2.2.3.1. Phân biệt các chất
Dựa trên đặc điểm của loại bài tập phân biệt và những hạn chế thường gặp của HS khi xử lý bài tập phân biệt, GV có thể xây dựng một số kỹ thuật biên soạn PAN cho câu hỏi TNKQ phần này như sau:
- Kỹ thuật 1: Sử dụng các thuốc thử có cho dấu hiệu đặc trưng với một số chất trong dãy các chất cần phân biệt làm PAN (thuốc thử gây nhiễu); hay PAN là các thuốc thử mà bước đầu có vẻ “khả thi”, song vẫn không phân biệt được đến cùng.
o Liệt kê một số thuốc thử cho dấu hiệu rõ rệt với từng chất trong dãy các chất cần phân biệt. Khi một thuốc thử (hay nhóm thuốc thử) đã được ấn định từ trước làm đáp án (phân biệt được), chọn các thuốc thử (hay nhóm thuốc thử) khác chỉ phân biệt được một số chất mà không phân biệt được đến chất cuối cùng làm PAN, thuốc thử nào phân biệt được càng nhiều chất trong dãy thì độ nhiễu càng cao.
o Lúc đó đặt HS vào tình huống: các thuốc thử đều có vẻ “có khả năng” bởi cho dấu hiệu với một số chất, và “cần phải xem xét” (cần phải hình dung các bước tiến hành phân biệt và hiện tượng xảy ra). Chỉ khi HS xem xét được khả năng phân biệt đến cùng của mỗi thuốc thử với dãy các chất đã cho thì mới có thể tìm ra đáp án, loại trừ các PA sai.
- Kỹ thuật 2: Chọn các thuốc thử “đánh” vào các điểm hạn chế của HS về kiến thức hoặc kỹ năng thực hành phân biệt.
Đặc biệt khi phân biệt 2 chất hoặc nhiều chất nhưng có ít nhất 2 chất gần giống nhau, nên chọn “thuốc thử nhiễu” như sau:
o Tác dụng được với cả 2 chất cần phân biệt, nhưng dấu hiệu phản ứng giống nhau hoặc đều không cho dấu hiệu rõ ràng phân biệt chứng tỏ có phản ứng xảy ra.
o Chất chỉ phản ứng được với 1 trong 2 chất cần phân biệt nhưng lại không có dấu hiệu rõ ràng chứng tỏ có phản ứng xảy ra.
o Chất không tác dụng được với cả 2 chất cần phân biệt.
Tuy nhiên, để thật sự nhiễu thì chọn hóa chất có tác dụng “đánh” vào những điểm hạn chế, sai lầm thường gặp của HS về mặt kiến thức lý thuyết (tính chất các chất) hoặc kỹ năng nhận biết.
- Kỹ thuật 3: Đánh vào hạn chế của HS khi nhận thức sự tương tự (không nhận thấy sự khác biệt), GV sử dụng hóa chất cùng loại với thuốc thử đúng để làm PAN
Những thuốc thử nhiễu đó tuy có phần giống thuốc thử đúng về một số tính chất (hoặc về mặt hình thức), nhưng khác nhau ở một đặc điểm riêng nào đó, điểm riêng đó chính là mấu chốt giúp nó phân biệt được các chất mà thuốc thử nhiễu không phân biệt được. Nếu HS không nhận thấy được sự khác biệt khi phản ứng với chất cần phân biệt thì sẽ cho rằng các thuốc thử nhiễu đều cho các hiện tượng chẳng khác gì nhau, và sẽ không tìm ra được đáp án. Đây chính là một cách “ngụy trang” cho “thuốc thử đúng”.
Ví dụ 1. Đều cùng là dung dịch axit, cùng là dung dịch bazơ, cùng loại dung dịch muối, hoặc cùng hóa chất nhưng khác nhau về nồng độ.
