- GV hướng dẫn để HS
2.3.2. Xây dựng và giải quyết hệ thống tình huống có vấn đề trong chương halogen, hoá học 10-THPT
halogen, hoá học 10-THPT
Câu 1: Năm 1886, nhà bác học Pháp Hăngri Moatxan (1826-1907) đã điều chế
được khí X ở trạng thái tự do. Tên gọi của khí X này có nghĩa là "hủy hoại" vì nó phá huỷ được nhiều kim loại ngay cả platin và cả đồ vật bằng thuỷ tinh ở nhiệt độ thường. Hăngri Moatxan xác định đây là một loại khí cực kì nguy hiểm với con người. Hãy cho biết đó là khí nào sau?
A. HF B. Cl2 C. F2 D. HCl
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Đây là một loại khí được điều chế năm 1886, cực kì nguy hiểm vì phá huỷ được thuỷ tinh và kim loại có tính khử cực yếu.
- Giải quyết vấn đề: Khí có khả năng phá huỷ được thuỷ tinh ở nhiệt độ thường là HF và F2. Tuy nhiên, để phá huỷ kim loại có tính khử cực yếu thì chỉ có thể là F2. Vậy đáp án C.
Câu 2:
K. Scheele (1742-1768) [Silơ]
Tác giả đã viết về phát minh của mình như sau: “Tơi cho hỗn hợp đioxit
mangan và axit clohidric vào một bình cổ cong mà cổ nối liền với một quả bóng đã hút hết khơng khí và đặt trên một nồi đun cách cát. Sau một thời gian người ta thấy xuất hiện một thứ khí làm căng quả bóng và làm cho nó có màu vàng tựa như màu của axit nitric. Khí này có mùi vàng lục, có mùi hắc dễ nhận như mùi của nuớc cường toan đun nóng. Dung dịch trong bình cổ cong khơng có màu nếu khơng kể đến màu vàng nhạt của sắt”. Cũng trong bản thơng báo đó, Silơ cịn mơ
tả tỉ mỉ những tính chất khác của khí mối này: nó tác dụng lên nút bần, giấy quỳ, lá cây và hoa, sắt, các kim loại khác… Em hãy cho biết đó là khí gì?
[https://victonh.wordpress.com/2007/12/14/l%E1%BB%8Bch-s%E1%BB%AD- tim-ra-nguyen-t%E1%BB%91.../]
A. Br2 B. NO2 C. Cl2 D. HCl
- Phát hiện vấn đề: Đây là một loại khí có màu vàng lục, mùi hắc tác dụng với giấy quỳ, lá cây và hoa, sắt, các kim loại khác. Khí này được điều chế khi cho hỗn hợp MnO2 và HCl đun nóng.
- Giải quyết vấn đề: Vì được điều chế từ hỗn hợp HCl, MnO2 đun nóng và với tính chất vật lí là có màu vàng lục, mùi hắc, tính chất hố học là tác dụng với giấy quỳ, lá cây và hoa, sắt, các kim loại khác. Nên đó là khí clo.
MnO2 + 4HCl to MnCl2 + Cl2+ 2H2O Vậy đáp án C.
Câu 3:
Hình ảnh vùng biển chết
Một đơn chất phi kim X được phát hiện bởi ba nhà bác học [ Bala (1802-
1876); Liêbic; Cac Lovic (1803-1890)]. Muối của nó có trong nước biển, sơng,
hồ đặc biệt có nhiều ở vùng biển Chết. Đơn chất X được dùng dưới dạng các hợp chất vô cơ trong các phịng thí nghiệm hố học, trong y học, để sản xuất các phim ảnh, trong kỹ nghệ tổng hợp hữu cơ và sản xuất chất chống nổ. Đơn chất X cũng được dùng làm chất “diệt sinh”, tức là giết chết vi sinh vật hoặc làm chậm sự phát triển của chúng. Ví dụ người ta cho một lượng nhỏ đơn chất X vào nước hồ bơi. Em hãy cho biết đơn chất đó là chất nào?
A. F2 B. Cl2 C. Br2 D. I2
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Đây là một đơn chất mà muối của nó có nhiều ở vùng biển Chết. Đơn chất X được dùng dưới dạng các hợp chất vơ cơ trong các phịng thí nghiệm hố học, trong y học, để sản xuất các phim ảnh, trong kỹ nghệ tổng hợp
hữu cơ và sản xuất chất chống nổ. Đơn chất X cũng được dùng làm chất “diệt sinh”, tức là giết chết vi sinh vật hoặc làm chậm sự phát triển của chúng. Vậy đơn chất X là chất nào?
- Giải quyết vấn đề: Muối có nhiều trong biển chết là các muối của brom (Mg2+; Ca2+; K+ ...), để sản xuất phim ảnh người ta dùng AgBr. Vậy đơn chất phi kim là Br2. Vậy đáp án C.
