Để thiết kế các bài tập thực nghiệm hoá học, GV có thể xuất phát từ những kiến thức và kĩ năng cần kiểm tra và rèn luyện cho HS; những sai lầm về lí thuyết và thực hành mà HS thường mắc phải. GV có thể đưa ra bài tập dưới dạng tự luận hoặc trắc nghiệm khách quan.
2.3.3.1. Bài tập sử dụng hình vẽ thí nghiệm, dữ kiện liên quan đến thí nghiệm
hóa học.
Sau khi học bài clo, GV cần kiểm tra tính chất lí hoá và các kĩ năng thực hành: điều chế, thu khí clo trong phòng thí nghiệm. GV có thể đưa ra bài tập dưới dạng tự luận như sau:
Câu 1: Trong phòng thí nghiệm, người ta thường điều chế khí Cl2 từ MnO2 và HCl (đặc). a) Hãy viết phương trình hoá học điều chế khí clo
b) Khí clo thu từ phản ứng trên có tinh khiết không? Giải thích
Giải thích
Trong bài tập này, GV kiểm tra được kiến thức của HS về phản ứng điều chế khí clo và kĩ năng phân tích sản phẩm tạo thành để kết luận về độ tinh khiết của clo:
o
t
2 2 2 2
MnO +4HCl⎯⎯→MnCl +Cl +2H O
HS sẽ nhận ra khí clo thu được chưa sạch vì còn lẫn hơi nước và HCl.
Để đa dạng bài tập, GV có thể sử dụng một số cách thông dụng như thay đổi yêu cầu, thay đổi điều kiện. Qua phần bài tập này, HS được rèn luyện được khả năng phân tích, lựa chọn và thiết kế được phương án TN phù hợp. HS sẽ nhận thấy nếu trong thực tế mà thiết kế TN như trên thì kết quả thu được là clo sẽ không sạch.
Câu 2: Người ta thường điều chế khí Cl2 trong phòng TN từ MnO2 và HCl (đặc). Để thu được khí Cl2 sạch và khô, cần dẫn khí thu được qua các bình rửa khí A và B. Hãy cho biết A và B đựng chất nào trong các chất sau đây: dung dịch NaOH, dung dịch NaCl, dung dịch NH3; H2SO4 đặc; H2O. Giải thích
Giải thích
PTHH điều chế: to
2 2 2 2
MnO +4HCl⎯⎯→MnCl +Cl +2H O
Sản phẩm khí thu được gồm Cl2, hơi H2O và HCl. Để loại bỏ HCl, bình A đựng dung dịch NaCl; để loại bỏ hơi H2O thì bình B đựng H2SO4 đặc.
Bài tập này giúp HS giải thích và ghi nhớ tác dụng của hóa chất và dụng cụ làm TN từ đó phát triển NL ThNHH
Câu 3: Có thể điều chế khí Cl trong phòng TN từ 2 MnO2và HCl đặc. Phân tích những chỗ chưa đúng khi lắp đặt bộ TN như hình vẽ dưới đây:
Trong BT này, HS cần suy luận: khí clo được thu bằng phương pháp đẩy không khí nên không dùng nút cao su như ở hình vẽ mà cần thay nút cao su bằng bông có tẩm dung dịch NaOH.
Nếu thu khí clo như hình vẽ trên thì clo thu được sẽ không tinh khiết → cần lắp thêm các bình rửa để loại khí HCl và hơi H2O
Qua bài tập trên, HS được rèn luyện kĩ năng thiết kế TN; NL thực hành hóa học bao gồm phân tích và lắp dụng cụ đúng để TN thành công.
Câu 4: Một HS tiến hành lắp đặt dụng cụ điều chế và thu khí clo như hình vẽ sau:
a, Nêu vai trò của các bình A, B, C, D, E.
b, Hãy phân tích chỗ chưa hợp lí trong sơ đồ trên và giải thích.