Ví dụ 2. Đều cùng là dung dịch axit mạnh nhưng HNO3 có tính oxy hóa mạnh hơn HCl. Đều cùng là dung dịch bazơ nhưng NH3 có khả năng tạo phức với Cu(OH)2 còn NaOH thì không.
- Kỹ thuật 4: Đánh vào khả năng suy luận logic kém của HS đối với những PA phân biệt được thiết kế sẵn, GV xây dựng PA phân biệt chưa hoàn chỉnh với những PAN có những mối quan hệ tương đồng hay gần gũi.
Ví dụ 1. Nhận biết 3 loại nước cứng (tạm thời, vĩnh cửu, toàn phần), tiến hành qua các bước sau:
− Bước 1: Lấy mẫu thử. − Bước 2: Đun sôi 3 mẫu thử
+ Mẫu thử …(1)… là …(2)… và …(3)… + Mẫu thử …(4)… là …(5)…
− Bước 3: Đổ từ từ …(6)… vào các mẫu còn lại + Mẫu thử …(1)… là …(2)…
+ Mẫu thử …(4)… là …(3)…
Những số giống nhau biểu thị những nội dung giống nhau. Các số (1), (2), (3), (4), (5), (6) lần lượt là:
A. tạo kết tủa trắng, nước cứng tạm thời, nước cứng toàn phần, không hiện tượng, nước cứng vĩnh cửu, dung dịch Na3PO4.
B. tạo kết tủa trắng, nước cứng tạm thời, nước cứng toàn phần, không hiện tượng, nước cứng vĩnh cửu, dung dịch Na2CO3.
C. tạo kết tủa trắng, nước cứng toàn phần, nước cứng tạm thời, không hiện tượng, nước cứng vĩnh cửu, dung dịch BaCl2.
D. tạo kết tủa trắng, nước cứng toàn phần, nước cứng tạm thời, không hiện
tượng, nước cứng vĩnh cửu, dung dịch Ba(OH)2.
- Kỹ thuật 5: Đánh vào khả năng suy luận kém của HS trước những câu hỏi
HS thường không “thích thú” với những câu hỏi TNKQ có sử dụng từ ngữ, đặc biệt là chỉ sử dụng từ ngữ trong toàn câu hỏi. Điều này làm HS không vững vàng về mặt tâm lý, mất khả năng tập trung để suy nghĩ chọn đáp án. Tuy nhiên, GV cũng nên tránh sử dụng quá nhiều từ ngữ phiếm định, khiến câu hỏi quá nặng nề về mặt tư duy, không thích hợp đối với câu hỏi TNKQ nhiều lựa chọn.
Ví dụ 1. Khi tiến hành phân biệt Mg, Fe, Ag, Al, bạn An đã sử dụng 1 dung dịch axit mạnh và 1 dung dịch bazơ mạnh (X và Y). Các kim loại bạn An phân biệt được theo thứ tự là (1), (2), (3), (4). Nhận xét đúng là:
A.Nếu X là dung dịch HCl thì 3 kim loại còn lại được phân biệt cùng lúc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
B. Nếu Y là dung dịch H2SO4 thì (3) và (4) lần lượt là Mg và Fe.
C. Nếu (1) là Ag thì khi cho thuốc thử thứ hai vào 3 mẫu thử còn lại, có thể phân biệt được chúng cùng lúc.
D. Nếu (1) là Al thì khi cho thuốc thử thứ hai vào 3 mẫu thử còn lại, chỉ có thể phân biệt được 1 kim loại.
2.2.3.2. Tách các chất ra khỏi hỗn hợp, tinh chế các chất
Với mục tiêu khảo sát kỹ năng tách/tinh chế của HS, dựa trên đặc điểm của loại bài tập tách/tinh chế và một số lỗi thường gặp của HS khi xử lý bài tập tách/tinh chế, chúng tôi đề ra một số kỹ thuật biên soạn PAN cho câu hỏi TNKQ có nội dung tách/tinh chế như sau:
- Kỹ thuật 6: PAN “đánh vào” những lỗi mà HS thường mắc phải khi làm bài tập tách/tinh chế do hạn chế về kiến thức lý thuyết (tính chất vật lý và tính chất
hóa học các chất) hoặc thiếu kỹ năng tách/tinh chế (đặc biệt là không phân biệt
được khái niệm “tách” và “tinh chế’).
