8. Những đóng góp của đề tài
2.2.3. So sánh trong dạy học thực hành
Để kiểm tra dự đoán và rút ra kết luận về tính chất hoá học của chất đòi hỏi phải sử dụng thí nghiệm hoá học. Nếu không sử dụng thí nghiệm hoá học trong dạy hoá học thì không thể đáp ứng theo yêu cầu đặc trưng bộ môn, đồng thời không đúng theo tinh thần đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy học tích cực. Thí nghiệm là cầu nối giữa lý thuyết và thực tiễn, là tiêu chuẩn đánh giá tính chân thực của kiến thức, hỗ trợ đắc lực cho tư duy sáng tạo và nó là phương tiện duy nhất giúp hình thành ở học sinh kỹ năng thực hành và tư duy kỹ thuật. Không những thế nó còn giúp học sinh rèn luyện kỹ năng so sánh các hiện tượng, giải thích hiện tượng, từ đó so sánh và rút ra sự giống và khác nhau về tính chất hóa học của các chất khác nhau. Thí nghiệm có thể thực hiện được trong tất cả các khâu của quá trình dạy học. Chẳng hạn thí nghiệm biểu diễn của giáo viên sử dụng trong nghiên cứu tài liệu mới, hoặc trong khâu hoàn thiện kiến thức, kỹ năng (ôn tập, tổng kết). Thông qua thí nghiệm, học sinh nắm kiến thức một cách hứng thú, vững chắc, sâu sắc.
Một số ví dụ:
Ví dụ 1: Thực hiện 2 thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: cho Fe tác dụng với dung dịch CuSO4
Thí nghiệm 2: cho Fe tác dụng với dung dịch MgSO4
Quan sát hiện tượng ở 2 thí nghiệm và so sánh độ hoạt động hóa học của Fe, Cu và Mg.
Phân tích: Hiện tượng:
Thí nghiệm 1: có màu đỏ bám quanh đinh sắt, dung dịch màu xanh nhạt dần và xuất hiện màu lục nhạt.
Phương trình phản ứng:
Fe(r) + CuSO4 (dd) → FeSO4 (dd) + Cu(r)
trắng xám xanh lục nhạt đỏ Thí nghiệm 2: Không có hiện tượng gì.
ra, nghĩa là Fe đẩy được Cu ra khỏi dung dịch muối → Fe hoạt động hóa học mạnh hơn Cu.
Ở thí nghiệm 2 phản ứng không xảy ra, nghĩa là Fe không đẩy được Mg ra khỏi dung dịch muối của magie → Mg hoạt động hóa học mạnh hơn Fe.
Vậy: độ hoạt động hóa học của Cu < Fe < Mg.
Ví dụ 2: So sánh tính chất của ion NO3− trong môi trường axit và bazơ qua hai thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Cho một mẩu Cu vào dung dịch NaNO3, sau đó thêm tiếp vào vài giọt dung dịch HCl.
Thí nghiệm 2: Cho một mẩu Al vào dung dịch NaNO3, sau đó thêm tiếp vào hỗn hợp này một ít dung dịch NaOH.
Phân tích:
Thí nghiệm 1: Thả một mẩu Cu vào dung dịch NaNO3 thì không thấy có hiện tượng gì xảy ra. Nhưng nếu ta thêm tiếp vào vài giọt dung dịch HCl thì Cu tan dần tạo thành dung dịch màu xanh lam và đồng thời có sủi bọt khí thoát ra hóa nâu trong không khí.
2
3 2
3Cu 8H+ + +2NO− →3Cu + +2NO↑ +4H O
màu xanh không màu 2NO + O2 → 2NO2
nâu đỏ
→ trong môi trường axit, ion NO3− thể hiện tính oxi hóa mạnh như HNO3, sản phẩm khử được đưa về số oxi hóa trung gian +2, +4.
Thí nghiệm 2: Cho một mẩu Al vào dung dịch NaNO3 thì cũng không thấy có hiện tượng gì xảy ra. Nhưng nếu thêm tiếp vào hỗn hợp này một ít dung dịch NaOH thì thấy nhôm tan và dung dịch có khí mùi khai thoát ra.
3 2 2 3
8Al 3NO+ − +5OH− +2H O→8AlO− +3NH ↑
→ trong môi trường bazơ, ion NO3- cũng thể hiện tính oxi hóa, nhưng sản phẩm khử được đưa về số oxi hóa thấp nhất -3.