Câu 4:
Trong bài “Lịch sử phát minh ra quang tuyến X” đăng trong báo “Tự Nhiên” năm 1947, Greisitkin đã viết: “Cuoctoa có hai chai bằng thủy tinh; một
chai ơng đựng thuốc làm bằng tro rong biển và rượu. Chai kia đựng dung dịch axit sunfuric đặc. Cuoctoa ngồi ăn và trên vai ơng có một con mèo đen. Đột nhiên con mèo nhảy và chạm vào chai đựng axit sunfuric đặt cạnh chai đựng thuốc. Hai chai bị vỡ, các chất lỏng trộn vào nhau và một đám hơi màu tím bốc lên từ đất. Đó là .... Vì vậy mà y học và ngành nhiếp ảnh phải nhớ ơn con mèo về việc phát minh ra ....”. Em hãy viết phương trình hố học xảy và cho biết đám hơi
màu tím là gì để điền vào chỗ trống.
[https://victonh.wordpress.com/2008/01/11/l%E1%BB%8Bch-s%E1%BB%A7- phat-hi%E1%BB%87n-.../]
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Dung dịch trong chai đựng thuốc làm bằng tro rong biển và rượu với dung dịch axit sunfuric đặc trộn vào nhau thì có một đám khí màu tím bốc ra. Vậy khí đó là gì? Trong chai đựng thuốc bằng tro rong biển và rượu ngồi rượu thì cịn có chất gì?
- Giải quyết vấn đề: Khi đốt rong biển, sản phẩm sau khi đốt được gọi là tro của rong biển và nó có muối iođua. Muối iođua khi gặp axit H2SO4 đặc thì có phản ứng: 8KI + 9H2SO4 đặc 8KHSO4 + 4I2+H2S+4H2O. Vì phản ứng toả nhiệt nên I2 thăng hoa có màu tím. Vậy chỗ trống điền vào là iot.
Bệnh bướu cổ (bệnh bướu tuyến giáp) là
một loại bệnh lý rất hay gặp trên thế giới và đặc biệt ở Việt Nam. Chỉ riêng ở vùng Đơng Nam Á đã có tới 176 triệu người (chiếm 13% dân số) bị bệnh bướu cổ. Ở Việt Nam, tuy chưa có số liệu thống kê chính thức về số bệnh nhân nhưng ở một số vùng có tỉ lệ người mắc bệnh
khá cao - từ 3% ở vùng ngoại ô Hà Nội đến Ảnh người bị biếu cổ
67% ở các tỉnh vùng núi như Lào Cai, Tây Nguyên... nguyên nhân quan trọngdo trong khẩu phần ăn hằng ngày có lượng i-ot rất thấp. Việc thiếu hụt i-ot một mặt gây ra bệnh bướu cổ, mặt khác cịn gây nên tình trạng đần độn ở trẻ em.
Một phụ nữ mang thai đã ý thức được vai trò quan trọng của iot khi mang thai. Trong 01 ngày người phụ nữ mang thai cần 175 mcg/ngày. Nếu người phụ nữ này trong 1 ngày có dùng 1 gam muối iot, 100 gam cá thu m gam rau rền. Hãy tính m. Biết các thực phẩm khác người phụ nữ mang thai này ăn khơng có iot và sau đây là lượng iot có trong 100 gam thực phẩm:
- Muối iốt: 555 mcg. - Rau dền: 50 mcg. - Cá thu: 45 mcg.
- Đối với phụ nữ có thai cần 175 mcg/ngày
[http: // nld. com. vn / suc - khoe / thua - hay - thieu - i - ot - deu - b i - buou - co
-20140624204308029.htm].
[http://www.ykhoa.net/duoc/dinhduong/05_0186.htm].
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Bệnh biếu cổ có rất nhiều người mắc phải trên thế giới và ở Việt Nam tỉ lệ mắc bệnh biếu cổ ở các tỉnh vùng cao là rất lớn. Nguyên nhân cơ bản là do trong khẩu phần ăn là thiếu muối iot. Để dùng đủ lượng iot trong một ngày thì cần tính m.
- Giải quyết vấn đề: Phịng chống bệnh biếu cổ bằng cách sử dụng đủ lượng iot, ta có: 100 50 . m 100 45 . 100 100 555 . 1 175 m = 248,9 gam (2,5 lạng). Câu 6:
Dùng clo để khử trùng nước sinh hoạt là một
phương pháp rẻ tiền và dễ sử dụng (hình bên cạnh). 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 mơi trường. Lượng clo
dư cịn lại chừng 1-2 g/m3 nước là đạt yêu cầu. Cách đơn giản để kiểm tra lượng clo dư là dùng kali iotua và hồ tinh bột. Hãy nêu cách mơ tả hiện tượng của q trình kiểm tra này và viết phương trình hóa học xảy ra (nếu có).
