Đây là một trong những năng lực cần thiết phải rèn luyện cho học sinh vì nó có tác dụng rất lớn kích thích hoạt động tư duy sáng tạo của học sinh. Khi giải quyết vấn đề đòi hỏi học sinh phải huy động các kiến thức, tài liệu thu thập, xem xét đánh giá thông tin một cách chính xác, khoa học qua đó giúp học sinh nắm chắc kiến thức. Đồng thời hình thành cho HS là khả năng nhận thức vấn đề nhanh, có hứng thú nhất là trong những vấn đề mới.
Khi xây dựng hệ thống bài tập hoá học, giáo viên cần chọn những bài tập đặt học sinh vào trạng thái phải suy nghĩ, cân nhắc, xem xét suy luận thì mới có thể trả lời chính xác. Cần hạn chế những bài tập không cần suy nghĩ xem xét mà vẫn trả lời được trong khi không hiểu ý nghĩa, bản chất hoá học. Vì trong khi suy nghĩ, cân nhắc để tìm cách giải quyết các yêu cầu của bài tập, học sinh sẽ bộc lộ những kiến thức tìm tòi, phát hiện trong quá trình tự học của mình.
Ví dụ 1: Ở 250C, người ta thực hiện một pin gồm 2 nửa sau: Ag nhúng vào dung dịch AgNO3 0,1M và Zn nhúng vào dung dịch Zn(NO3)2 0,1M.
a) Thiết lập sơ đồ pin.
b) Viết PTHH của các phản ứng tại các điện cực và phản ứng xảy ra khi pin làm việc. Tính suất điện động của pin.
c) Tính nồng độ các ion khi pin không có khả năng phát điện. Cho E0(Ag+/Ag) = +0,8V; E0(Zn2+/Zn) = - 0,76V
Giải
Với bài tập này HS sẽ phát hiện ngay có một số vấn đề cần phải tìm đọc, học hỏi mới có thể giải quyết được. Giáo viên sẽ là nguồn sẵn sàng cung cấp kiến thức cần thiết hoặc hướng dẫn để giúp HS đáp ứng yêu cầu giải bài tập.
a) Cực (-) Zn Zn(NO3)2 0,1M - AgNO3 0,1M Ag Cực (+) b) Anot (-) Zn → Zn2+ + 2e
Catot (+) Ag+ + 1e → Ag →
Epin = Ecatot – Eanot = E (Ag+/Ag) – E (Zn2+/Zn) =
= (0,8 + 0,059lg[Ag+]) – ( - 0,76 + 0,059
2 lg[Zn 2+] = = +0,741 – (-0,7859) = + 1,53V
c) Khi pin không có khả năng phát điện, thì lúc đó Epin = 0 Khi đó phản ứng đạt trạng thái cân bằng:
Ta có: 0 n. E 2.(0,8 0,76) 2 52,9 0,059 0,059 cb [ Zn ] K 10 10 10 [Ag ] ∆ + + + = = = = Mặt khác: Zn + 2Ag+ → Zn 2+ + 2Ag Ban đầu: 0,1 0,1 (M) Phản ứng: 2x x (M) Cân bằng: 0,1-2x 0,1+x (M) Vậy: 2 52,9 [ Zn ] 0,1 x 10 [Ag ] 0,1 2x + + + = = − → 0,1 - 2x ≈ 0 → x = 0,05M [ Zn2+ ] = 0,1 + 0,05 = 0,15M [ Ag+ ] = 10−52,9 .[ Zn2+] = 1,4. 10-27M Ví dụ 2: Dung dịch A là dd HCl và dd B là dd NaOH.
1. Lấy 10 ml dd A pha loãng bằng nước thành 1000 ml thì thu được dung dịch HCl có pH = 2. Tính nồng độ CM của dd A?
Để trung hoà 100 gam dd B cần 150 ml dd A. Tính C% của dd B?
2. Hoà tan hết 9,96 gam hỗn hợp Al, Fe bằng dd 1,175 lít dd A, thu được dd A1.
Thêm 800 ml dd B vào dd A1, lọc được kết tủa X, rửa sạch và nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 13,65 gam chất rắn.
Tính khối lượng của Al, Fe trong hỗn hợp đầu?
