CHƯƠNG 2 : CÁC BIỆN PHÁP SỬ DỤNG BÀI TẬP HOÁ HỌC
2.2. Rốn năng lực tư duy cho học sinh
2.2.4.2. Nõng cao dần khả năng lao động trớ úc cho học sinh bằng cỏch
mức độ yờu cầu của bài tập
Khi thay đổi mức độ yờu cầu của bài tập, HS cảm thấy quen thuộc nhưng lại phỏt hiện ra nội dung mới. Điều đú kớch thớch tư duy người học vừa phải tỏi hiện kiến thức, bài giải đó cú vừa phải tỡm ra kiến thức, bài giải mới.
Vớ dụ 1: Khi DH về sự ăn mũn KL, thỡ “ăn mũn điện hoỏ học” là nội dung
trọng tõm của bài. HS ọc sinh cần phải hiểu được cỏc điều kiện xảy ra ăn mũn và bản chất của sự ăn mũn điện hoỏ học. Giỏo viờnGV cú thể lựa chọn cỏc bài tập theo cỏc mức độ sau:
* Bài tập ở mức độ biết:
Bài 1: Trường hợp nào dưới đõy là ăn mũn điện hoỏ học?
A. Gang, thộp để lõu trong khụng khớ ẩm. B. Kẽm nguyờn chất tỏc dụng với dd H2SO4 loóng. C. Fe tỏc dụng với khớ clo.
D. Natri chỏy trong khụng khớ.
Với bài tập này HS chỉ cần biết điều kiện xuất hiện ăn mũn điện hoỏ, ỏp dụng cho trường hợp này là chọn được đỏp ỏn đỳng.
Bài 2: Cặp KL Al - Fe tiếp xỳc với nhau và được để ngoài khụng khớ ẩm thỡ KL nào
bị ăn mũn và dạng ăn mũn nào là chớnh?
A. Al bị ăn mũn điện hoỏ. B. Fe bị ăn mũn điện hoỏ.
C. Al bị ăn mũn hoỏ học. D. Al, Fe bị ăn mũn hoỏ học. HS chỉ cần biết, khi xảy ra ăn mũn điện hoỏ thỡ KL cú tớnh khử mạnh hơn sẽ bị ăn mũn. Trong thực tế, cỏc quỏ trỡnh ăn mũn KL diễn ra rất phức tạp, cú thể bao gồm cả hai loại nhưng ăn mũn điện hoỏ diễn ra là chủ yếu.
* Bài tập ở mức độ hiểu:
Bài 3: Cho lỏ Zn KL vào dd H2SO4 loóng, cho thờm vài giọt dd CuSO4. Nờu hiện tượng xảy ra, giải thớch?
HS phải hiểu thớ nghiệm về ăn mũn điện hoỏ học mới giải được bài tập này: - Khi chưa cho CuSO4 vào, Zn bị ăn mũn hoỏ học: Zn + 2H+ → Zn2+ + H2↑. ⇒ Bọt khớ H2 sinh ra trờn bề mặt lỏ Zn. 2+ + 2 0 0 Cu /Cu 2H / H 4
Khi cho dung dịch CuSO vào:
= +0,34 (V) > E = 0,00 (V). Vì E
⇒ Trước hết: Zn + Cu2+ → Zn2+ + Cu↓, Cu tạo ra sẽ bỏm vào lỏ Zn tạo thành một pin điện, Zn là cực õm, Cu là cực dương ⇒ Ăn mũn điện hoỏ học.
* Bài tập ở mức độ vận dụng:
Bài 4: Xỏc định dạng ăn mũn KL trong cỏc hiện tượng sau:
A. Một mẩu KL Na để ngoài khụng khớ cú O2, hơi H2O, CO2,... B. Lưỡi cuốc bị gỉ khi gặp nước mưa.
C. Đoạn dõy phơi quần ỏo bị gỉ ở chỗ nối giữa 2 KL Al và Cu. D. Mẩu Zn nguyờn chất trong dd HCl.
E. KL trong nồi hơi bị gỉ.
F. Cặp bằng Cu kẹp ở điện cực trong bỡnh ắc qui.
Với bài tập này HS phải hiểu được bản chất và điều kiện xuất hiện ăn mũn hoỏ học và ăn mũn điện hoỏ học để vận dụng vào thực tế để trả lời đỳng. :
Ăn mũn hoỏ học bao gồm: A, D, E và ăn mũn điện hoỏ học bao gồm: B, C, F.
* Bài tập ở mức độ vận dụng sỏng tạo:
Sau khi điện phõn dd CuSO4 với anot Pt, catot Cu một thời gian, ngắt nguồn điện ngoài rồi nối 2 điện cực với nhau bằng dõy dẫn. Nờu hiện tượng gỡ xảy ra, giải thớch?
