2.3.1.1. Mối quan hệ biện chứng giữa ĩc quan sát và tư duy
Năng lực quan sát ởđây chính là ĩc quan sát – năng lực xem xét vấn đề để cĩ tầm nhìn, là cơ sởđể cĩ tư duy. Thực chất, một người quan sát một cách đầy đủ, tồn diện các đặc điểm của sự vật, hiện tượng xung quanh thì dễ rút ra kết luận chính xác, nhạy bén về bản chất của sự vật, hiện tượng-tức là cĩ năng lực tư duy cao.
Mơn hố học cĩ ưu thế là gắn liền với thực tiễn, cho nên thơng qua mơn hố để rèn năng lực quan sát cho học sinh, từ đĩ học sinh rút ra quy luật hố học là điều hết sức phù hợp. Tuy nhiên, hiện nay điều kiện để học sinh học kiến thức từ thí nghiệm hố học ít cĩ điều kiện triển khai rộng và mạnh mẽ. Trong tương lai, thí nghiệm hố học cần được sử dụng nhiều hơn nhằm rèn năng lực quan sát cho học sinh, quan sát thực tiễn sự vận động, tương tác giữa các chất mà nắm được quy luật hố học, giải thích nhiều hiện tượng hố học “bất thường”, biết phê phán và loại trừ các suy luận phi thực tế. Nhờ đĩ mà tư duy của học sinh phát triển. Như thế, ĩc quan sát và tư duy cĩ mối quan hệ biện chứng. Tư duy phải dựa trên cơ sở quan sát và quan sát là điểm xuất phát của tư duy.
2.3.1.2. Biện pháp rèn năng lực quan sát
Trong quá trình dạy học, để nâng cao khả năng quan sát của học sinh, giáo viên phải là người yêu cầu, hướng dẫn và nhấn mạnh được vai trị của năng lực quan sát trong việc học với học sinh. Nếu giáo viên khơng nhấn mạnh thì học sinh sẽ lười quan sát hoặc quan sát nhưng khơng sâu sắc vì cho
rằng việc quan sát khơng cĩ gì quan trọng, khơng ảnh hưởng nhiều đến kết quả học tập. Như vậy, để rèn năng lực quan sát cho học sinh giáo viên cần phải:
a. Tăng cường dạy học bằng thí nghiệm. Giáo viên cĩ thể trình diễn, yêu cầu học sinh quan sát, cũng cĩ thể cho học sinh tự làm thí nghiệm đơn giản và quan sát.
b. Dùng tranh ảnh, hình vẽ, sơ đồ, biểu bảng trong dạy học. Ngay khi gặp phải những kiến thức khĩ, khơng thể đi sâu phân tích được thì cũng khơng nên buộc học sinh chấp nhận mà phải dùng các phương tiện dạy học để học sinh tự rút ra kết luận. Hiện nay, người ta đã coi trọng việc sử dụng các mơ hình phân tử, hoạt hình mơ tả dây chuyền sản xuất hố học, đồ thị mơ tả tiến trình phản ứng vào việc dạy học hố học.
c. Thay đổi cách viết, thứ tự các nguyên tử trong phân tử để tạo ra sự khác biệt, nhất là trong hố học hữu cơ. Giáo viên khơng nên để học sinh hiểu một cách máy mĩc về cấu tạo phân tử các chất và thứ tự liên kết giữa các nguyên tử trong phân tử (Ví dụ: viết RCOOR’ hay R’OCOR là như nhau nhưng viết R’COOR thì lại là cơng thức của một chất khác).
d. Cho học sinh quan sát, so sánh cấu tạo, phân tử khối của các chất với nhau để sử dụng kết quả đĩ vào việc giải bài tập định lượng. Rèn cho học sinh thĩi quen quan sát nhanh dữ kiện, các chất được đề cập trong bài tập trước khi bắt đầu giải.
e. Thay đổi cách thức kiểm tra-đánh giá. Đưa thêm các bài tập địi hỏi sự quan sát của học sinh như: quan sát đồ thị để rút ra điều kiện nhiệt độ, áp suất, nồng độ hợp lý khi sản xuất NH3, quan sát sơ đồ để cho biết việc áp dụng nguyên tắc chu trình kín, nguyên tắc ngược chiều trong sản xuất như thế nào; quan sát hình vẽđể kiểm tra kiến thức thực nghiệm.
2.3.1.3. Bài tập rèn năng lực quan sát
Quan sát thí nghiệm
Quan sát thí nghiệm cĩ thể là để rút ra tính chất vật lý của một chất cụ thể, sinh động, cũng cĩ thể là để rút ra tính chất hố học hay một quy luật hố học nào đĩ. Giáo viên hướng dẫn cho học sinh cách quan sát để từ quan sát tỉ mỉ, chi tiết, đầy đủ, học sinh sẽ suy nghĩ, nhận xét, đánh giá, kết luận vấn đề.