Hướng dẫn
1. Xác định được: CM(A) = 1 M; C%(B) = 6%. 2. Các PTHH:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 (1)
2NaOH + FeCl2 → Fe(OH)2 + 2NaOH (4)
3NaOH + AlCl3 → Al(OH)3 + 3NaOH (5)
NaOHdư + Al(OH)3 → NaAlO2 + 2H2O (6)
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 (7)
2Fe(OH)3 →t0 Fe2O3 + 3H2O (8)
2Al(OH)3 →t0 3H2O (9)
Phát hiện vấn đề: Quan sát thấy khi cho dd B (NaOH) vào dd A1(HCldư, FeCl2, AlCl3), tạo ra kết tủa X (Fe(OH)2, Al(OH)3), nhưng nếu NaOH dư thì kết tủa X lại tan vào dd (mấu chốt của bài toán là NaOH có dư không? Dư bao nhiêu)→xuất hiện mâu thuẫn:
Kết tủa X (Fe(OH)2, Al(OH)3) tạo ra > < dd B (NaOH) cho vào dd A1. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Giải quyết vấn đề: Phải phân tích tìm cách xác định NaOH có dư không? Tính NaOH dư bằng cách nào?
- Xác định được: nNaOH (đầu) = 1,2 mol; nHCl (đầu) = 1,175 mol.
- Theo (1), (2),(3),(4),(5) có: nNaOH (đầu) = nNaOH (pư) + nNaOH (dư) nNaOH (pư) = nHCl (đầu) = 1,175 mol. → nNaOH (dư) = 1,2 -1,175 = 0,025 mol.
Phát hiện vấn đề thứ 2: nAl(OH)3 chưa biết → không thể biết được Al(OH)3 có bị hoà tan hết hay chưa → không xác định được chất rắn sau khi nung gồm chất nào?
→xuất hiện mâu thuẫn:
Dữ kiện bài toán cho (không đủ để xác định nAl(OH)3) > < Dữ kiện cần xác định ( 3
Al(OH)
n ).
Giải quyết vấn đề: Biện luận.
Trường hợp 1: nAl < 0,025 mol→chất rắn chỉ có Fe2O3
→ xác định được: mFe = 9,555 g ; mAl = 0,405 g Trường hợp 2: nAl < 0,025 mol →chất rắn sau khi nung gồm Fe2O3, Al2O3
→ xác định được: mFe = 8,447 g ; mAl = 1,513 g.
Ví dụ 3: Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hh A gồm FeO và Fe2O3 đốt nóng. Sau khi kết thúc thí nghiệm, thu được chất rắn B gồm 4 chất, nặng 4,784 gam. Khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dd Ba(OH)2 dư, thu được 9,062
gam kết tủa. Mặt khác hoà tan chất rắn B bằng dd HCl dư, thấy thoát ra 0,6272 lít H2 (đktc).
a) Tính % khối lượng các oxit trong A?
b) Tính % khối lượng các chất trong B. Biết rằng trong B số mol sắt từ oxit bằng 1/3 tổng số mol sắt (II) và sắt (III) oxit?
Hướng dẫn
a) + Các PTHH: 3Fe2O3 + CO → 2Fe3O4 + CO2 (1) Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 (2)
FeO + CO → Fe + CO2 (3)
Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (4)
CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3 + H2O (5)
Phát hiện vấn đề: Ý 1 của BT có điểm vướng mắc là không biết CO có dư hay không? Các oxit bị khử đến mức độ nào? → chưa xác định được % khối lượng các oxit trong A → xuất hiện mâu thuẫn:
Dữ kiện bài toán cho > < Dữ kiện cần phải xác định
Giải quyết vấn đề: Phân tích tìm ra cách giải quyết vướng mắc của BT là áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mA + mCO = mB + mCO2
→ mA = 4,784 + 0,046 . 44 – 0,046 . 28 = 5,52 (g)
Xác định được mA thì việc xác định % khối lượng của các oxit thật đơn giản: %FeO = 13,04% ; %Fe2O3 = 86,96%.
b) Xác định được: %Fe = 32,78% ; %Fe2O3 = 20,06% ; %FeO = 18,06%.