Để trả lời cõu hỏi, HS phải biết phõn tớch và tổng hợp cỏc kiến thức để giải quyết vấn đề, nếu HS khụng hiểu đỳng bản chất của ăn mũn điện hoỏ sẽ dễ lựa chọn: “ Hiện tượng ăn mũn điện hoỏ học xảy ra”, vỡ thấy rằng cú hai điện cực Pt và Cu cựng nhỳng vào một dd chất điện li (dd H2SO4) và hai điện cực nối với nhau bằng một dõy dẫn. Thực chất sẽ khụng cú hiện tượng gỡ xảy ra vỡ :
+ 2+ 2+ 2 0 0 0 2H / H Pt /Pt > Cu /Cu = +0,34 (V) > E = 0,00 (V). E E
Vớ dụ 2: Khi DH về tớnh lưỡng tớnh của Al(OH)3, GV cú thể lựa chọn cỏc bài
tập theo cỏc mức độ sau:
* Bài tập ở mức độ biết:
HS đó biết Al(OH)3 là hợp chất lưỡng tớnh (khi học về chương “Sự điện li” ở lớp 11) GV cú thể đặt cõu hỏi:
- Viết PTHH dạng phõn tử và dạng ion của cỏc phản ứng hoỏ học xảy ra khi cho
Al(OH)3 lần lượt tỏc dụng với dd HCl và dd NaOH.
- Với cõu hỏi này HS chỉ cần biết sản phẩm của phản ứng axit-bazơ là hoàn thành được cỏc PTHH sau:
Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O
Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O Al(OH)3 + NaOH →Na[Al(OH) ]4
Al(OH)3 + OH- → - 4 .
[Al(OH) ]
* Bài tập ở mức độ hiểu:
Cho sơ đồ cỏc phản ứng sau:
a) Al(OH)3 + Ba(OH)2 → . . . b) Al(OH)3 + NH3 + H2O → . . .
c) Al(OH)3 + H2SO4 → . . . d) Al(OH)3 + CO2 + H2O → . . .
Viết PTHH xảy ra (nếu cú) dạng ion thu gọn và giải thớch?
Bài tập này đũi hỏi HS phải hiểu: Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tớnh, chỉ tỏc dụng với axit mạnh và bazơ mạnh. Như vậy chỉ cú hai phản ứng là (a) và (c) xảy ra:
(a) Al(OH)3 + OH- → -
4
[Al(OH) ] (c) Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O.
* Bài tập ở mức độ vận dụng:
Hiện tượng xảy ra khi cho từ từ dd HCl đến dư vào dd Na[Al(OH) ]4 là A. Lỳc đầu cú kết tủa keo trắng, sau đú kết tủa tan hết tạo dd khụng màu.
B. Lỳc đầu cú kết tủa, sau đú kết tủa bị hũa tan một phần. C. Xuất hiện kết tủa keo trắng và kết tủa khụng bị hũa tan.
D. Lỳc đầu cú kết tủa, sau đú kết tủa tan hết tạo thành dd cú màu xanh thẫm.
HS phải vận dụng tớnh chất lưỡng tớnh của Al(OH)3 để biết được thứ tự cỏc phản ứng xảy ra, từ đú dự đoỏn hiện tượng quan sỏt được:
H+ + [Al(OH) ]4 - → Al(OH)3↓ + H2O
Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O ⇒ Chọn A.
* Bài tập ở mức độ vận dụng sỏng tạo:
Cho V ml dd NaOH 2M vào 500 ml dd X chứa Al2(SO4)3 0,2M và H2SO4 0,1M thu được kết tủa keo, đem nung đến khối lượng khụng đổi, thu được 8,16 gam chất rắn. Tớnh V? 2 3 Al O 8,16 ó: 102 Ta c n = = 0,08 (mol). 3+ 2 4 3 Al (SO ) Al n = 0,5.0,2 = 0,1 (mol) ⇒ n = 0,2 (mol). 2 4 H+ H SO n = 0,5.0,1 = 0,05 (mol) ⇒ n = 0,1 (mol). Al O2 3 8,16 102 n = = 0,08 (mol). 0 t cao 3 2 3 2 0,16 0,08 (mol) 2Al(OH) → Al O + H O + - 2 0,1 0,1 (mol) H + OH → H O (1) 3+ - 3 0,16 0,48 0,16 (mol) Al + 3OH → Al(OH) ↓ (2) 3+ - - 2 2 0,04 0,16 0,04 (mol) Al + 4OH → AlO + 2H O (3) Trường hợp 1: - 64 -
Nếu chỉ cú (1) và (2) tức là dư 0,04 mol Al3+, ta cú: - NaOH OH n = 0,1 + 0,48 = 0,58 (mol) = n NaOH 0,58 V = = 0,29 (lít) = 290 (ml). 0,2 ⇒ Trường hợp 2:
Nếu cú cả (1), (2), (3) tức là cú 0,04 mol Al3+ tạo 0,04 mol AlO-2, ta cú:
- NaOH OH = n = n 0,1 + 0,48 + 0,16 = 0,74 (mol) 2 0,74 V = = 0,37 (lít) = 370 (ml). 2 ⇒
2.2.4.3. Vận dụng linh hoạt cỏc phương phỏp giải toỏn, cỏc phộp suy luận logic để giải nhanh cỏc bài toỏn trắc nghiệm khỏch quan
Vớ dụ 1: Cho 22,4 gam hỗn hợp Na2CO3 và K2CO3 tỏc dụng vừa đủ với dd
BaCl2. Sau phản ứng thu được 39,4 gam kết tủa. Lọc tỏch kết tủa, cụ cạn dd thỡ thu được một lượng muối clorua khan bằng