Giải thích
Trong bài tập trên, cấp độ nhận thức được nâng lên một bậc. Vì thế GV có thể hướng dẫn HS phân tích và giải quyết bài toán như sau:
a, Bình A là nơi diễn ra phản ứng: to
2 2 2 2
MnO +4HCl⎯⎯→MnCl +Cl +2H O
Sản phẩm khí clo có lẫn khí HCl và hơi H2O nên vai trò của bình B và C để rửa khí (bình B loại bỏ HCl; bình C loại bỏ hơi H2O); bình D dùng để thu khí và bình E để loại khí clo dư.
b, Nếu lặp đặt dụng cụ như hình vẽ thì chưa hợp lí do:
- Ống dẫn khí từ bình phải cắm sâu vào bình B để khí HCl dư dễ dàng tan trong dung dịch muối ăn. Ông dẫn khí thứ 2 trong bình B phải lắp ngắn hơn và không được chạm vào dung dịch NaCl để khí clo dễ dàng đi sang bình C và không đẩy dung dịch NaCl sang bình C.
- Tương tự, ở bình C, ỗng dẫn khí từ bình B sang bình C phải cắm sâu vào H2SO4
đặc để loại hơi nước và ống thứ hai (bên phải) lắp ngắn hơn (không chạm vào H2SO4 đặc) để khí clo dễ dàng đi sang bình D và không đẩy dung dịch H2SO4 đặc sang bình D.
- Ống dẫn khí từ bình C sang bình D (bên trái) phải thiết kế dài hơn ống dẫn khí từ bình D sang bình E (bên phải) vì ống dẫn khí bên phải chỉ có nhiệm vụ loại bỏ khí clo dư khi bình D đã thu đầy khí.
Câu 5: Trong phòng TN, người ra lắp đặt bộ dụng cụ điều chế và thu khí X như
hình vẽ.
a) Cho biết khí X nặng hay nhẹ hơn không khí
b) Khí X là khí gì khi chất trong bình A là KMnO4 và chất trong bình B là HCl đặc. Viết PTHH xảy ra.
c) Nêu và giải thích hiện tượng quan sát được khi đóng và mở khoá K.
Giải thích
a, Khí X được thu bằng phương pháp đẩy không khí và để ngửa bình nên X sẽ nặng hơn không khí
b, Khí X là khí clo vì:2KMnO4+16HCl⎯⎯→2KCl+2MnCl2 +5Cl2 +8H O2 c, - Nếu mở khoá K, khí clo mới điều chế còn lẫn hơi nước nên khi dẫn vào bình thu khí có đựng giấy màu thì hiện tượng quan sát được là: mất màu giấy màu do clo ẩm có tính tẩy màu (tác nhân oxi hoá là HClO):
2 2
Cl +H O HCl+HClO
- Nếu đóng khoá K, khí clo được dẫn qua bình đựng H2SO4 đặc rồi mới dẫn vào bình đựng khí. Khi đó khí clo đã được làm khô vì thế sẽ không có tính tẩy màu.
Dựa trên các bài tập tự luận, GV có thể xây dựng thêm một số bài tập dưới dạng trắc nghiệm khách quan:
A. NaNO3. B. KMnO4. C. KCl. D. BaSO3.
Giải thích
Để giải bài tập trên, HS cần trình bày được nguyên tắc điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm: cho HCl đặc tác dụng với các chất oxi hoá mạnh: MnO2, KMnO4, KClO3,…từ đó rèn luyện kĩ năng phân tích lựa chọn hóa chất dụng cụ để làm TN.
Câu 7: Để thu khí clo trong phòng thí nghiệm người ta có thể làm theo cách nào
sau đây?
