CHƯƠNG 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC VẬN DỤNG KIẾN THỨC HÓA HỌC VÀO CUỘC SỐNG CHO HỌC SINH PHỔ THÔNG
2.2. Đề xuất quy trình xây dựng hệ thống bài tập
2.2.2. Hệ thống bài tập định hướng năng lực trong chương “Sắt và một số kim loại
2.2.2.1. Bài tập trắc nghiệm
* Bài tập có liên quan đến sản xuất hoá học:
Câu 1. Sắt là một trong những nguyên tố đƣợc tìm thấy và sử dụng từ rất sớm, khoảng 2000 đến 3000 năm trước công nguyên, sắt rất phổ biến trên Trái Đất. Sắt ở trạng thái tự do có trong thiên thạch, nhưng phần lớn tồn tại dưới các dạng hợp chất chứa trong quặng sắt, nhƣ: manhetit, hemantit, pirit, xiderit. Loại quặng giàu sắt nhất là
A. manhetit. B. hemantit. C. xiđerit. D. pirit.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Bài tập cung cấp cho HS về các dạng tồn tại trong tự nhiên của sắt, yêu cầu HS tái hiện lại kiến thức đã học về công thức hợp chất sắt có trong các quặng. Có thể sử dụng bài tập này để củng cố bài “Sắt” (Hóa học 12) phần trạng thái tự nhiên.
Để làm đƣợc bài này HS phải nhớ công thức hợp chất sắt chứa trong một số quặng và tính phần trăm về khối lƣợng của nguyên tố trong hợp chất.
Câu 2. Trong số các chất FeS2, FeCO3 và Fe2O3, Fe3O4. Chất phản ứng với dung dịch HCl thoát ra khí không màu, không mùi là thành phần chính trọng quặng
A. xiđerit. B. hematit. C. manhetit. D. pirit.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Bài tập thuộc phần kiến thức trạng thái tự nhiên trong bài “Sắt” (Hóa học 12),
HS biết đƣợc thành phần chính một số loại quặng sắt và vận dụng kiến thức tính chất hóa học viết PTHH để xác định thành phần định tính quặng sắt. Bài tập này giúp HS vận dụng mối liên hệ giữa kiến thức đã học (tính chất các hợp chất vô cơ) và kiến thức mới (thành phần chính một số quặng sắt) để nhận biết chất, từ đó HS đƣợc khắc sâu kiến thức.
Câu 3. Ngày nay việc sử dụng các sản phẩm làm từ thép không gỉ đã khá phổ biến.
Loại thép này gắn liền với một chuyên gia ngành thép người Anh tên là Harry Brearley đã sáng chế ra một loại thép đặc biệt có khả năng chịu mài mòn cao từ năm 1913, bằng việc giảm hàm lƣợng carbon xuống và cho Cr vào trong thành phần thép (0,24% C và 12,8% Cr). Sau đó hãng thép của Đức là Krupp tiếp tục cải tiến loại thép này bằng việc cho thêm nguyên tố Ni vào thép để tăng khả năng chống ăn mòn bởi axit và làm mềm hơn để dễ gia công. Loại thép đề cập ở trên thường được dùng để sản xuất
A. dụng cụ nhà bếp, téc nước. B. sắt làm cốt bê tông, lan can cầu.
C. vòng bi, máy tiện. D. lò xo, nhíp ô tô.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Có thể sử dụng bài này trong bài “Hợp kim của sắt”, hoặc bài “Luyện tập chương” HS vận dụng kiến thức đã học về một số loại thép để xác định loại thép trên có tên thương mại là inox, liên hệ thực tế các ứng dụng của thép inox trong đời sống để trả lời câu hỏi.
