Sai lầm về mặt kiến thức lớ thuyết

Chƣơng 1 : CƠ SỞ Lí LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

2.2. Phõn tớch những sai lầm thƣờng gặp của học sinh khi giải bài tập

2.2.1. Sai lầm về mặt kiến thức lớ thuyết

Mục đớch của bài tập lớ thuyết húa học để kiểm tra cỏc kiến thức lớ thuyết ( cấu tạo, tớnh chất, điều chế định luật, nguyờn tắc, nguyờn lớ …) ở cỏc mức độ biết, hiểu, khả năng vận dụng, phõn tớch, tổng hợp và khả năng phỏn đoỏn cao hơn.

Tớnh chất húa học Điều chế Ứng dụng Tớnh chất vật lớ Vị trớ, cấu tạo Kim loại Hợp chất Điều chế Tớnh chất vật lớ Tớnh chất húa học Ứng dụng Kiến thức cũ liờn quan (THCS) Lý thuyết chủ đạo

Đối với mỗi bài tập húa học cụ thể học sinh cú thể gặp nhiều sai lầm khỏc nhau trờn nhiều phƣơng diện. Giỏo viờn dự đoỏn và nắm bắt đƣợc cỏc khả năng sai lầm đú để sửa chữa cho cỏc em trong quỏ trỡnh giải bài tập.

Dƣới đõy là một số vớ dụ học sinh thƣờng mắc phải về kiến thức lớ thuyết:

2.2.1.1. Kiến thức lớ thuyết chung về kim loại

Vớ dụ 1: Cho hỗn hợp X gồm Mg và Fe vào dung dịch axit H2SO4 đặc, núng đến

khi cỏc phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu đƣợc dung dịch Y và một phần Fe khụng tan. Chất tan cú trong dung dịch Y là:

A. MgSO4, Fe2(SO4)3 và FeSO4 B. MgSO4

C. FeSO4 và MgSO4 D. MgSO4 và Fe2(SO4)3 Phõn tớch:

* Hƣớng dẫn giải:

Mg H SO d t2 4 ,o Mg2+

Fe H SO d t2 4 ,o Fe3+ Fe Fe3 Fe2+

Sau phản ứng cú một phần Fe dƣ nờn Fe3+ hết. Nờn chất tan cú trong dung dịch Y là FeSO4 và MgSO4 .

* Ở bài này sai lầm mà cỏc em học sinh hay mắc phải là

- Khụng nắm đƣợc bản chất và nhớ qui luật sắp xếp dóy điện húa của kim loại 2 3 2 ; Fe Fe Fe Fe   

Học sinh sai lầm khi xỏc định dung dịch thu đƣợc là muối Fe2(SO4)3 và MgSO4 vỡ nghĩ rằng đõy là phản ứng của Mg và Fe với H2SO4 đặc, to.mà quờn

Fe Fe3 Fe2+ (do cú Fe dƣ)

- Một số học sinh do chƣa đọc kỹ đề bài nờn xỏc định muối thu đƣợc chỉ cú

MgSO4 vỡ nghĩ rằng do kim loại Fe dƣ.

Vớ dụ 2: Thực hiện cỏc thớ nghiệm sau:

(2) Đốt núng hỗn hợp bột Fe và S (trong điều kiện khụng cú oxi). (3) Cho Fe dƣ vào dung dịch HNO3 loóng.

(4) Cho Fe vào dung dịch Fe2(SO4)3.

(5) Cho Fe vào dung dịch H2SO4 (loóng, dƣ) Cú bao nhiờu thớ nghiệm tạo ra muối sắt (II) ?

