CHƢƠNG 1 CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.3.2. Các thí nghiệm của kim loại kiềm thổ và hợp chất của kim loại kiềm thổ
2.3.2.1. Thí nghiệm magie tác dụng với cacbon đioxit
* Mục đích thí nghiệm:
Chứng minh tính khử mạnh của kim loại magie, có thể tác dụng được với CO2. * Dụng cụ, hóa chất:
Dụng cụ và hóa chất trong mơ hình thí nghiệm được thực hiện như sau: Vào parts library sau đó chọn các dụng cụ và hóa chất được để trong các kho chứa.
Glassware → Standard → Erlenmeyer Flask Equipment → Apparatus → Electric heater Equipment → Stoppers → Large → Solid
Chemicals → Metals → Lumps → Magnesium ribbon Chemicals → Gases → Carbon dioxide
Hình 2.23. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm magie tác dụng với cacbon đioxit
* Cách tiến hành:
Cho thanh magie vào bình dẫn khí CO2, đun nóng trên bếp điện khoảng 2 phút. Quan sát, nêu và giải thích hiện tượng?
* Câu hỏi định hướng:
- Khi cho thanh magie vào đun nóng với khí CO2 một thời gian, quan sát thấy có hiện tượng gì xảy ra? Điều đó chứng tỏ điều gì?
- Dự đốn các chất sản phẩm và viết PTHH.
- Bình thường chúng ta thấy CO2 là một khí khơng duy trì sự cháy, vậy tại sao magie có thể cháy trong khí CO2?
- Liên hệ với thực tế, nếu các kim loại như magie cháy chúng ta có thể sử dụng khí CO2 để dập tắt đám cháy được khơng? Nếu khơng được thì đối với các đám cháy kim loại, chúng ta phải giải quyết như thế nào?
Hình 2.24. Kết quả thí nghiệm magie tác dụng với cacbon đioxit
* Biểu hiện của NLTH:
- Theo tiêu chí đọc và hiểu tài liệu hóa học của năng lực tự học có thể dễ dàng nhận thấy những biểu hiện của năng lực tự học như: tóm tắt được cách tiến hành thí nghiệm hóa học; quan sát hiện tượng và mô tả hiện tượng hóa học, giải thích các hiện tượng thí nghiệm xảy ra.
Mức độ 1:
+ HS chưa mơ tả được cách tiến hành thí nghiệm.
+ HS đã nêu được hiện tượng thí nghiệm magie cháy sáng trong bình dẫn khí CO2 chứng tỏ magie đã tác dụng với khí CO2 nhưng chưa giải thích nguyên nhân của hiện tượng.
+ HS chưa viết được phương trình hóa học magie tác dụng với khí CO2.
Mức độ 2:
+ HS đã biết tóm tắt cách tiến hành thí nghiệm nhưng còn chưa rõ ràng.
+ HS đã mơ tả được hiện tượng của phản ứng, có thể dự đốn được sản phẩm của phản ứng và viết PTHH.
+ HS biết Mg cháy sáng trong bình đựng khí CO2, chứng tỏ Mg đã tác dụng với khí CO2, HS có thể dự đốn sản phẩm sẽ là C và MgO. Tuy nhiên chưa biết giải thích nguyên nhân của hiện tượng.
Mức độ 3:
+ HS đã tóm tắt được cách tiến hành thí nghiệm rõ ràng, đầy đủ.
+ HS đã mô tả được hiện tượng thí nghiệm và giải thích được nguyên nhân của phản ứng. Đó là do Mg là kim loại có tính khử mạnh, nên thể hiện được tính khử với nhiều chất khác nhau, trong đó có CO2.
- Theo tiêu chí vận dụng các dữ kiện từ tài liệu của năng lực tự học như: Viết phương trình hóa học, dự đốn sản phẩm, làm các bài tập hóa học dựa vào kiến thức hóa học; tổng hợp kiến thức trọng tâm và vận dụng kiến thức hóa học liên hệ với các tình huống trong đời sống thực tiễn.
Mức độ 1:
+ HS chưa dự đoán được sản phẩm của phản ứng, chưa viết được PTHH hoặc viết được nhưng cần sự trợ giúp của GV và bạn bè.
+ HS chưa biết làm các bài tập có liên quan.
+ HS có thể biết trong thực tế nếu có đám cháy các kim loại mạnh như magie thì khơng dùng khí CO2 để dập tắt đám cháy được, nhưng chưa giải thích được cụ thể.
Mức độ 2:
+ HS đã biết dự đoán sản phẩm của phản ứng, viết được PTHH: 2Mg + CO2 → 2MgO + C
+ HS đã xác định được vai trò các chất trong phản ứng Mg là chất khử, CO2 đóng vai trị là chất oxi hóa.