Bài tập 1: Quan sát một mẩu iot. Mơ tả tính chất vật lý của nĩ. Cho iot vào cốc thuỷ tinh, đậy kín, đun nĩng nhẹ đáy cốc, cho biết hiện tượng. Giải thích nguyên nhân gây ra hiện tượng đĩ.
Học sinh sẽ quan sát và mơ tả trạng thái, màu sắc: chất rắn màu tím đen. Học sinh làm thí nghiệm, thấy iot rắn biến thành hơi iot màu tím mà khơng qua trạng thái lỏng. Học sinh rút ra kết luận: iot cĩ tính thăng hoa do iot cĩ cấu tạo mạng tinh thể phân tử, loại mạng tinh thể kém chặt chẽ.
Hình 2.1. Thí nghiệm chứng minh tính thăng hoa của tinh thể iot
Bài tập 2: Thả một ít bột Cu vào cốc (1) chứa dung dịch H2SO4 lỗng, đun nhẹ. Thả một ít bột Cu vào cốc (2) chứa dung dịch NaNO3, đun nhẹ. Cho biết hiện tượng. Đem cốc (1) đổ vào cốc (2), rồi đun nhẹ thì cĩ hiện tượng gì ?
Cu + dd H2SO4 lỗng Cu + dd NaNO3 Cu + dd (NaNO3, H2SO4) Hình 2.2. Thí nghiệm chứng minh tính oxi hố của ion nitrat trong mơi trường axit
Học sinh làm thí nghiệm và giải thích: Cu cĩ tính khử yếu nên khơng khử được H+ trong H2SO4 lỗng. Cu cũng khơng thể khử Na+ trong NaNO3, nên cốc (1) và cốc (2) khơng cĩ hiện tượng gì.
Trộn hai cốc với nhau thì ion nitrat trong mơi trường axit cĩ tính oxi hố mạnh sẽ oxi hố Cu thành Cu2+
3Cu + 8H+ + 2NO3 3Cu2+ + 2NO + 4H2O
Cu tan thành Cu2+ cĩ màu xanh, NO là khí khơng màu bị hố nâu ngồi khơng khí.
Giáo viên cho học sinh làm thí nghiệm tương tự, thay dung dịch H2SO4 lỗng bằng H2O, dung dịch NaOH rồi khái quát thành sơđồ
Môi trường trung tính Môi trường axit
Môi trường bazơ
Không có tính oxi hoá Có tính oxi mạnh
Bị Al, Zn khử đến NH3
3
NO
Bài tập 3: Trong phịng thí nghiệm, người ta điều chế khí oxi từ KMnO4 rắn. Sơđồ lắp đặt thiết bị thí nghiệm nào dưới đây là đúng ? Giải thích.
a) b)
Hình (a) đúng. Phải lắp ống nghiệm hơi chúc đầu xuống vì oxi nặng hơn khơng khí. Mặt khác, để hơi nước khỏi chảy xuống đáy ống nghiệm gây nứt và vỡ ống nghiệm nguy hiểm.
Bài tập 4: Cho biết những chất khí nào cĩ thể thu được như sơ đồ hình vẽ ? Cho biết tên phương pháp thu khí.
Hình 2.4. Thí nghiệm thu khí bằng phương pháp dời chỗ nước
Các khí thu được theo phương pháp trên (phương pháp dời chỗ nước hay phương pháp đẩy nước) phải là các khí khơng tan (hoặc ít tan) trong nước, khơng tác dụng với nước ở điều kiện thường như: CO2, CO, H2, O2, N2, N2O, NO, CH4, C2H2,…
Bài tập 5: Quan sát hình vẽ thiết bị điều chế nhanh khí X trong phịng thí nghiệm. Chất X cĩ thể là chất nào ?
Hình 2.5. Thí nghiệm điều chế khí X
Khí X được điều chế từ một dung dịch (hoặc chất lỏng) và một chất rắn. Chất X cĩ thể là: CO2, NO2, Cl2, H2S, SO2, HCl, HF, H2, C2H2, CH4.
Bài tập 6: Nhúng một lá Zn vào dung dịch HCl. Quan sát hiện tượng. Nhúng tiếp một lá Cu vào và chạm đến lá Zn. Quan sát và giải thích hiện tượng.