A. 4 B. 2 C. 3 D. 1 Phõn tớch : * Hƣớng dẫn giải: 1) Fe + Cl2 → t o FeCl3 2) Fe + S → t o FeS

3) Fe + 4HNO3(l)→ Fe(NO3)3 + NO↑ +2 H2O

Vận dụng qui tắc α đối với 2 cặp Fe2+/Fe và Fe3+/Fe2+ khi Fe dƣ Fe +2 Fe(NO3)3 →3Fe(NO3)2

4) Vận dụng qui tắc α đối với 2 cặp Fe2+/Fe và Fe3+/Fe2+ Fe + Fe2(SO4)3 → 3 FeSO4

5) Vận dụng qui tắc α đối với 2 cặp Fe2+/Fe và H+/H2 Fe + H2SO4(l) → FeSO4 + H2↑

→ Đỏp ỏn A.

* Ở bài này sai lầm mà cỏc em học sinh hay mắc phải là :

- Khụng nhớ đƣợc tớnh chất của kim loại sắt khi tỏc dụng với phi kim khi nào cho ra Fe2+, khi nào cho Fe3+.

- Khụng hiểu đƣợc qui tắc α trong phản ứng của kim loại sắt tỏc dụng với dung dịch muối FeSO4, Fe2(SO4)3

- Học sinh yếu nhẫm lẫn H2SO4 loóng cú tớnh oxi húa mạnh nhƣ H2SO4 đặc, HNO3 nờn cho rằng cho Fe vào dung dịch H2SO4 (loóng, dƣ) thu đƣợc muối Fe3+. Vỡ vậy thƣờng đƣa ra đỏp ỏn sai .

2.2.1.2. Một số kim loại tạo hợp chất cú tớnh chất lưỡng tớnh

Vớ dụ 1: Cho dóy cỏc chất: NaOH, Sn(OH)2, Pb(OH)2, Al(OH)3, Cr(OH)2. Số chất

trong dóy cú tớnh chất lƣỡng tớnh là

Phõn tớch :

* Ở bài tập này sai lầm mà cỏc em học sinh mắc phải là:

Học sinh khụng nhớ đầy đủ những hiđroxit cú tớnh chất lƣỡng tớnh * Hƣớng dẫn giải: Chất lƣỡng tớnh:

+ Là oxit và hidroxit của cỏc kim loại Al, Zn, Sn, Pb; Cr(OH)3 và Cr2O3… + Là cỏc ion õm cũn chứa H cú khả năng phõn li ra ion H+ của cỏc chất điện li trung bỡnh và yếu ( HCO3-, HPO42-, HS-…)

+ Là muối chứa cỏc ion lƣỡng tớnh; muối tạo bởi hai ion, một ion cú tớnh axit và một ion cú tớnh bazơ ( (NH4)2CO3…)

+ Là cỏc amino axit,…

→ Đỏp ỏn là A.

Vớ dụ 2: Nhỏ từ từ đến d- dung dịch NaOH vào dung dịch AlCl3. Hiện t-ợng xảy ra là : A. chỉ có kết tủa keo trắng.

B. khơng có kết tủa, có khí bay lên. C. có kết tủa keo trắng, sau đó kết tủa tan. D. có kết tủa keo trắng và có khí bay lên

Phõn tớch :

* Hƣớng dẫn giải : Thứ tự phản ứng

AlCl3 + 3NaOH →Al(OH)3↓ + 3NaCl NaOH dƣ nờn Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

→ Đỏp ỏn C

* Ở bài tập này sai lầm mà cỏc em học sinh mắc phải là:

Đõy là vớ dụ mà đa số học sinh trung bỡnh và yếu mắc phải sai lầm khi quờn tớnh chất lƣỡng tớnh của Al(OH)3 nờn thƣờng quờn phản ứng hũa tan kết tủa

Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O

2.2.1.3. Khả năng tạo phức với NH3 của một số ion kim loại

Vớ dụ 1: Cho dung dịch NH3 đến dƣ vào dung dịch chứa AlCl3 và ZnCl2 thu đƣợc

kết tủa X. Nung X đƣợc chất rắn Y. Cho luồng khớ H2 đi qua Y nung núng sẽ thu đƣợc chất rắn :

Phõn tớch : * Hƣớng dẫn giải :

Cỏc phản ứng xảy ra

AlCl3 + 3NH3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3 NH4Cl ZnCl2 + 3NH3 + 3H2O → Zn(OH)2↓ + 3 NH4Cl Zn(OH)2 + 4 NH3 → [Zn(NH3)4](OH)2 2Al(OH)3 → Al2O3 + 3H2O

Al2O3 + H2 → t

o

Khụng phản ứng Đỏp ỏn đỳng là C.