Khái quát:
môi trường axit (H+)
môi trường trung tính (H2O) môi trường bazơ (OH-)
Vậy: trong môi trường axit hay bazơ thì ion NO3− đều thể hiện tính oxi hóa, nhưng trong môi trường bazơ ion NO3− bị khử sâu hơn.
Ví dụ 3: So sánh hai hình vẽ điều chế khí Cl và tìm ra sơ đồ hợp lý: Có tính oxi hoá mạnh như HNO3
Không có tính o xi hoá Bị Al, Zn khử đến NH3 3
Hình 1: Hình 2: Phân tích: Phương trình điều chế: MnO2 + 4HCl MnCl2 + Cl2↑ + 2H2O
⇒ Sản phẩm khí thu được gồm Cl2 có lẫn khí HCl và hơi H2O
⇒ Bình B để rửa khí :
2KMnO4 + 16HCl 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2↑ + 8H2O Bình C làm khô khí; Bình D để thu khí; Bình E để loại clo dư.
Từ tính năng của các bình trên, cho thấy hình 1 lắp dụng cụ chưa hợp lí:
- Ống dẫn khí từ bình A phải cắm sâu vào bình B để HCl dễ dàng phản ứng với thuốc tím. Ống thứ hai trong bình B phải lắp ngắn hơn và không được chạm vào dung dịch KMnO4 để khí clo dễ đi sang bình C.
- Tương tự ở bình C ống dẫn khí bên trái phải chạm sâu vào H2SO4 để loại hơi nước và ống bên phải phải lắp ngắn hơn (không chạm vào axit H2SO4) để khí clo sang được bình D.
Vậy hình 2 là sơ đồ hợp lý để điều chế khí Cl2.
Ví dụ 4:
Thực hiện 2 thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Cho mẩu Cu vào dung dịch axit H2SO4 loãng Thí nghiệm 2: Cho mẩu Cu vào dung dịch axit H2SO4 đặc
Quan sát hiện tượng ở hai thí nghiệm, so sánh tính chất hóa học của dung dịch H2SO4 loãng và đặc.
Phân tích:
Thí nghiệm 1: Không có hiện tượng gì.
Thí nghiệm 2: Dung dịch chuyển thành màu xanh, có khí mùi hắc thoát ra. Cu + 2H2SO4 (đ) → CuSO4 + SO2↑ + 2H2O
Vậy: dung dịch H2SO4 đặc thể hiện tính oxi hóa còn dung dịch H2SO4 loãng thì không.
Ví dụ 5: So sánh tính oxi hóa của clo, brom và iot, thực hiện 3 thí nghiệm sau: Thí nghiệm 1: Lấy 3 ống nghiệm có ghi nhãn, mỗi ống chứa một trong các dung dịch NaCl, NaBr, NaI. Nhỏ vào mỗi ống vài giọt nước clo, lắc nhẹ.
Thí nghiệm 2: Tương tự như trên nhưng thay nước clo bằng nước brom. Thí nghiệm 3: Tương tự như trên nhưng thay bằng nước iot.
Phân tích: Thí nghiệm 1:
- Nước Clo + dung dịch NaCl: không xảy ra phản ứng.
- Ống nghiệm chứa muối NaBr xuất hiện màu nâu đỏ của brom mới tạo thành: Cl2 + 2NaBr → Br2 + 2NaCl
- Ống nghiệm chứa NaI sẽ có màu vàng nhạt xuất hiện của iot mới tạo thành: Cl2 + 2NaI → I2 + 2NaCl
→ tính oxi hóa của clo mạnh hơn brom và iot vì clo đẩy được brom và iot ra khỏi dung dịch muối của chúng.
Thí nghiệm 2:
- Dung dịch NaCl và NaBr không tác dụng với nước brom.
- Dung dịch NaI không màu sẽ chuyển thành màu đen tím, do I2 tạo ra: Br2 + 2NaI → I2 + 2NaBr
→ tính oxi hóa của brom mạnh hơn iot vì brom đẩy iot ra khỏi hợp chất muối của nó.
Thí nghiệm 3: Cho nước iot vào cả 3 dung dịch đều không xảy ra phản ứng. → iot có tính oxi hóa yếu hơn so với clo và brom.