A. Thu trực tiếp bằng phương pháp đẩy không khí. B. Thu qua dung dịch NaCl bão hoà.
C. Thu qua dung dịch nước nóng. D. Cả ba cách trên.
Giải thích
Đáp án đúng: D
Để chọn được đáp án đúng trong bài tập trên, HS cần phân tích được tính chất của
khí clo: +) Clo nặng hơn không khí nên có thể thu bằng phương pháp đẩy không khí
và khi thu khí cần để ngửa bình
+) Clo tan ít trong nước nóng do có cân bằng:
2 2
Cl +H O HCl+HClO ( H 0)
Phản ứng thuận là phản ứng toả nhiệt. Trong nước nóng, cân bằng chuyển dịch theo chiều thu nhiệt là chiều nghịch nên clo ít tan trong nước nóng ⎯⎯→ có thể thu khí clo bằng phương pháp đẩy nước.
+) Clo ít tan trong dung dịch NaCl bão hoà → thu khí clo qua dung dịch NaCl bão hoà.
2.3.3.2. Bài tập phân biệt, tách và tinh chế các hóa chất
Bài tập phân biệt, tách và tinh chế các hoá chất là dạng bài tập rất phổ biến được GV sử dụng nhiều trong quá trình DHHH. Dạng bài tập này giúp HS phát triển được khả năng thiết kế phương án TN để từ đó lựa chọn phương án hợp lí và giải thích lựa chọn thông qua việc dự đoán hiện tượng, và viết PTHH. Dạng bài này cũng được xây dựng dưới dạng tự luận và trắc nghiệm khách quan.
Câu 1: Cho ba hóa chất đựng trong ba lọ riêng biệt: HCl, NaCl, HNO3.Lựa chọn thuốc thử và thứ tự thực hiện để nhận biết các hóa chất trên?
A. Dùng AgNO3trước và giấy quỳ sau. B. Chỉ dùng AgNO . 3
C. Dùng phenolphtalein trước, AgNO sau 3 D. Chỉ dùng quỳ tím. Giải thích
- Khi dùng AgNO3trước, thấy có hai ống nghiệm tạo kết tủa trắng là HCl, NaCl
nên nhận được HNO3
- Nhúng quỳ tím vào hai ống nghiệm chứa HCl, NaCl, ống làm quỳ tím hóa đỏ là
HCl
, không đổi màu làNaCl
Câu 2: Cho ba hóa chất đựng trong ba lọ riêng biệt: K CO , NaNO , AgNO2 3 3 3. Chỉ dùng một thuốc thử nào sau đây có thể nhận biết được các chất trên?
A. Ba(NO )3 2. B.
HCl
. C. Phenolphtalein. D.NaCl
. Giải thíchĐáp án đúng: B
Ống nghiệm có kết tủa trắng là AgNO3; ống nghiệm xuất hiện khí là K CO2 3, còn lại là NaNO 3
Câu 3: Cho các hóa chất đựng trong các lọ riêng biệt sau: NaOH, KNO , HBr, NaI . 3 Chỉ dùng AgNO có thể nhận biết được mấy chất trong số 4 chất trên? 3
A. 2 chất. B. 3 chất. C. 4 chất. D. 1 chất. Giải thích
Đáp án đúng: C
NaOH KNO 3 HBr NaI
3 AgNO Kết tủa đen 2 Ag O Không hiện tượng Kết tủa vàng nhạt
AgBr
Kết tủa vàngAgI
Câu 4: Cho các hóa chất đựng trong các lọ riêng biệt sau:NaI, HI, NaNO ,3
KOH,
KBr. Để phân biệt các chất trên, ta có thể sử dụng hóa chất nào sau đây?A. Phenolphtalein và AgNO . 3 B. Hồ tinh bột và khí Cl . 2
C. Quỳ tím và khí Cl . 2 D. Quỳ tím và hồ tinh bột. Giải thích
Đáp án đúng: C
NaI HI NaNO 3 KOH KBr
Quỳ tím Không đổi màu Chuyển đỏ
Không đổi Chuyển xanh Không đổi 2 Cl Dung dịch có màu tím hồng do sinh ra I 2 x Không hiện tượng x Dung dịch màu vàng nâu do sinh ra Br 2
