sai lầm ở chỗ cho rằng Fe tác dụng với khí Cl2 cho ra muối Fe (II) clorua, còn tác dụng với dung dịch HCl cho ra muối sắt (III) clorua → phương án nhiễu B, C, D.

 Giáo viên cần nhấn mạnh cho học sinh những kiến thức liên quan đến kim loại có nhiều trạng thái hóa trị (chẳng hạn Fe, Cr, Sn), tùy theo từng điều kiện phản ứng mà sản phẩm trong đó kim loại có hóa trị thấp hay cao.

* Ví dụ 2: Cho các phương trình phản ứng sau:

(1) NO2 + NaOH → ; (2) Al2O3 + HNO3đặc, nóng → ; (3) Fe(NO3)2 + H2SO4 (loãng) → ; (4) Fe2O3 + HI → ; (5) FeCl3 + H2S → ; (6) NaI + H2SO4 đặc, nóng → (7) Ca(OH)2 + Cl2 → Số phản ứng oxi hóa – khử là: A. 3 B. 5 C. 6* D. 4 Phân tích :

- NO2 là oxit axit nên phản ứng với NaOH là bazơ mạnh tạo muối: NO2 + NaOH → NaNO3 + H2O

Hoặc NO2 + NaOH → NaNO2 + H2O - Không chú ý tới môi trường phản ứng nên có

Fe(NO3)2 + H2SO4 (loãng) → FeSO4 + 2HNO3

- Không chú ý tính khử của I-, S2- và tính oxi hóa của Fe3+, H2SO4 đặc nên có: Fe2O3 + 6HI → 2FeI3 + 3H2O

FeCl3 + H2S → không phản ứng vì tính axit H2S yếu hơn HCl NaI + H2SO4 đặc, nóng → Na2SO4 + 2HI

- Không nắm được cấu tạo của CaOCl2 nên xác định số oxi hóa của Clo trong CaOCl2 là Cl0. Vì vậy thấy rằng phản ứng

Ca(OH)2 + Cl2 → CaOCl2 + H2O không phải là phản ứng oxi hóa khử.