+ HS có thể làm được các bài tập có liên quan nhưng phải có sự gợi ý của GV hoặc sự giúp đỡ của bạn bè.
+ HS biết khơng thể dùng khí CO2 để dập tắt đám cháy là do Mg có tính khử mạnh có thể tác dụng với CO2, nhưng chưa tìm ra được biện pháp để dập tắt đám cháy kim loại trong trường hợp này.
Mức độ 3:
+ HS đã viết được PTHH chính xác.
+ HS có thể làm được các bài tập liên quan đến phản ứng này.
+ HS biết tổng hợp kiến thức để kết luận Mg là kim loại mạnh, có thể tác dụng được với nhiều phi kim và hợp chất khác nha, và các kim loại kiềm thổ khác cũng tương tự như vậy.
+ HS biết vận dụng vào trong thực tế nếu có đám cháy Mg sẽ cháy sẽ xử lý như sau:
Cách thứ nhất, sơ tán người đến nơi an toàn, chờ đám cháy tự tắt.
Cách thứ hai, sơ tán người đến nơi an toàn, dập tắt đám cháy bằng một số loại khí trơ chuyên dụng( cách này tương đối tốn kém).
2.3.2.2. Phản ứng nung CaCO3
* Mục đích thí nghiệm:
Chứng minh tính kém bền nhiệt của các muối cacbonat của kim loại kiềm thổ. * Hóa chất, dụng cụ:
Glassware → Standard→ Beaker
Equipment→ Apparatus → Bunsen bumer
Equipment→ Apparatus → Round bottomed flask
Hình 2.25. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm nhiệt phân CaCO3
* Cách tiến hành: Cho khoảng 10 gam bột CaCO3 vào cốc thủy tinh. Đặt bình lên đun trên ngọn lửa đèn cồn. Quan sát và theo dõi phương trình xảy ra.
* Câu hỏi định hướng:
- Sau một thời gian đun nóng CaCO3 thì thu được sản phẩm gì?
- Đây là loại phản ứng nào?
- Từ thí nghiệm trên, ta có thể vận dụng vào thực tế cuộc sống sử dụng phản ứng này để làm gì?
Hình 2.26. Hiện tượng phản ứng nhiệt phân CaCO3
* Biểu hiện của NLTH:
- Theo tiêu chí đọc và hiểu tài liệu hóa học của năng lực tự học có thể dễ dàng nhận thấy những biểu hiện của năng lực tự học như: tóm tắt được cách tiến hành thí nghiệm hóa học; quan sát hiện tượng và mô tả hiện tượng hóa học, giải thích các hiện tượng thí nghiệm xảy ra.
Mức độ 1:
+ HS sau khi quan sát thí nghiệm, mới biết có phản ứng xảy ra. + HS chưa biết mô tả đúng cách tiến hành thí nghiệm.
+ HS đã biết nêu hiện tượng khi nung CaCO3 có khí thốt ra, nhưng chưa giải thích được hiện tượng.
Mức độ 2:
- HS đã dự đoán được hiện tượng phản ứng, nhưng cịn chưa hồn tồn đúng, hoặc cần đến gợi ý, hướng dẫn.
- HS đã biết mơ tả cách tiến hành thí nghiệm, tuy nhiên cịn chậm. - HS đã viết được phương trình phản ứng:
Phương trình hóa học:
CaCO3 → CaO + CO2↑ Mức độ 3:
+ HS đã biết dự đốn hiện tượng thí nghiệm, và mơ tả cách tiến hành thí nghiệm.
+ HS nêu được hiên tượng thí nghiệm rất nhanh và giải thích được hiện tượng thí nghiệm. Do CaCO3 là muối cacbonat, các muối cacbonat rất kém bền nhiệt, khi có nhiệt độ tác động nó rất dễ bị phân hủy, khi phân hủy sẽ tạo ra oxit kim loại và CO2.
- Theo tiêu chí vận dụng các dữ kiện từ tài liệu của năng lực tự học như: Viết phương trình hóa học, dự đốn sản phẩm, làm các bài tập hóa học dựa vào kiến thức hóa học; tổng hợp kiến thức trọng tâm và vận dụng kiến thức hóa học liên hệ với các tình huống trong đời sống thực tiễn.
Mức độ 1:
+ HS chưa viết đúng được phương trình hóa học nhiệt phân muối CaCO3. + HS chưa làm được các bài tập nhiệt phân muối CaCO3.