o Thay đổi thứ tự các hóa chất sử dụng tinh chế: HS thường thiếu sót ở chỗ không chú ý đến tạp chất mới sinh ra mang theo chất cần tinh chế, do vậy khi GV đảo thứ tự một số hóa chất một cách có chủ ý thì HS đó vẫn không nhận ra sự khác biệt và nhận thấy các PA đều có thể được. Như vậy, các PAN đã phát huy hiệu quả.
o Thay đổi PA tách: nhiều HS không nắm vững ý nghĩa và nguyên tắc sử dụng các phương pháp tách, hay nói đúng hơn là không biết chọn phương pháp tách sử dụng phù hợp với chất (hay hỗn hợp các chất) đang xét, không phân biệt được sự khác nhau giữa các phương pháp có vẻ tương đương như: chưng cất và chiết, cô cạn và làm khô, điện phân dung dịch và điện phân nóng chảy...
o Chọn các hóa chất tác dụng được với cả chất cần thu hay chất cần tinh chế: với những HS không nắm được nguyên tắc của bài tập tách/tinh chế thì đương nhiên không có kỹ năng tách/tinh chế. Vì vậy, khi gặp một bài tập tách/tinh chế thì công cụ của HS chỉ là tính chất vật lý và tính chất hóa học của một số chất trong dãy. Do vậy, HS thấy PA chọn nào có nhiều phản ứng quen biết thì sẽ chọn PA đó, bất kể là phản ứng với chất cần tách/cần thu hay là tạp chất. Nắm bắt được điều đó, có thể chọn một số PAN là các hóa chất có khả năng phản ứng với các chất có trong dãy (các phản ứng quen thuộc, dễ nhận thấy ...) để hấp dẫn những HS kém.
- Kỹ thuật 7: PAN là các hóa chất có vẻ tương đương với hóa chất cần sử dụng về loại chất, tính chất hóa học..., nhưng không đạt yêu cầu mà bài toán đặt ra (do lẫn tạp chất mới, hóa chất sử dụng còn dư, không thu hồi được hết, tác dụng với cả chất cần tinh chế, dấu hiệu không rõ ràng, phản ứng không hoàn toàn...).
- Kỹ thuật 8:PAN là PA mà bước đầu có vẻ “khả thi” (có vẻ tách/tinh chế được) song cuối cùng vẫn không tách/tinh chế được tất cả các chất.
Trước yêu cầu của bài tập tách, người thực hiện phải đặt ra tất cả các PA có vẻ khả năng (hóa chất, phương pháp tách, ...). Các PA không đạt đến yêu cầu cuối cùng của bài toán nhưng có độ “hấp dẫn” tốt sẽ được sử dụng làm PAN.
Ví dụ. Phương pháp hiệu quả nhất để thu hồi lượng Ag lẫn với Al và Cu là
A. hòa tan hỗn hợp bằng dung dịch HNO3 đặc nóng; amoniac hóa dung dịch tạo thành thu được kết tủa; nhiệt phân kết tủa, thu được Ag.
B. hòa tan hỗn hợp bằng dung dịch HNO3 đặc nguội dư để loại bỏ Al; cho bột Cu vừa đủ vào dung dịch còn lại, thu được Ag.
C. hòa tan hỗn hợp bằng dung dịch HCl dư để thu được Ag và Cu; oxy hóa hỗn hợp bằng oxy dư; hòa tan chất rắn trong dung dịch HCl dư, thu được Ag.