A. sục khí F2 đến dư, rồi đun nóng và cô cạn.
B. sục khí Cl đến dư, rồi đun nóng và cô cạn. 2
C. sục khí Br đến dư, rồi đun nóng và cô cạn. 2
D. đun nóng hỗn hợp. Giải thích
Đáp án đúng: B
Sục khí Cl2 vào dung dịch : Cl2+2NaI→2NaCl+I .2
Đun nóng, cô cạn dung dịch thì H2O bay hơi, iot thăng hoa, thu được NaCl tinh khiết.
Câu 6: Trong muối NaCl có lẫn NaBr và NaI . Để làm sạch NaCl, ta có thể sử dụng cách nào sau đây?
A. Nung nóng hỗn hợp.
B. Cho hỗn hợp phản ứng với khí Cl2 dư, rồi cô cạn dung dịch.
C. Cho hỗn hợp phản ứng với dung dịch HCl đặc.
D. Cho hỗn hợp phản ứng với dung dịch AgNO . 3
Giải thích
Đáp án đúng: B
Khi sục khí clo dư vào hỗn hợp muối xảy ra phản ứng:
2 2 2 2 Cl 2NaBr 2NaCl Br Cl 2NaI 2NaCl I + → + + → +
Lọc bỏ Brom và Iot lắng xuống ra khỏi dung dịch. Dung dịch thu được gồm NaCl và nước clo, cô cạn dung dịch sẽ thu được NaCl tinh khiết
Khi đó sẽ tách NaBr và NaI ra khỏi NaCl.
Câu 7: Để loại bỏ clo có lẫn trong brom, ta có thể sử dụng hóa chất nào sau đây?
A. KBr. B.
KCl.
C. H O. 2 D. NaOH.Giải thích
Đáp án đúng: A
Để loại bỏ clo, cho hỗn hỗn hợp qua dung dịch KBr , khi đó clo tác dụng với KBr sinh ra Br nên có thể loại bỏ clo: 2 Cl2+2KBr→2KCl+Br2
2.3.3.3. Bài tập nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học giải thích hiện tượng thí nghiệm.
Để rèn luyện và kiểm tra những kiến thức lí thuyết mà HS đã tiếp thu được, GV có thể sử dụng dạng bài nêu hiện tượng và viết PT. GV có thể xây dựng bài tập dưới dạng tự luận hoặc trắc nghiệm khách quan:
Câu 1: Khi nhúng mẩu giấy quỳ tím vào dung dịch nước clo, hiện tượng quan sát
A. quỳ tím hóa đỏ. B. quỳ hóa đỏ, sau đó mất màu. C. quỳ hóa xanh, sau đó mất màu. D. quỳ không đổi màu.
Giải thích
Đáp án đúng: B
2 2
Cl +H O⎯⎯⎯⎯→HCl+HClO
Do HCl có tính axit nên khi cho vào ban đầu quỳ tím sẽ chuyển sang màu đỏ, sau đó mất màu do HClO là chất oxi hóa mạnh nên có tính tẩy màu
Câu 2: Thả một mảnh giấy quỳ tím vào dung dịch NaOH loãng. Sau đó sục khí Cl2 vào dung dịch đó, hiện tượng xảy ra là
A. quỳ từ màu xanh chuyển sang màu hồng. B. quỳ từ màu tím chuyển sang màu xanh. C. quỳ từ màu xanh chuyển về màu tím.
D. quỳ từ màu xanh chuyển sang không màu. Giải thích
Đáp án đúng: D
Khi thả giấy quỳ tím vào dung dịch NaOH, thì quỳ tím chuyển sang màu xanh, sau đó khi sục khí clo vào tạo thành ion ClO−có tính tẩy màu nên quỳ tím chuyển từ màu xanh sang không màu.