* Sai lầm

- Khụng biết hoặc quờn phản ứng tạo phức tan của ZnCl2 với NH3 dƣ dẫn đến cho rằng cú cả kết tủa Zn(OH)2 và dẫn đến sai ở kết luận cuối cựng và chất rắn thu đƣợc ( cú Zn hoặc ZnO)

- Khụng nắm vững khả năng khử H2 ( H2 chỉ khử đƣợc cỏc oxit của những kim loại đứng sau Al ) dẫn đến cho rằng Al2O3 bị khử về kim loại

Vớ dụ 2: Dung dịch NaCl cú lẫn tạp chất AlCl3, để cần loại bỏ tạp chất ta cần dựng

húa chất ( dụng cụ và điều kiện thớ nghiệm cú đủ )

A.Dung dịch NaCl B.Dung dịch NH3

C.Dung dịch AgNO3 D.Dung dịch Ba(OH)2

Phõn tớch: Đõy là một bài tập khiến rất nhiều học sinh băn khoăn vỡ cỏc đỏp ỏn bài

cho đều cú vẻ hợp lý.

* Hƣớng dẫn giải: Dựng dung dịch NH3 dƣ

3NH3 + AlCl3 + 3H2O → Al(OH)3↓ + 3 NH4Cl

Lọc tỏch kết tủa, dung dịch thu đƣợc gồm NH3, NH4Cl, NaCl. Cụ cạn dung dịch rồi nhiệt phõn:

NH4Cl t

o

. NH3 ↑ + HCl↑ → Đỏp ỏn đỳng B.

* Sai lầm: Do khi sử dụng húa chất để phản ứng với tạp chất thỡ khụng thể điều

chất. Học sinh khụng nắm đƣợc kiến thức cơ bản sẽ chọn NaOH vỡ nghĩ rằng tạo ra Al(OH)3↓ và NaCl. Đõy là một lựa chọn hoàn toàn sai lầm do NaOH dƣ sẽ làm tan kết tủa tạo muối tan NaAlO2 khụng thể tỏch khỏi dung dịch với NaCl.

AlCl3 + 3NaOH → 3NaCl + Al(OH)3↓ Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4]

Một số học sinh chọn C, D vỡ cho rằng cỏc húa chất dung dịch AgNO3 dung dịch Ba(OH)2 đều tạo kết tủa với tạp chất song sản phẩm mới sinh ra và lƣợng dƣ húa chất sử dụng lại khụng thể tỏch loại khỏi NaCl .

2.2.1.4. Vận dụng dóy điện húa để xỏc định sản phẩm để xỏc định khả năng phản ứng của cỏc kim loại Fe, Cu...

Vớ dụ 1: Khẳng định nào sau đõy khụng đỳng ?

A. Dung dịch AgNO3 khụng tỏc dụng đƣợc với dung dịch Fe(NO3)2.

B. Hỗn hợp gồm Cu, Fe2O3, Fe3O4 ( số mol Cu bằng 12 tổng số mol Fe2O3 và Fe3O4 ) cú thể tan hết trong dung dịch HCl dƣ .

C. Cho hỗn hợp X gồm Fe3O4 và Cu vào dung dịch HCl dƣ thấy cũn một phần rắn khụng tan và dung dịch Y gồm FeCl2, CuCl2 và HCl.