+ HS chưa biết tổng hợp kiến thức trọng tâm khi nhiệt phân muối cacbonat. Mức độ 2:
+ HS đã làm được một số bài tập hóa học nhiệt phân CaCO3 cơ bản, nhưng chậm và chưa hồn tồn chính xác.
+ HS chưa biết vận dụng phương trình này vào trong thực tế để làm gì. Mức độ 3:
+ HS đã viết được phương trình hóa học nhiệt phân CaCO3 và viết được phương trình tổng quát nhiệt phân muối cacbonat.
Phương trình hóa học tổng qt nhiệt phân muối cacbonat: M2(CO3)n → M2On + nCO2↑
+ HS đã vận dụng vào giải các bài tập hóa học nhờ vào kiến thức tự học. + HS tổng hợp được kiến thức trọng tâm khi nhiệt phân muối cacbonat.
+ HS biết vận dụng phương trình này vào trong đời sống để nung đá vôi CaCO3 tạo ra vôi sống CaO, ứng dụng trong xây dựng…
2.3.2.3. Phản ứng CaCO3 tác dụng với HCl
*Mục đích thí nghiệm:
Chứng minh được các muối cacbonat dễ bị hòa tan trong axit. * Dụng cụ, hóa chất:
Glassware → Standard→ Test tube
Chemicals → Carbonates → Powders → Calcium carbonate Chemicals → Acids → Hydrochloric acid
Hình 2.27. Dụng cụ, hóa chất thí nghiệm CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl
* Cách tiến hành: Nhỏ vào ống nghiệm khoảng 10ml dung dịch HCl 1M. - Cho khoảng 5 gam bột CaCO3 vào ống nghiệm đã có HCl
Hình 2.28. Kết quả thí nghiệm CaCO3 tác dụng với dung dịch HCl
Hiện tượng: Bột CaCO3 tan dần, có bọt khí xuất hiện. Chứng tỏ CaCO3 đã tác dụng với HCl tạo ra khí (CO2)
Phương trình hóa học:
CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑ * Câu hỏi định hướng:
- Sau khi cho khoảng 10 gam bột CaCO3 vào khoảng 20 ml dung dịch HCl có hiện tượng gì xảy ra? Từ đó chứng tỏ điều gì?
- Dự đốn sản phẩm và viết PTHH. - Đưa ra kết luận về tính chất của CaCO3.
- CaCO3 có thể tìm thấy ở những đâu trong thực tế? * Biểu hiện năng lực tự học:
- Theo tiêu chí đọc và hiểu tài liệu hóa học của năng lực tự học có thể dễ dàng nhận thấy những biểu hiện của năng lực tự học như: tóm tắt được cách tiến hành thí
nghiệm hóa học; quan sát hiện tượng và mô tả hiện tượng hóa học, giải thích các hiện tượng thí nghiệm xảy ra.
Mức độ 1:
+ HS biết canxi cacbonat dễ dàng tác dụng với HCl tạo khí CO2 nhưng chưa giải thích được nguyên nhân gây ra hiện tượng.
+ HS chưa biết tóm tắt cách tiến hành thí nghiệm chính xác, khoa học. Mức độ 2:
+ HS đã biết tóm tắt cách tiến hành thí nghiệm nhưng chưa thực sự khoa học. + HS đã biết cách giải thích đây là phản ứng trao đổi ion, tạo ra chất khí. Mức độ 3:
+ HS tóm tắt cách tiến hành thí nghiệm rất thành thạo, logic.
+ HS biết giải thích nguyên nhân của phản ứng là do CaCO3 tác dụng với H+. - Theo tiêu chí vận dụng các dữ kiện từ tài liệu của năng lực tự học như: Viết phương trình hóa học, dự đốn sản phẩm, làm các bài tập hóa học dựa vào kiến thức hóa học; tổng hợp kiến thức trọng tâm và vận dụng kiến thức hóa học liên hệ với các tình huống trong đời sống thực tiễn.
Mức độ 1:
+ HS chưa viết được PTHH của phản ứng giữa CaCO3 với dung dịch HCl. + HS chưa tổng hợp được kiến thức trọng tâm.
Mức độ 2:
+ HS đã viết được PTHH: CaCO3 + 2HCl → CaCl2 + H2O + CO2↑, nhưng HS chưa tổng hợp được kiến thức khi cho muối cacbonat tác dụng với HCl.
+ HS đã làm được một số bài tập hóa học có liên quan nhưng cịn cần sự giúp đỡ của GV.
Mức độ 3:
+ HS suy luận được các muối cacbonat khác cũng có thể tác dụng với dung dịch HCl và tạo ra khí.
+ HS có thể liên hệ trong thực tế CaCO3 chính là đá vơi, có nhiều trong núi đá, hoặc trong vỏ trứng…