Hình 2.6. Thí nghiệm chứng minh hiện tượng ăn mịn điện hố học
Ban đầu lá Zn tác dụng với H+ tạo khí H2 bám trên bề mặt Zn. Khi bọt khí bám nhiều thì cản trở ion H+đến bề mặt thanh Zn nhận electron nên phản ứng chậm lại. Khi cho lá Cu tiếp xúc với lá Zn thì hình thành pin điện hố. Khi đĩ Zn là cực âm, Cu là cực dương, electron chuyển từ Zn sang Cu. Như vậy thanh Zn sẽ bị ăn mịn nhanh. Ion H+ cĩ thể nhận electron dễ dàng tại bề mặt Zn lẫn bề mặt Cu nên H2 sinh ra nhanh hơn.
Ban đầu: Zn + 2H+ Zn2+ + H2↑ Sau khi tiếp xúc với Cu
Cực âm: Zn Zn2+ + 2e Cực dương: 2H+ + 2e H2↑
Quan sát hình vẽ, mơ hình, sơ đồ
Bài tập 1: Hình vẽ sau mơ tả một phản ứng hố học
Hình 2.7. Sơđồ minh hoạ phản ứng hố hợp của oxi và hiđro Phản ứng hố học đĩ cĩ thể là
Phản ứng hố học đĩ là
A. H2 + I2 2HI. B. 2H2 + O2 2H2O. C. H2 + Cl2 2HCl. D. H2 + S H2S.
Quan sát số nguyên tử và tỷ lệ số nguyên tử trong các chất, cĩ thể nhận ra đây là sơ đồ mơ tả phản ứng giữa oxi và hiđro, tạo ra nước. Đáp án đúng là B.
Bài tập 2: Quan sát hình vẽ sau. Cho biết hình vẽ này mơ tả thí nghiệm nào ?
Hình 2.8. Thí nghiệm ảo chứng minh ảnh hưởng của nhiệt độđến tốc độ phản ứng Hình vẽ này mơ tả thí nghiệm chứng minh ảnh hưởng của nhiệt độ đến tốc độ phản ứng hố học.
Bài tập 3: Cho các cơng thức cấu tạo sau:
(I) (II) (III) (IV) H C O O CH2CH2CH3 CH3CH2CH2 C O O H O C H O CH2CH2CH3 CH3CH2CH2 O CHO Dãy liệt kê đầy đủ nhất các cơng thức cấu tạo của propyl fomat là
A. (I), (II) và (III). B. (I), (III) và (IV). C. (I) và (III). D. (II) và (III).
Nếu quan sát tốt học sinh sẽ nhận ra đáp án đúng là B. Nếu khơng quan sát kỹ sẽ chọn đáp án C.
Bài tập 4: Mơ hình đặc dưới đây mơ tả cấu trúc của chất nào ? A. CH3COOCH3. B. HCOOCH3.
C. CH3COOH. D. CH3OCH2OH.
Hình 2.9. Mơ hình đặc của phân tử axit axetic
Bài tập 5: Quan sát cấu tạo phân tử và mơ hình obitan lai hố của nguyên tử C. Từ đĩ rút ra quy luật đơn giản để dự đốn kiểu lai hố của một nguyên tử.
Hình 2.10. Cấu tạo phân tử CH4 và Hình 2.11. Cấu tạo phân tử C2H4
C lai hố sp3 C lai hố sp2
Hình 2.12. Cấu tạo phân tử C2H2 và C lai hố sp
Nhận xét: Bốn obitan lai hố sp3 định hướng trong khơng gian hình tứ diện đều, tạo thành gĩc hố trị khoảng 109o28’; Ba obitan lai hố sp2 định hướng trong khơng gian hình tam giác đều, gĩc hố trị 120o; Hai obitan lai hố sp định hướng trong khơng gian theo đường thẳng, gĩc hố trị 180o. Vậy một cách đơn giản cĩ thể dựđốn kiểu lai hố nhờ vào gĩc liên kết.
Bài tập 6: Sơ đồ mơ tả quá trình điều chế vinyl clorua (VC) trong cơng nghiệp hiện nay là
A. CH4 C2H2 C2H3Cl. B. CaC2 C2H2 C2H3Cl.
C. C CH4 C2H2 C2H4 C2H3Cl. D. C2H4 C2H4Cl2 C2H3Cl.
Nhận xét: Hiện nay trong cơng nghiệp, C2H4 là nguyên liệu tinh tế nhất nên người ta đã khơng cịn sử dụng cách hiđroclo hố C2H2, thay vào đĩ là C2H4
(đáp án D).