D. Cu cú thể tan trong dung dịch Fe2(SO4)3 .

Phõn tớch :

* Hƣớng dẫn giải :

A. Vận dụng qui tắc α cho hai cặp Fe32 ;Ag

Fe Ag

 



Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag Nờn A sai

B. Fe2O3 + 6HCl →2FeCl3 + 3H2O a → 2 a (mol)

Fe3O4 + 8HCl →2FeCl3 + FeCl2 + 4H2O b → 2b ( mol) Do 1( 2 3 3 4) 1( )

2 2

Cu Fe O Fe O

nFeCl3 2(a b mol )( )

Vận dụng qui tắc α cho hai cặp Cu2 ;Fe32

Cu Fe    Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+ Cu hết, Fe3+ dƣ. B đỳng

C. Fe2O3 + 6HCl →2FeCl3 + 3H2O

Vận dụng qui tắc α cho hai cặp Cu2 ;Fe32

Cu Fe

 



Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

Do Cu dƣ nờn Fe3+ hết. Nờn dung dịch Y gồm FeCl2, CuCl2 và HCl C đỳng D. Vận dụng qui tắc α cho 2 cặp Cu2 ;Fe32 Cu Fe    Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+ D đỳng * Sai lầm

Với bài tập này học sinh hay mắc sai lầm ở những điểm sau :

- Khụng vận dụng đƣợc dóy điện húa để hiểu khả năng phản ứng của sắt với dung dịch muối của kim loại. Đa số khụng biết vận dụng qui tắc α cho hai cặp

3 2 ; Fe Ag Fe Ag    nờn nghĩ rằng Fe2+ + Ag+ → khụng xảy ra phản ứng.

- Học sinh trung bỡnh do khụng nắm chắc kiến thức nờn suy nghĩ là Cu đứng sau Fe nờn khụng thể cú phản ứng Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+. Đõy là sai lầm vụ cựng nghiờm trọng khi học sinh khụng hiểu thứ tự cỏc cặp oxi húa - khử trong dóy điện húa. - Học sinh trung bỡnh và yếu cũn mắc sai lầm khi khụng biết chứng minh Cu hết hay Fe3+ hết ở đỏp ỏn B do số liệu bài cho ở dạng tổng quỏt.

Vớ dụ 2: Cho hỗn hợp X gồm Fe2O3, ZnO và Cu tỏc dụng với dung dịch HCl (dƣ)

thu đƣợc dung dịch Y và phần khụng tan Z. Cho Y tỏc dụng với dung dịch NaOH (loóng, dƣ) thu đƣợc kết tủa:

A. Fe(OH)3 và Zn(OH)2 B. Fe(OH)2,Cu(OH)2 và Zn(OH)2 C. Fe(OH)3 D. Fe(OH)2 và Cu(OH)2

Phõn tớch :

* Hƣớng dẫn giải :

X (Fe2O3, ZnO;Cu) → +HCldƣ dd Y → +NaOH dƣ Kết tủa Z khụng tan

Phản ứng Fe2O3 + 6HCl→ 2FeCl3 + 3H2O (1) ZnO +2HCl → ZnCl2 + H2O (2) Cu +2FeCl3 → CuCl2 +2FeCl2 (3) Phần khụng tan Zn là Cu

Dung dịch Y gồm FeCl2 , ZnCl2 , CuCl2 , HCl

FeCl2 + 2NaOH → Fe(OH)2↓ +2NaCl (4) ZnCl2 + 2NaOH → Zn(OH)2↓ +2NaCl (5) Zn(OH)2 +2NaOH → Na2[Zn(OH)4] (6) CuCl2 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ +2NaCl (7) HCl + NaOH → NaCl + H2O (8) Kết tủa là Fe(OH)2 và Cu(OH)2

→ Đỏp ỏn D. * Sai lầm :

Học sinh cú thể mỏc một số lỗi sau :

- Học sinh khụng nắm vững ý nghĩa của dóy điện húa nờn mắc sai lầm khi cho Cu cú khả năng phản ứng với muối FeCl3 dẫn tới xỏc định kết tủa cú Fe(OH)3 .