A. 25,6 gam. B. 24,6 gam. C. 18,5 gam. D. 24,8 gam.
Nhận xột: 3 2- 2 3 2 3 3 BaCO CO Na CO K CO 39,4 + = = 197 n = n = n n 0,2 (mol)
⇒ Khối lượng hỗn hợp [NaCl, KCl] = 22,4 - 0,2.60 + 0,2.71 = 24,6 (gam). ⇒ Chọn B.
⇒ Chọn B.
Vớ dụ 2: Trộn 5,4 gam bột nhụm với 14,6 gam hỗn hợp cỏc oxit CuO, NiO, Fe2O3 trong chộn sứ chịu nhiệt, thu được hỗn hợp X. Thực hiện phản ứng nhiệt nhụm, sau phản ứng thu được m gam hỗn hợp rắn B. Cho B tan hồn tồn trong dd HNO3 lng, thu được V lớt khớ NO (đktc) là sản phẩm khử duy nhất. Giỏ trị của m và V lần lượt là
A. 9,3 và 4,48. B. 20 và 2,24. C. 20 và 4,48. D. 10 và 4,48.
Nhận xột: Sau tất cả cỏc phản ứng, số oxi hoỏ của Cu2+, Ni2+, Fe3+ khụng thay đổi, chỉ cú Al bị oxi hoỏ thành Al3+ và N+5 bị khử thành N+2. Ta cú:
+3 +5 +2 0,2 0,2 0,6 (mol) 0,2 0,6 0,2 (mol). Al → Al + 3e (1) N + 3e → N VNO = 0,2.22,4 = 4,48; m = 5,4 + 14,6 = 20 ⇒ Chọn C. - 65 -
Vớ dụ 3: Hỗn hợp X gồm 5,6 gam Fe và 7,2 gam Mg tỏc dụng với 200 ml dd
chứa 200 chứa AgNO3 2M và Cu(NO3)2 0,5M, khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam chất rắn và dd Y aM. Coi thể tớch dd thay đổi khụng đỏng kể thỡ giỏ trị của m và a lần lượt là A. 49,6 và 1,5. B. 55,2 và 0,5. C. 55,2 và 1,5. D. 49,6 và 0,5. * Phõn tớch: + Ag = ận n = 0,2.2 0,4 (mol) ⇒Có thể nh 0,4 mol e. 2+ Cu = ận n = 0,2.0,5 0,1 (mol) ⇒Có thể nh 0,2 mol e. +2 Fe +3 =
n 0,1 (mol) Có thể nhường 0,2 mol e (nếu bị oxi hoá lên Fe ). Có thể nhường 0,3 mol e (nếu bị oxi hoá lên Fe ).
⇒ ⇒ Mg 7,2 = 24
n = 0,3 (mol) ⇒ Có thể nhường 0,6 mol e.
Vỡ số mol e nhường = số mol e nhận = 0,2 + 0,4 = 0,6 < 0,8 nờn Fe dư.
⇒ Fe bị oxi hoỏ lờn Fe+2, cũn 0,1 mol Fe chưa tham gia phản ứng.
⇒ [Mg2+] = [Mg(NO3)2] = 0,3 = 1,5 (M).
0,2
⇒ a = 1,5 và m = 0,4.108 + 0,1.64 + 0,1.56 = 55,2 ⇒ Chọn C.
Vớ dụ 4: Cho hỗn hợp X gồm a mol FeS và 0,2 mol CuFeS2 tan hoàn toàn
trong dd HNO3 đặc, núng, thu được khớ NO duy nhất và dd Y. Cho Y tỏc dụng với Ba(OH)2 dư thỡ được 168,2 gam kết tủa. Giỏ trị của a bằng
A. 0,05. B. 0,1. C. 0,2. 0,15.
* Phõn tớch:
Hỗn hợp X xem như tương đương với hỗn hợp gồm (a + 0,2) mol Fe, 0,2 mol Cu và (a + 0,4) mol S. Trong dd HNO3 đặc núng tất cả đều bị oxi hoỏ lờn số oxi hoỏ cao nhất ⇒ cú (a + 0,2) mol Fe3+, 0,2 mol Cu2+ và (a + 0,4) mol SO2-4 . Kết tủa thu được gồm: BaSO4, Cu(OH)2 và Fe(OH)3.
Ta cú: (a + 0,2)107 + 0,2. 98 + (a + 0,4)233 = 168,2 ⇒ a = 0,1 ⇒ chọn B.