Câu 4. Một loại thép rất cứng ngay cả ở nhiệt độ cao dùng để chế tạo mũi khoan, chế tạo lƣỡi dao cắt gọt kim loại cho máy tiện, máy phay... Trong thành phần của các loại thép này có thêm một số nguyên tố
A. W, Mo, Cr. B. Cu, Cr, Ni. C. Mn, Cr, Ni. D. Si, Cu, Zn.
Câu 5. Loại thép rất bền, chịu được va đập mạnh dùng để chế tạo đường ray xe lửa, máy nghiền đá... Trong thành phần của các loại thép này có thêm nguyên tố
A. Mn. B. Cr. C. W. D. Ni.
Câu 6. Gang và thép là hai hợp kim của sắt đƣợc ứng dụng nhiều nhất, trên thực tế sắt nguyên chất có rất ít ứng dụng do sắt nguyên chất rất mềm và có chi phí sản xuất
cao. Gang và thép có điểm khác biệt nào sau đây?
A. Hàm lƣợng cacbon trong thép lớn hơn trong gang.
B. Hàm lƣợng cacbon trong gang lớn hơn trong thép.
C. Thép khó bị oxi hóa hơn gang.
D. Gang dẻo hơn thép
Câu 7. Thép dùng trong xây dựng làm cốt đổ bê tông cần có độ cứng nhất định, do vậy hàm lƣợng cacbon trong thép lớn hơn 0,9% và chứa thêm ít mangan, silic gọi là thép thường (thép cacbon). Ưu điểm của loại thép này là giá thành rẻ, dễ gia công, tuy nhiên người ta không dùng thép cacbon để sản xuất một số chi tiết máy như vòng bi, lò xo giảm sóc…là do
A. loại thép này giòn, khó rèn, dễ đứt gãy.
B. không đảm bảo độ cứng, khả năng chịu mài mòn và độ đàn hồi kém.
C. dễ bị gỉ sét, khó gia công, chịu lực kém.
D. bề mặt không đủ nhẵn, tạo ma sát lớn.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Có thể sử dụng các bài 5,6,7,8 trong bài “Hợp kim của sắt”, hoặc bài luyện tập: “Tính chất của sắt và hợp chất quạn trọng của sắt” (Hóa học 12), HS VDKT đã học về một số loại gang, thép có thành phần hóa học khác nhau dẫn đến tính chất khác nhau, và đƣợc sử dụng với những mục đích khác nhau tùy theo từng loại gang, thép. Liên hệ thực tế các ứng dụng của gang và thép trong đời sống để trả lời câu hỏi.
Câu 8. Tính đến năm 2016, một trong những nhà máy sản xuất thép hiện đại nhất nước ta là nhà máy thép Hòa Phát tại Kinh Môn, Hải Dương. Nhà máy sử dụng công nghệ lò thổi (BOF), dùng một vòi phun oxi (>99,6%) với áp lực và lưu lượng xác định vào gang lỏng. Oxi đốt cháy C, Mn, Si, P đến thành phần mác thép. Nhiệt hóa học tỏa ra từ chính các phản ứng đốt cháy các nguyên tố kể trên sẽ gia nhiệt cho nước thép mà không dùng dầu đốt (như lò Mactanh) hoặc hồ quang (như lò EAF).
Ƣu điểm của công nghệ lò thổi so với lò Mac-tanh và lò hồ quang là A. tiết kiệm nhiên liệu. B. tiết kiệm nguyên liệu.
C. sản xuất ra thép có chất lƣợng cao. D. có thể sản xuất thép trực tiếp từ quặng sắt.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Có thể sử dụng bài tập trong việc nghiên cứu kiến thức mới bài “Hợp kim của sắt” (Hóa học 12), thay vì giảng bài giáo viên có thể đặt câu hỏi yêu cầu HS nghiên cứu tài liệu, so sánh ưu nhược điểm từng phương pháp luyện thép để trả lời câu hỏi hoặc bài tập đƣợc sử dụng để tổng kết bài học giúp HS vận dụng kiến thức đã học vào thực tiễn sản xuất.