D. hòa tan hỗn hợp bằng dung dịch FeCl3 dư, thu được Ag.
Phân tích: Đây là câu hỏi về tinh chế chất nhưng được biến đổi dưới dạng
cụm từ “thu hồi” và điều đặc biệt ở đây là “tinh chế giữ nguyên khối lượng như ban đầu” (thu hồi lượng Ag…). Rất có thể HS sẽ không để ý đến từ “lượng” nên gặp nhiều khó khăn để chọn đáp án.
PAN A: HS quên khả năng tạo phức của dung dịch Ag+ với NH3 nhưng nhớ
nhầm Al(OH)3 và Cu(OH)2 tạo phức được với NH3 (đã được học trong bài AMONIAC lớp 11) sẽ phân vân ở đáp án này.
Ag + 2HNO3 đặc →to AgNO3 + NO2 + H2O Al + 6HNO3 đặc →to Al(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O Cu + 4HNO3 đặc →to Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O
AgNO3 + NH3 + H2O → AgOH↓ + NH4NO3 2AgOH → Ag2O + H2O
Al(NO3)3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3NH4NO3
Al(OH)3 + 2NH3 → [Al(NH3)2](OH)3
Cu(NO3)2 + 2NH3 + 2H2O → Cu(OH)2↓ + 2NH4NO3 Cu(OH)2 + 4NH3 → [Cu(NH3)4](OH)2
2Ag2O →to 4Ag + O2
PAN B: PA này cũng lôi cuốn HS vì theo đúng hướng tách của đa số HS (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
(tách Al trước). Sau đó, HS dùng Cu để đẩy Ag ra, toàn bộ quá trình có vẻ hợp lý. Nhưng không thể kiểm soát được lượng Cu cho vào dù đề bài ghi là “đủ” và do đó khả năng Ag có lẫn Cu là có thể xảy ra.
Cu + 4HNO3 đặc→ Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O Cu + 2AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2Ag↓
PAN C:Một số HS nhận thấy, Cu và Ag đứng sau H trong dãy hoạt động hóa
học của kim loại nên sẽ dùng dung dịch axit loãng trước tiên. HS lại nhớ nhầm rằng “Ag không tác dụng với oxy” nên sẽ chọn ngay PA này.
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ 2Cu + O2 →to 2CuO CuO + 2HCl → CuCl2 + H2O
Đáp án D:HS dễ quên cặp oxy hóa − khử Fe3+
/Fe2+nên ít để ý đến PA này. Al + 3FeCl3 → AlCl3 + 3FeCl2
Cu + 2FeCl3 → CuCl2 + 2FeCl2
Ví dụ 2. Khi thực hiện thí nghiệm để thu hồi muối ra khỏi dung dịch X gồm CuSO4 và MgSO4, bạn Bình đã tiến hành theo thứ tự sau:
− Bước 1: Rắc bột Al vừa đủ vào dung dịch X, sau đó lọc lấy Cu, dung dịch lọc là dung dịch gồm MgSO4 và Al2(SO4)3 (dung dịch Y).
− Bước 2: Hòa tan Cu bằng dung dịch H2SO4 đặc nóng vừa đủ thu được dung dịch Z, cô cạn dung dịch Z đến khối lượng không đổi thu được CuSO4 khan.
− Bước 3: Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch Y, lọc lấy kết tủa Mg(OH)2, dung dịch còn lại là dung dịch gồm Na[Al(OH)4] và NaOH dư.
− Bước 4: Hòa tan kết tủa Mg(OH)2 bằng dung dịch H2SO4 loãng vừa đủ thu được dung dịch T, cô cạn dung dịch T đến khối lượng không đổi thu được MgSO4
khan.
Nội dung cần điều chỉnh trong quá trình tách của bạn Bình là:
A. Ở bước 1, bạn Bình nên dùng Al dư vì không thể biết được lượng Al đã dùng là vừa đủ.
B. Ở bước 2 và bước 4, bạn Bình nên dùng dư axit để đảm bảo hòa tan hết chất rắn nhằm thu hồi đúng lượng muối ban đầu.
C. Ở bước 3, bạn Bình nên tiến hành cho từ từ đến dư dung dịch NaOH để đảm bảo hòa tan hết kết tủa Al(OH)3.
D. Không có nội dung cần điều chỉnh.
Phân tích: Nếu HS không nắm rõ các thao tác tiến hành và ảnh hưởng của
việc sử dụng dư hóa chất trong quá trình tiến hành thí nghiệm sẽ cho rằng toàn bộ quá trình làm thí nghiệm đều “có vấn đề” và sẽ cố gắng tìm đáp án trong số các PAN.