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Dùng clo để khử trùng nước sinh hoạt là một phương pháp rẻ tiền và dễ sử dụng. Tuy nhiên phải dùng đủ. Cách đơn giản để kiểm tra lượng clo dư là dùng kali iotua và hồ tinh bột. Viết phương trình hố học giải thích.
- Giải quyết vấn đề:
Nêu được cách làm, mơ tả được hiện tượng và viết đúng PTHH.
Lấy mẫu nước cho vào ống nghiệm sau đó cho dung dịch KI vào và nhỏ 1 giọt hồ tinh bột vào nếu dung dịch chuyển sang màu xanh là clo vẫn còn dư nhiều. Màu xanh nhạt là lượng clo dư ít
PTHH: Cl2 + 2KI 2KCl + I2 I2 làm hồ tinh bột chuyển thành màu xanh.
Câu 7:
Tầng ozone rất quan trọng đối với sự
sống trên Trái đất vì nó hấp thụ phần lớn tia cực tím của bức xạ mặt trời, khơng cho các tia này đến được Trái đất (hình bên cạnh) . Nếu tầng ozone bị suy giảm, bức xạ UV sẽ đến Trái đất nhiều hơn và làm tăng bệnh
ung thư da, đục thủy tinh thể ở mắt (cataract), làm giảm sản lượng lương thực, ảnh hưởng đến hệ sinh thái biển. Khi thông tin chính xác rằng chẳng bao lâu nữa tầng ozon ở Bắc cực cũng sẽ bị thủng làm chấn động thế giới.
Các nhà khoa học đều cho rằng, nguyên nhân này có liên quan tới việc sản xuất và sử dụng tủ lạnh trên thế giới, trong hệ thống ống dẫn khép kín phía sau tủ lạnh có chứa loại dung dịch freon thể lỏng (thường gọi là "gas"). Hãy cho biết Freon chủ yếu có ở đâu? Từ đó đề xuất biện pháp bảo vệ tầng ozon mà em có thể thực hiện?
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Tầng ozon, lớp vỏ bảo vệ trái đất đã bị thành phần có trong dung dịch freon xâm hại. Thành phần đó là gì? Làm thế nào mà chúng bay tới tận tầng ozon và làm thế nào để ngăn chặn tác hại của freon?
- Giải quyết vấn đề:
+ Freon là tên thương mại của một nhóm hiđrocacbon mà phân tử chứa một hoặc nhiều nguyên tử flo gọi chung là chất CFC, ví dụ CCl2F2; CCl3F...
+ Hợp chất CFC được dùng trong kĩ thuật làm lạnh, dung môi cho mỹ phẩm, sơn, nên chủ yếu CFC bị rị rỉ trong q trình sản xuất hoặc từ các thiết bị làm lạnh (máy lạnh, tủ lạnh...).
+ Từ đó đề xuất các biện pháp bảo vệ tầng ozon :
Phân loại rác thải sinh hoạt và học tập, bỏ rác đúng nơi quy định, tuyên truyền cho người thân và gia đình cùng bảo vệ mơi trường sống.
Tham gia các hoạt động ngoại khóa về mơi trường (đi xe đạp, nhặt rác ở khu công cộng…)
Sử dụng nguồn năng lượng sạch (năng lượng mặt trời, gió...).
Câu 8: Một lượng nhỏ khí clo có thể làm nhiễm bẩn khơng khí trong phịng thí
nghiệm. Để loại bỏ lượng khí clo đó có thể dùng khí amơniac. Nhưng khi điều chế clo trong phịng thí nghiệm để khử các hóa chất dư thừa và cả lượng khí clo dư trong ống nghiệm người ta lại dùng NaOH lỗng hoặc nước vơi. Hãy viết các phương trình hóa học xảy ra và giải thích.
- Phát hiện vấn đề: Khí clo làm nhiễm bẩn khơng khí và dùng NH3 để loại clo.Khi điều chế clo trong phịng thí nghiệm thì có thể dùng NaOH lỗng hoặc nước vơi trong loại bỏ hoá chất dư thừa và lượng clo trong ống nghiệm? Hố chất dư đó là gì?