- Học sinh quờn mất tớnh chất lƣỡng tớnh của Zn(OH)2. Trong dung dịch NaOH dƣ thỡ xảy ra phản ứng hũa tan Zn(OH)2

Zn(OH)2 +2NaOH → Na2[Zn(OH)4]

2.2.1.5. Trong thực hành thớ nghiệm

Vớ dụ 1: Khi nhỏ từ từ dung dịch AgNO3 vào dung dịch chất nào sau đây sẽ thu đ-ợc kết tủa màu vàng nhạt

A. Dung dịch HCl B.Dung dịch HI

Phõn tớch: Đõy là một bài toỏn điển hỡnh về loại bài tập nhận biết về kiến thức lý

thuyết. Bài toỏn này yờu cầu học sinh nắm vững tớnh chất lớ húa cơ bản của cỏc chất đú nhƣ: màu sắc, độ tan của cỏc chất tạo nờn trong quỏ trỡnh nhận biết.

* Lời giải :

Thấy AgNO3 + HCl → AgCl ↓trắng + HNO3 AgNO3 + HBr → AgBr ↓vàng nhạt + HNO3 AgNO3 + HI → AgI ↓vàng + HNO3 AgNO3 + HF → Khụng phản ứng → Đỏp ỏn đỳng C.

* Sai lầm : Khụng nắm vững tớnh chất tớnh chất lớ húa cơ bản của cỏc chất. Do học sinh khụng nắm vững tớnh chất lớ húa cơ bản của cỏc chất đú nhƣ: màu sắc, độ tan của cỏc chất tạo nờn trong quỏ trỡnh nhận biết nờn khụng biờt muối nào kết tủa màu vàng nhạt hoăc khụng nắm đƣợc tớnh tan của cỏc chất nờn khụng biết đƣợc những chất nào là chất kết tủa.

Vớ dụ 2: Trong một cốc nƣớc cú hoà tan a mol Ca(HCO3)2 và b mol Mg(HCO3)2.

Để khử độ cứng của nƣớc trong cốc cần dựng V lớt nƣớc vụi trong, nồng độ p mol/lit. Biểu thức liờn hệ giữa V với a, b, p là

A.V= (a+b)p B.V = a+2bp C.V= 2(a+b)p D.V= (a+b)2p

Phõn tớch : * Hƣớng dẫn giải : Ca(OH)2 → Ca2+ + 2 OH- V.p → V.p → 2V.p ( mol ) Mg2+ + 2OH- → Mg(OH)2↓ b → 2b (mol)

HCO3- + OH- → CO32- + H2O

(2a+2b) → (2a+2b) → (2a+2b) (mol) Ca2+ + CO32- → CaCO3↓

Để khử độ cứng của nƣớc trong cốc thỡ lƣợng OH- phản ứng vừa đủ cho phản ứng (1) và (2) → 2V.p = 2b + 2a + 2b → V = a+2b p * Sai lầm :

- Khụng nắm đƣợc độ tan của một số chất tiờu biểu trong quỏ trỡnh giải bài tập

về nƣớc cứng. Học sinh khụng nhớ độ tan của Mg(OH)2 ( T= 5.10-12) nhỏ hơn nhiều so với MgCO3( T= 1.10-5) nờn cú sự tạo ƣu tiờn kết quả Mg(OH)2. Do mắc sai lầm nhƣ vậy nờn học sinh thƣờng giải nhƣ sau:

Ca(OH)2 → Ca2+ + 2OH-

Vp → Vp → 2Vp ( mol ) HCO3- + OH- → CO32- + H2O

(2a+2b) → 2Vp → 2Vp (mol) Ca2+ + CO32- → CaCO3↓

(V.p+a) → (Vp+a) (mol) Mg2+ + CO32- → MgCO3↓

b → b (mol) Để khử độ cứng của nƣớc trong cốc thỡ lƣợng Ca2+ ,Mg2+ hết

→ b + Vp + a = 2Vp → V = a+bp

2.2.1.6. Trong giải toỏn về kim loại

Vớ dụ 1: Hũa tan một số muối vào nƣớc thu đƣợc dung dịch A cú cỏc ion 0,05 mol

Ca2+, 0,15 mol Mg2+, 0,2 mol Cl- và y mol HCO3-. Đun núng A, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn cụ cạn hỗn hợp thu đƣợc m gam muối khan .Giỏ trị m là