2.2.3.3. Nêu hiện tượng và giải thích hiện tượng
- Kỹ thuật 9:Bắt nguồn từ cơ sở HS không nắm vững tính chất vật lý (trạng thái tồn tại, màu sắc, mùi,…) và tính chất hóa học của chất, GV xây dựng những
PAN liên quan đến quá trình tiến hành phản ứng, kết hợp với việc xác định hóa
chất đã được sử dụng trong thí nghiệm hay hình thành trong giai đoạn nào đó của thí nghiệm.
Ví dụ. Hỗn hợp chất rắn có thể tan hết trong dung dịch H2SO4 loãng dư tạo thành dung dịch trong suốt là
A. Pb và ZnO. B. BaO và Ba.
C. Mg và CaO. D. Cu và Fe2O3.
Phân tích:
PAN A, B, C: Đây là 3 lựa chọn lôi cuốn HS nhiều nhất vì đa số HS suy nghĩ (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
theo nghĩa rời rạc “hỗn hợp tan (tác dụng) hoàn toàn trong dung dịch có nghĩa là mỗi chất trong hỗn hợp đều tan (tác dụng) với các chất trong dung dịch” (bỏ ngay đáp án D vì Cu không tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng). Nếu HS không đọc kỹ nội dung “tạo thành dung dịch trong suốt” thì sẽ chọn ngay các PAN này. Đối với những HS tinh mắt và nhớ rõ tính tan của muối thì sẽ loại PAN A và PAN B. PAN
C dùng để đối phó với những HS còn đang mập mờ về khái niệm “ít tan” đối với CaSO4 nên khả năng chọn PAN C cũng có 50%.
Đáp án D: Cu không tan trong dung dịch H2SO4 loãng nhưng tác dụng với
Fe2(SO4)3 sinh ra từ phản ứng Fe2O3 + 3H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3H2O (Fe2O3 chỉ dùng để che mắt phản ứng của Cu với Fe2(SO4)3). HS cũng thường không nhớ đến cặp oxy hóa − khử Fe3+/Fe2+ nên quên phản ứng tiếp theo xảy ra trong dung dịch: Cu + Fe2(SO4)3 → CuSO4 + 2FeSO4. Cũng sẽ có một vài HS “để ý” đáp án ngay từ đầu vì đã nắm rõ tính tan của BaSO4, PbSO4, CaSO4. Tuy nhiên, sau khi viết phản ứng hòa tan Cu, những HS này lại bối rối khi không phân biệt giữa “màu sắc” dung dịch và “độ đục/trong” của dung dịch (CuSO4 trong nước màu xanh lam và đề bài yêu cầu “tạo thành dung dịch trong suốt”) nên cũng sẽ chuyển hướng và “miễn cưỡng” chọn 1 trong các PAN kia (khả năng cao nhất là PAN C).
Ví dụ 2.Đốt hoàn toàn bột Fe trong không khí thu được chất rắn E. Hòa tan hết E trong dung dịch HCl dư thu được dung dịch F. Cho dung dịch NaOH dư vào dung dịch F và để lâu trong không khí thu được dung dịch H và kết tủa G. Nhận xét
đúng là:
A. Hòa tan chất rắn E bằng dung dịch HNO3 đặc nóng thấy không có khí thoát ra.
B. Kết tủa G có màu đỏ nâu.
C. Dung dịch H có pH = 7.
D. Khi cô cạn dung dịch F thu được hỗn hợp gồm 3 chất rắn khan.