- Giải quyết vấn đề:
+ Để loại bỏ khí clo trong PTN có thể dùng khí amoniac nhờ PTHH sau: 3Cl2 + 8NH3 N2 + 6NH4Cl
+ Nhưng khi điều chế Clo trong PTN thì hóa chất là những chất oxi hóa như: KMnO4 hoặc MnO2 … và axit HCl đồng thời có cả lượng dư khí clo trong các dụng cụ thí nghiệm, ống dẫn nên chúng ta nên ngâm bộ dụng cụ đó vào chậu đựng dung dịch NaOH lỗng hoặc nước vơi (rẻ tiền, dễ kiếm) nhờ PTHH sau:
HCl + NaOH NaCl + H2O 2HCl + Ca(OH)2 CaCl2 + 2H2O
Cl2 + 2NaOH NaClO + NaCl + H2O Cl2 + Ca(OH)2 CaOCl2 + H2O
Câu 9: Trong các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt thì khâu cuối cùng của việc
xử lí nước là khử trùng nước. Một trong các phương pháp khử trùng nước đang được dùng phổ biến ở nước ta là dùng clo. Lượng clo được bơm vào nước trong bể tiếp xúc theo tỉ lệ 5 g/m3. Nếu với dân số Hà Nội là 3 triệu, mỗi người dùng 200 lít nước/ngày, thì các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt cần dùng bao nhiêu kg clo mỗi ngày cho việc xử lí nước?
[Trích: Tài liệu tập huấn dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập theo định
hướng phát triển năng lực học sinh mơn hố học, cấp THPT, năm 2014, vụ trung học, bộ giáo dục và đào tạo]
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Nếu với dân số Hà Nội là 3 triệu, mỗi người dùng 200 lít nước/ngày, thì các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt cần dùng bao nhiêu kg clo mỗi ngày cho việc xử lí nước? Lượng clo được bơm vào nước trong bể tiếp xúc theo tỉ lệ 5 g/m3.
- Giải quyết vấn đề: Tính tốn đúng
Lượng nước cần dùng cho thành phố Hà Nội mỗi ngày là: 200 lítx 3.106 = 6.108 lít = 6.105 m3
Lượng khí clo cần dùng là:
6.105 m3 . 5g/m3 = 3.106 gam = 3.103 kg
Câu 10:
Hồi đầu thế kỉ 19 người ta sản xuất natrisunfat bằng cách cho axit sunfuric đặc tác dụng với muối ăn (hình bên cạnh) . Khi đó, xung quanh các nhà máy sản xuất bằng cách này, dụng cụ của thợ thủ công rất nhanh hỏng và cây cối bị chết rất
nhiều. Người ta đã cố gắng cho khí thải thốt ra bằng những ống khói cao tới 300m nhưng tác hại của khí thải vẫn tiếp diễn , đặc biệt là khi khí hậu ẩm. Hãy giải thích những hiện tượng trên.
[Trích: Tài liệu tập huấn dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập theo định
hướng phát triển năng lực học sinh mơn hố học, cấp THPT, năm 2014, vụ trung học, bộ giáo dục và đào tạo]
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Hồi đầu thế kỉ 19 người ta sản xuất natrisunfat bằng cách cho axit sunfuric đặc tác dụng với muối ăn. Khí thải qua ống khói thốt ra là khí gì mà dụng cụ của thợ thủ cơng rất nhanh hỏng và cây cối bị chết rất nhiều?
- Giải quyết vấn đề:
+ PTHH: 2NaCl + H2SO4 đặc, nóng Na2SO4 + 2HCl
+ Cây cối xung quanh nhà máy bị chết rất nhiều vì trong khí thải có khí HCl khí này nặng hơn khơng khí nên dù xây ơng khói cao nhưng nó vẫn bị gió thổi từ từ chìm xuống mặt đất.
+ Đặc biệt là trong khơng khí ẩm, HCl biến thành axit HCl ở dạng sol khí như sương mù. Axit làm cháy lá chết cây gây nhiều bệnh nguy hiểm về hô hấp cho dân cư sống xung quanh nhà máy.
Câu 11: Theo quy định nồng độ brom cho phép trong khơng khí là 2.10-5g/l. Trong một phân xưởng sản xuất brom, người ta đo được nồng độ Br2 là 1.10-4g/l. Tính khối lượng dung dịch amoniac 20% phun khắp xưởng đó (có kích thước 100m.200m.6m) để khử độc hồn tồn lượng brom có trong khơng khí. Biết rằng: NH3 + Br2 N2 + NH4Br. Các chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn.
[Trích: Tài liệu tập huấn dạy học và kiểm tra, đánh giá kết quả học tập theo định
hướng phát triển năng lực học sinh mơn hố học, cấp THPT, năm 2014, vụ trung học, bộ giáo dục và đào tạo]
Hướng dẫn trả lời:
- Phát hiện vấn đề: Khi bị hơi độc thuỷ ngân diện rộng thì dùng amoniac để khử. Tính tốn lượng khí amoniac 20% phun khắp xưởng để khử độc hồn tồn lượng brom có trong khơng khí.
- Giải quyết vấn đề: Tính tốn đúng