A.24,9 B.12,7 C.18,7 D.24,7

Phõn tớch :

Nhƣ chỳng ta đó biết thỡ tất cả cỏc muối hiđrocacbonat đều kộm bền bởi

nhiệt. Dƣới tỏc dụng của nhiệt độ thỡ muối hiđrocacbonat phõn hủy theo phƣơng trỡnh phản ứng :

2HCO3- → t

o

Nếu học sinh khụng nắm đƣợc tớnh chất này thỡ dẫn tới sai lầm trong việc tớnh khối lƣợng muối khan .

* Hƣớng dẫn giải :

- Áp dụng định luật bảo toàn điện tớch để tớnh số mol của HCO3- y = 2.0,05 + 2.0,15 – 0,2.1 = 0,2 ( mol ) - Khi đun núng thỡ HCO3- khụng bền

2HCO3- → t

o

CO32- + CO2 ↑ + H2O

0,2 → 0,1 ( mol )

Cụ cạn hỗn hợp thỡ cỏc ion kết hợp tạo thành hỗn hợp muối.Khối lƣơng muối khan bằng khối lƣợng cỏc ion trong hỗn hợp muối

mmuối = 0,05.40 + 0,15.24 + 0,2.35,5 + 0,1.60 = 18,7 (g) → Đỏp ỏn đỳng C.

* Sai lầm

- Một số học sinh cho rằng khi đun núng khụng xảy ra phản ứng

2HCO3- → t

o

CO32- + CO2 ↑ + H2O

Vỡ HCO3- bền với nhiệt nờn tớnh khối lƣợng muối bằng

mmuối = 0,05.40 + 0,15.24 + 0,2.35,5 + 0,2.61 = 24,9 (g)

- Một số học sinh cho rằng khi đun núng thỡ HCO3- khụng bền và bị phõn hủy thành CO32- và 2 3 3 HCO CO n  n  2 3 3 HCO CO n  n  mmuối = 0,05.40 + 0,15.24 + 0,2.35,5 + 0,2.60 = 24,7 (g)

- Một số học sinh ỏp dụng định luật bảo toàn điện tớch khụng đỳng nhƣ quờn

mất điện tớch của cỏc ion dẫn tới xỏc định y = 0,05 + 0,15 – 0,2 = 0 ( mol ). Rồi tớnh khối lƣợng muối mmuối = 0,05.40 + 0,15.24 + 0,2.35,5 = 12,7 (g)

Do vậy việc nắm vứng kiến thức lý thuyết về phản ứng nhiệt phõn cú vai trũ quan trọng trong việc xỏc định chớnh xỏc sự tồn tại của cỏc ion trong muối. Điều này giỳp học sinh tỡm ra lời giải đỳng cho một bài toỏn húa học .

Vớ dụ 2: Cho 4 hỗn hợp gồm 2 chất rắn cú số mol bằng nhau: Na2O và Al2O3; Cu

và FeCl3; BaCl2 và (NH2)2CO; Ba và NaHCO3. Số hỗn hợp cú thể hũa tan trong nƣớc dƣ chỉ tạo ra trong dung dịch là :

Phõn tớch :

* Hƣớng dẫn giải :

- Cặp 1 : Na2O + H2O → 2 NaOH

1 → 2 (mol) Al2O3 + 2 NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4]

1 ← 2 (mol) → Hỗn hợp tan hết trong H2O dƣ chỉ tạo ra trong dung dịch .

- Cặp 2 : Cu + 2FeCl3 → CuCl2 +2FeCl2

0,5 ← 1 ( mol ) → Hỗn hợp khụng hết trong H2O dƣ chỉ tạo ra trong dung dịch .

- Cặp 3: (NH2)2CO +2H2O → (NH4)2CO3

BaCl2 + (NH4)2CO3 → BaCO3 ↓ + 2NH4Cl

→ Hỗn hợp khụng hết trong H2O dƣ chỉ tạo ra trong dung dịch .