Bài tập 7: Cho sơđồ sản xuất đồng thời hai chất (X) và (Y) trong cơng nghiệp C6H6 + C H3 6 C9H12 (X) + (Y)
Chất (X) tác dụng với nước Br2 khi cĩ xúc tác axit, chất (Y) tác dụng dễ dàng với nước Br2 khơng cần xúc tác. Vậy (X), (Y) lần lượt là
A. glixerol, axeton. B. phenol, axeton. C. axeton, phenol. D. axeton, styren.
Nhận xét
Rất dễ nhận ra C9H12 là cumen. Vậy (X) và (Y) là phenol và axeton. Axeton phản ứng thế với nước Br2 cần cĩ xúc tác H+, phenol tác dụng với nước Br2
ngay ởđiều kiện thường khơng cần xúc tác (đáp án C). Quan sát một bài tốn hố học
Quan sát bài tốn để tìm ra điểm đặc biệt của dữ kiện, của cấu tạo phân tử, phân tử khối,…từđĩ cĩ cách giải quyết tích cực nhất
Bài tập 1: Hỗn hợp khí M gồm x mol N2O; y mol CO2 và z mol C3H8. Tỷ khối của hỗn hợp X so với khí H2 là A. 22(x + y + z). B. 22. C. 44(x + y + z). D. 44. Nhận xét Các khí đều cĩ PTK = 44 nên tỷ khối của hỗn hợp so với H2 bằng 44/2 = 22 (Đáp án B).
Bài tập 2: Hỗn hợp đồng số mol gồm Al, Cu, Fe2O3 cĩ thể tan hồn tồn trong lượng dư dung dịch
A. FeCl3. B. HNO3đặc nguội. C. H2SO4lỗng. D. AgNO3.
Nhận xét
Các đáp án A, D bị loại vì khơng thể hồ tan Fe2O3; đáp án B dễ dàng bị loại do khơng hồ tan được Al. Chọn đáp án C.
Fe2O3 + 3H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O 3Al + 3H2SO4 Al2(SO4)3 + 3H2 Cu + Fe2(SO4)3 2FeSO4 + CuSO4.
Bài tập 3: Cho 4,6 gam hỗn hợp ancol etylic và axit fomic tác dụng với 1,84 gam Na, thu được V lít khí H2 (đktc). Giá trị của V là
A. 0,896. B. 1,120. C. 2,240. D. 1,792. Nhận xét C2H5OH và HCOOH đều cĩ phân tử khối = 46. hh n = 0,1 mol; n = 0,08 mol (hNa ết) → 2 H n = 0,5.0,08 = 0,04 mol (Đáp án A).
Bài tập 4: Để hồ tan hết 1,752 gam Cu(OH)2 cần dùng vừa đủ 50 gam dung dịch H2SO4 a%. Giá trị của a là
A. 1,752. B. 3,504. C. 0,876. D. 3,528.
Nhận xét
Cu(OH)2 và H2SO4đều cĩ PTK = 98.
Cu(OH)2 và H2SO4 tác dụng theo tỷ lệ mol 1 : 1 → 2 4 2 H SO Cu(OH) m m = 1,752 g. Vậy a = 2. 1,752 = 3,504 (Đáp án B).
Bài tập 5: Để tác dụng hết với 2,96 gam hỗn hợp axit propionic, metyl axetat, etyl fomat cần tối thiểu 50 ml dung dịch NaOH x mol/l. Giá trị của x là
A. 0,80. B. 8,00. C. 0,05. D. 0,50.
Nhận xét
CH3CH2COOH, CH3COOCH3, HCOOC2H5 là đồng phân của nhau, phân tử khối bằng 74 và đều phản ứng với NaOH theo tỷ lệ mol 1: 1.
NaOH hh
n = n = 0,04 mol → x = 0,8 (Đáp án A).
Bài tập 6: Cho một lượng hỗn hợp gồm axit fomic, isopropyl fomat, metyl fomat tác dụng vừa đủ với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 1,0M và KOH 0,5M, thu được dung dịch Y. Cơ cạn dung dịch Y thì được a gam muối khan. Giá trị của a là
A. 25,00. B. 22,80. C. 16,05. D. 11,00.
Nhận xét
Sản phẩm muối sau phản ứng là HCOONa và HCOOK.
OH
n = (1 + 0,5). 0,1 = 0,15 mol
a = mHCOO + mNa, K = 45. 0,15 + 23. 0,1 + 39. 0,05 = 11 g (Đáp án D).
Bài tập 7: Cho 32,8 gam hỗn hợp gồm axit oxalic, phenol và axit acrylic tác dụng vừa đủ với 200 ml dung dịch KOH 2,5M. Cơ cạn dung dịch sau phản ứng thu được m gam muối khan. Giá trị của m là
A. 43,8. B. 60,8. C. 51,8. D. 52,8.
Nhận xét: Ba chất trong hỗn hợp đều nhường H+để tạo muối kali. Vậy m = mhh - m m = 32,8 – 1. 0,5 + 0,5.39 = 51,8 g (H + K Đáp án C).