Thí nghiệm 1: Lấy 0,5 ml dung dịch HNO3 đặc, cho vào mảnh nhỏ đồng kim loại. Nút ống nghiệm bằng bông có tẩm dung dịch NaOH.
Thí nghiệm 2: Lấy 0,5 ml dung dịch HNO3 loãng, cho vào mảnh nhỏ đồng kim loại. Nút ống nghiệm bằng bông có tẩm dung dịch NaOH. Sau đó đun nhẹ ống nghiệm trên đèn cồn.
Phân tích:
- Thí nghiệm 1: Dung dịch chuyển sang màu xanh, có khí màu nâu đỏ thoát ra: 4HNO3 (đặc) + Cu → Cu(NO3)2 + 2NO2↑ + 2H2O
- Thí nghiệm 2: Dung dịch chuyển sang màu xanh, có khí không màu thoát ra hóa nâu trong không khí:
8HNO3 (loãng) + 3Cu → 3Cu(NO3)2 + 2NO↑ + 4H2O NO + O2 → NO2
không màu nâu đỏ
Khi đun nóng thì phản ứng xảy ra như với dung dịch HNO3 đặc, có khí màu đỏ nâu bay lên.
Ví dụ 7: Thực hiện các thí nghiệm sau, quan sát hiện tượng rồi so sánh khả năng phản ứng của Na, Mg, Al với nước:
Thí nghiệm 1: Rót nước vào ống nghiệm, thêm vài giọt dung dịch phenolphtalein, đặt vào giá ống nghiệm rồi bỏ vào đó một mẩu natri nhỏ bằng hạt gạo.
Thí nghiệm 2: Tương tự như trên nhưng bỏ vào một mẩu kim loại Mg rồi đun nóng.
Thí nghiệm 3: Tương tự thí nghiệm 1 nhưng bỏ vào một mẩu kim loại Al vừa cạo sạch lớp vỏ oxit rồi đun nóng.
Phân tích:
Thí nghiệm 1: Ống nghiệm chứa nước đã nhỏ vài giọt phenolphthalein, dung dịch chuyển sang màu hồng, có bọt khí do Na tác dụng nhanh với nước, tạo thành dung dịch kiềm mạnh NaOH:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2↑
Thí nghiệm 2: Cho mẩu Mg vào ống nghiệm chứa nước đã nhỏ vài giọt dung dịch phenolphthalein, Mg tác dụng với nước tạo thành Mg(OH)2, có bọt khí hiđro li ti nổi lên nhưng dung dịch không chuyển sang màu hồng.
Khi đun nóng ống nghiệm dung dịch mới chuyển sang màu hồng.
Thí nghiệm 3: Cho mẫu Al vào ống nghiệm chứa nước đã nhỏ vài giọt dung dịch phenolphthalein, dung dịch không chuyển màu hồng. Hiện tượng trên là do ở nhiệt độ thường Al có thể khử được nước giải phóng H2 nhưng phản ứng nhanh chóng bị dừng lại vì lớp Al(OH)3 kết tủa keo bám trên bề mặt lá nhôm đã ngăn cản không cho Al tiếp xúc với nước. Khi đun nóng ống nghiệm dung dịch vẫn không màu.
Vậy: Na tác dụng nhanh với nước ở ngay nhiệt độ thường; Mg tác dụng chậm với nước ở nhiệt độ thường, tác dụng nhanh với nước ở nhiệt độ cao; Al không tác dụng với nước dù ở nhiệt độ cao.
TIỂU KẾT CHƯƠNG 2
Để rèn luyện kỹ năng so sánh trong quá trình dạy và học cho học sinh chúng tôi đã nêu những biện pháp về so sánh trong dạy học lý thuyết, dạy học giải bài tập, dạy học thực hành thông qua các ví dụ và hệ thống câu hỏi, bài tập.
Chỉ có người sử dụng mới làm cho các ví dụ và bài tập thật sự có ý nghĩa, một bài tập hay nhưng sử dụng không đúng chưa chắc đã có tác dụng tích cực.
Suy cho cùng giáo viên cần phải làm thế nào để học sinh hình thành được kỹ năng so sánh và học sinh phải tự mình hoàn thiện kỹ năng này một cách nhanh nhất, tự tìm ra cái hay của kỹ năng, lúc đó tư duy của học sinh sẽ trở nên mềm dẻo và linh hoạt hơn, óc thông minh, trí nhớ được bồi dưỡng và phát triển.
Chương 3
THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM