3. Tình cảm, thái độ
2.4.2. Bài tập chứa tình huống tại sao
Các tình huống tại sao trong chơng kim loại kiềm - kim loại kiềm thổ - nhôm:
- Tại sao trong tự nhiên kim loại kiềm không tồn tồn tại dạng đơn chất ? - Tại sao có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội ?
- Tại sao không nên dùng các vật dụng bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm? - Tại sao khi sản xuất nhôm phải tinh chế quặng boxit ?
- Tại sao muối NaHCO3 có tính lỡng tính ? - Tại sao muối Na2CO3 có tính bazơ ?
- Tại sao trong ấm đun nớc thờng có lớp cặn màu vàng ? - Tại sao Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao ?
- Tại sao trong các hợp chất nguyên tố kim loại kiềm chỉ có SOXH +1 ?
Bài tập 5:
Hãy điền vào chỗ trống:
Trong tự nhiên các kim loại kiềm không tồn tại dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, vì...
Phân tích:
Các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh: kim loại kiềm khử dễ dàng các nguyên tử phi kim thành ion âm, kim loại kiềm khử nớc ở nhiệt độ thờng, giải phóng H2:
Ví dụ: 2Na + Cl2 → 2NaCl
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
⇒ Đáp án: Trong tự nhiên các kim loại kiềm không tồn tại dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, vì các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.
Bài tập này tạo tình huống tại sao khi giảng dạy bài mới “kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm” (hoá học 12 cơ bản), phần “trạng thái tự nhiên”.
Bài tập này sẽ đặt học sinh vào tình huống có vấn đề và có nhu cầu muốn giải quyết vấn đề đó.
Sau khi ra bài tập này giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại tính chất hoá học của kim loại kiềm để học sinh nhớ lại kiến đã học: Kim loại kiềm có tính khử mạnh từ đó sẽ tìm ra đáp án.
Bài tập này còn giúp học sinh liên hệ với những kiến thức thực tế: trong nớc biển có chứa một lợng tơng đối lớn muối NaCl, đất cũng chứa một số hợp chất kim loại kiềm ở dạng silicat va aluminat.
Bài tập 6:
Hãy điền vào chỗ trống:
Có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội, vì...
Phân tích:
Nhôm không tác dụng với HNO3 đặc nguội. Axit này đã oxi hoá bề mặt nhôm tạo thành một màng oxit có tính trơ làm cho nhôm thụ động. Nhôm bị thụ động sẽ không tác dụng với HCl, H2SO4 loãng.
Vì vậy, có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội.
⇒ Đáp án: Có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội, vì nhôm đã bị thụ động bởi HNO3 đặc, nguội.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng bài mới “nhôm” (hoá học 12 nâng cao), hoặc “nhôm và hợp chất của nhôm” (hoá học 12 cơ bản), phần “tính chất hoá học”.
Sau khi tìm hiểu phản ứng của nhôm với các dung dịch HCl ; H2SO4 loãng ; dung dịch HNO3 loãng ; HNO3 đặc, nóng ; H2SO4 đặc, nóng và biết rằng nhôm có thể phản ứng với các axit trên. Do đó không đợc dùng thùng nhôm để
chuyên chở các axit này. Giáo viên ra bài tập trên sẽ tạo cho học sinh nhu cầu muốn tìm hiểu HNO3 đặc, nguội có gì khác so với các axit trên.
Sau đó giáo viên cung cấp cho HS biết thông tin: nhôm bị thụ động trong dung dịch HNO3 đặc, nguội, từ đó có cơ sở để HS tìm ra câu trả lời cho câu hỏi trên.
Bài tập còn có tác dụng giáo dục HS vận dụng kiến thức khoa học vào cuộc sống.
Bài tập 7:
Hãy điền vào chỗ trống:
Không nên dùng các vật dụng bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm,vì...
Phân tích:
Các vật dụng bằng nhôm đợc phủ một lớp mỏng Al2O3 trên bề mặt. Al2O3 là oxit lỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 trên bề mặt nhôm tác dụng với dung dịch kiềm tạo ra muối tan :
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O
natri aluminat
Khi không còn màng oxit bảo vệ, nhôm sẽ tác dụng với nớc tạo ra Al(OH)3
và giải phóng khí H2 :
2Al + 6H2O → 2 Al(OH)3 ↓ + 3H2↑
Al(OH)3 là hiđroxit lỡng tính nên tác dụng tiếp với dung dịch kiềm: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
⇒ Đáp án: Không nên dùng các vật dụng bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm, vì nhôm tan trong dung dịch kiềm.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài “nhôm” (hoá học 12 nâng cao), hoặc “nhôm và hợp chất quan trọng của nhôm” ( hoá học 12 cơ bản), phần “tính chất hoá học của nhôm” .
Sau khi ra bài tập này giáo viên hớng dẫn HS tìm hiểu tính chất nhôm tác dụng với dung dịch kiềm.
Bài tập này có tác dụng giúp HS liên hệ với kiến thức thực tế: Cách bảo quản các vật dụng bằng nhôm. Đó là không nên dùng các vật dụng bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm.
Bài tập 8:
Hãy điền vào chỗ trống:
Khi sản xuất nhôm ngời ta phải tinh chế quặng boxit, vì...
Phân tích:
Trong công nghiệp, nhôm đợc sản xuất từ quặng boxit bằng phơng pháp điện phân. Trong quặng boxit ngoài thành phần chính là Al2O3.2H2O còn có các chất SiO2 và Fe2O3. Do đó trớc khi điện phân nóng chảy quặng ngời ta phải loại bỏ các tạp chất để có Al2O3 nguyên chất.
⇒ Đáp án: Khi sản xuất nhôm ngời ta phải tinh chế quặng boxit, vì ngoài thành phần chính là Al2O3.2H2O, thì trong quặng còn có các tạp chất là SiO2 và Fe2O3.
Tác dụng :
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài mới “nhôm” (hoá học 12 nâng cao), hoặc “nhôm và hợp chất quan trọng của nhôm” ( hoá học 12 cơ bản) để tạo tình huống lựa chọn cho HS khi nghiên cứu phần “sản xuất nhôm”.
Trớc khi nghiên cứu phần này giáo viên ra bài tập trên cho HS. Lúc này HS muốn tìm hiểu xem tinh chế quặng có tác dụng gì? Vì sao phải tinh chế quặng ? Sau đó giáo viên hớng dẫn HS tìm hiểu thành phần của quặng boxit để tìm ra câu trả lời cho bài toán.
Bài tập có tác dụng giáo dục kĩ thuật tổng hợp, hớng nghiệp cho HS, liên hệ kiến thức khoa học với thực tế sản xuất.
Bài tập 9:
Muối NaHCO3 có tính lỡng tính, vì....
Phân tích:
NaHCO3 là muối của axít yếu, tác dụng với nhiều axít. NaHCO3 + HCl → NaCl + CO2↑ + H2O Phơng trình ion rút gọn:
HCO3- + H+ → CO2↑ + H2O
Trong phản ứng này, ion HCO3- nhận proton thể hiện tính bazơ.
NaHCO3 là muối axit, tác dụng đợc với dung dịch bazơ tạo muối trung hoà: NaHCO3 + NaOH → Na2CO3 + H2O
Phơng trình ion rút gọn:
HCO3- + OH- → CO32- + H2O
Trong phản ứng này, ion HCO3- nhờng proton thể hiện tính chất của axit. Nhận xét:
Muối NaHCO3 có tính kỡng tính là tính chất của ion HCO3-.
⇒ Đáp án: Muối NaHCO3 có tính lỡng tính,vì có chứa ion HCO3- vừa thể hiện tính chất của bazơ, vừa thể hiện tính chất của axit.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài mới “một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm” ( hoá học 12 nâng cao), hoặc “kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm” ( hoá học 12 cơ bản), phần “natri hiđrocacbonat”.
Nếu ra bài tập này trớc khi nghiên cứu phần NaHCO3 sẽ tạo ra tình huống tại sao ở HS.
Sau khi ra bài tập này GV hớng dẫn HS nghiên cứu tính lỡng tính của NaHCO3, viết phơng trình phân tử và phơng trình ion thu gọn để tìm ra câu trả lời.
Bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức về axit, bazơ theo quan niệm của Bron - Stet.
Bài tập 10:
Hãy điền vào chỗ trống:
Muối Na2CO3 có tính bazơ, vì...
Phân tích:
Na2CO3 là muối của axit yếu, tác dụng với nhiều axit:
Na2CO3 + 2HCl → 2NaCl + CO2↑ + H2O Phơng trình ion rút gọn:
CO32- + H+ → CO2↑ + H2O
Ion CO32- nhận proton, có tính chất của một bazơ. Muối Na2CO3 có tính bazơ.
⇒ Đáp án: Muối Na2CO3 có tính bazơ vì có chứa ion CO32- nhận proton.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài mới mới “một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm” ( hoá học 12 nâng cao), hoặc “kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm” ( hoá học 12 cơ bản), phần “natri cacbonat”.
Sau khi ra bài tập này giáo viên hớng dẫn HS viết phơng trình phản ứng của Na2CO3 với axit và viết phơng trình ion rút gọn, từ đó tìm ra câu trả lời.
Bài tập có tác dụng ôn luyện kiến thức cũ: kiến thức về axit, bazơ theo quan điểm của Bron-Stet.
Bài tập 11:
Hãy điền vào chỗ trống:
Trong ấm đun nớc thờng có lớp cặn màu vàng,vì...
Phân tích:
Trong nớc có chứa các muối: Mg(HCO3)2, Ca(HCO3)2. Khi đun nớc, dới tác dụng của nhiệt độ các muối này phân huỷ thành các muối cacbonat:
Ca(HCO3)2 → CaCO3 + CO2↑ + H2O Lớp cặn màu vàng chính là các muối cacbonat kết tủa.
⇒ Đáp án: Trong ấm đun nớc thờng có lớp cặn màu vàng, vì muối cacbonat kết tủa bám vào ấm.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài mới mới “một số hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ” (hoá học 12 nâng cao), hoặc “kim loại kiềm thổ và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm thổ” ( hoá học 12 cơ bản), phần “nớc cứng và tác hại”
Sau khi ra bài tập này, giáo viên đã đặt HS vào tình huống tại sao? Sau đó giáo viên hớng dẫn HS tìm hiểu tác hại của nớc cứng để tìm ra câu trả lời cho bài toán trên.
Bài tập này có tác dụng giúp HS liên hệ kiến thức khoa học để giải thích các hiện tợng tự nhiên.
Bài tập 12:
Hãy điền vào chỗ trống:
Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao (2050oC), vì ...
Phân tích:
Ion Al3+ có điện tích lớn (3+) và bán kính ion nhỏ (0,048nm) bằng 1/2 bán kính của ion Na+ hoặc 2/3 bán kính của ion Mg2+ nên lực hút giữa ion Al3+ và ion O2- rất mạnh tạo nên liên kết bền vững. Do cấu trúc này mà Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao (2050OC) và khó bị khử thành kim loại Al.
⇒ Đáp án: Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao (2050OC) vì lực hút giữa ion Al3+ và ion O2- rất mạnh tạo nên liên kết bền vững.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài mới “một số hợp chất quan trọng của nhôm” ( hoá học 12 nâng cao), hoặc “nhôm và hợp chất quan trọng của nhôm” ( hoá học 12 cơ bản), phần “nhôm oxit”.
Nếu ra bài tập này trớc khi HS nghiên cứu tính chất hoá học của nhôm oxit sẽ tạo ra tình huống tại sao ở HS.
Để làm đợc bài tập này giáo viên hớng dẫn HS phân tích lại đặc điểm cấu tạo của ion Al3+, đặc điểm liên kết giữa ion Al3+ và ion O2- để tìm ra câu trả lời.
Qua bài tập này, HS tìm hiểu rõ hơn tính bền của nhôm oxit, từ đó có thể suy luận và tìm ra phơng pháp điều chế nhôm từ quặng boxit ở phần sau.
Bài tập 13:
Hãy điền vào chỗ trống:
Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có SOXH là +1, vì...
Phân tích:
Các nguyên tử kim loại kiềm có năng lợng ion hoá I1 rất nhỏ. Năng lợng ion hoá I2 của nguyên tử kim loại kiềm lớn hơn năng lợng I1 rất nhiều lần (từ 6 đến 14 lần). Vì vậy, trong các phản ứng hoá học nguyên tử kim loại kiềm chỉ nhờng 1e, thể hiện SOXH +1.
⇒ Đáp án: Trong các hợp chất, nguyên tố kim loại kiềm chỉ có SOXH là +1, vì năng lợng ion hoá I2 của nguyên tử kim loại kiềm lớn hơn năng lợng I1 rất nhiều lần.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng giảng dạy bài mới mới “kim loại kiềm” ( hoá học 12 nâng cao), hoặc “kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm” ( hoá học 12 cơ bản).
Sau khi ra bài tập này giáo viên hớng dẫn HS tìm hiểu đặc điểm cấu tạo và tính chất của kim loại kiềm để tìm ra câu trả lời.
Bài tập này giúp HS phát triển t duy phân tích, t duy suy diễn.