Câu 3: Hiện tượng quan sát được khi cho từ từ dung dịch HCl đến dư vào bình chứa dung dịch NaOH có hòa tan vài giọt phenolphtalein là
A. dung dịch chuyển dần từ màu xanh sang màu đỏ. B. dung dịch chuyển dần từ màu hồng sang không màu. C. dung dịch chuyển dần từ màu xanh sang không màu. D. dung dịch chuyển dần từ màu hồng sang màu xanh. Giải thích
Đáp án đúng: B
Dung dịch ban đầu có màu hồng do chứa NaOH và phenolphtalein, khi thêm HCl thì màu hồng nhạt dần, khi HCl dư, NaOH hết thì dung dịch không màu
Câu 4: Hiện tượng quan sát được khi cho axit clohiđric dư vào dung dịch thuốc tím
4 KMnO là
A. dung dịch mất màu, xuất hiện khí màu vàng lục. B. dung dịch không đổi màu, xuất hiện kết tủa màu trắng. C. dung dịch từ màu tím chuyển sang màu vàng lục.
Đáp án đúng: A
PTHH: 2KMnO4+16HCl→2KCl+2MnCl2+5Cl2 +8H O2
Sau phản ứng dung dịch thuốc tím bị mất màu và xuất hiện khí màu vàng lục là Cl2
Câu 5: Cho TN về tính tan của khí hiđro clorua như hình vẽ. Trong bình khí hiđro
clorua, trong chậu nước có nhỏ quỳ tím. Hiện tượng quan sát được khi cắm ống vuốt nhọn vào chậu nước là
A. nước phun vào bình và chuyển sang màu đỏ. B. nước phun vào bình và chuyển sang màu xanh. C. nước phun vào bình và vẫn có màu tím.
D. nước phun vào bình và chuyển thành không màu. Giải thích
Đáp án đúng: A
Khí hiđro clorua tan trong nước tạo thành dung dịch axit clohiđric làm quỳ tím hóa đỏ
Câu 6: Khí hiđro clorua là chất khí tan rất nhiều trong nước tạo thành dung dịch axit clohidric. Trong thí nghiệm thử tính tan của khí hidroclorua trong nước, có hiện tượng nước phun mạnh vào bình chứa khí như hình vẽ mô tả dưới đây. Nguyên nhân gây nên hiện tượng đó là
A. do khí HCl tác dụng với nước kéo nước vào bình. B. do HCl tan mạnh làm giảm áp suất trong bình. C. do trong bình chứa khí HCl ban đầu không có nước. D. tất cả các nguyên nhân trên đều đúng.
Giải thích
Đáp án đúng: B
Do HCl tan nhiều trong nước tạo ra sự giảm áp suất trong bình, áp suất của khí quyển đẩy nước vào bình thế chỗ khí HCl đã hoà tan.
Câu 1: Sử dụng clo để khử trùng là phương phát dễ sử dụng và rẻ tiền. Tuy nhiên
cần phải thường xuyên kiểm tra nồng độ clo dư ở trong nước bởi vì lượng clo dư nhiều sẽ gây nguy hiểm cho con người và môi trường. Ta có thể sử dụng KI và hồ tinh bột để kiểm tra clo dư trong nước. Nêu hiện tượng và viết phương trình hóa học của phản ứng xảy ra (nếu có).
Giải thích
Hiện tượng: xuất hiện màu xanh tím đặc trưng PTHH: Cl2+2KI⎯⎯→2KCl+I2
Câu 2: Clorua vôi và nước Giaven đều có tính oxi hóa mạnh nên thường được dùng
để tẩy trắng và sát trùng. Tại sao clorua vôi lại được dùng rộng rãi hơn nước Giaven?
Giải thích
Clorua vôi được dùng rộng rãi hơn do: Clorua vôi rẻ hơn, hàm lượng hipoclorit cao hơn. Clorua vôi ở dạng bột vì thế sẽ dễ vận chuyển hơn nước Gia-ven (dạng lỏng)