Câu 9. Một loại quặng hematit (chứa 70,0% Fe2O3, còn lại là tạp chất không chứa sắt) đem luyện gang, rồi luyện thép. Từ 100,00 tấn quặng hematit sẽ thu đƣợc bao nhiêu tấn thép chứa 0,15% C và các tạp chất. Giả sử hiệu suất của cả quá trình sản xuất là 87,50%. Khối lƣợng thép thu đƣợc đƣợc là
A. 42,94 tấn. B. 42,87 tấn. C. 49,00 tấn. D. 49,30 tấn.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Có thể sử dụng bài tập để củng cố kiến thức bài “Hợp kim của sắt” hoặc bài “Luyện tập: tính chất của sắt và một số hợp chất quan trọng của sắt” (Hóa học 12), HS VDKT về sản xuất gang, thép viết các phản ứng xảy ra và tính toán theo PTHH hoặc sử dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố kết hợp với hiệu suất phản ứng để xác định khối lƣợng sản phẩm.
Câu 10. Trong tự nhiên, crom chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, chủ yếu ở quặng cromit.
Thành phần chính của quặng cromit là
A. FeO.Cr2O3. B. Cr2O3. C. Cr2(SO4)3. D. K2Cr2O7. Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Sử dụng bài tập này trong bài “Crom và hợp chất của crom” ( Hóa học 12) để củng cố kiến thức trạng thái tự nhiên của crom, HS cần nhớ công thức hóa học là thành phần chính của quặng cromit.
Câu 11. Trong công nghiệp, crom được sử dụng chủ yếu dưới dạng hợp kim ferocrom chứa 50–70% crom, đƣợc sản xuất bằng cách tách Cr2O3 từ quặng cromit sau đó khử Cr2O3 bằng phản ứng nhiệt nhôm. Từ 2,0 tấn quặng cromit (có chứa 30% tạp chất không chứa crom) có thể sản xuất đƣợc bao nhiêu tấn crom? Giả thiết
hiệu suất của cả quá trình là 90%.
A. 0,325 tấn. B. 0,65 tấn. C. 0,585 tấn. D. 0,352 tấn.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Sử dụng bài tập này trong bài “Crom và hợp chất của crom” ( Hóa học 12) để củng cố kiến thức về sản xuất crom trong công nghiệp.
* Bài tập về các vấn đề trong đời sống, liên quan đến sức khỏe, học tập và lao động sản xuất:
Sử dụng dữ kiện sau trong câu 12,13: Sắt là một trong những nguyên tố vi lượng rất cần thiết cho cơ giúp tăng cường hệ thống miễn dịch. Cơ thể được cung cấp đầy đủ sắt sẽ giúp bạn khỏe mạnh chống lại một số bệnh. Ngƣợc lại nếu thiếu hụt sắt sẽ gây ra mệt mỏi, cơ thể suy nhƣợc, thiếu máu, sự trao đổi chất cũng chậm lại,…do đó cần bổ sung sắt qua thực phẩm sử dụng hàng ngày. Để phòng ngừa thiếu sắt và thiếu máu do thiếu sắt nên có chế độ dinh dưỡng hợp lý. Lưu ý rằng vitamin C và các axit hữu cơ như axit citric, malic, lactic... giúp tăng cường sự hấp thu sắt. Chất tanin (có nhiều trong cây chè, cà phê) ngăn cản sự hấp thu sắt qua đường ruột.
Câu 12. Đối với những người thiếu sắt, sau bữa ăn không nên A. uống nước chè. B. uống nước cam.
C. uống nước đun sôi để nguội. D. uống chút giấm.
Câu 13. Khi luộc rau muống, người ta thường vắt chanh vào nước rau để làm canh.
Lợi ích khoa học của việc làm này là
A. tăng khả năng hấp thu canxi có trong nước rau muống.
B. nước rau trở nên ngon hơn, không cần nấu thêm canh.
C. tăng khả năng hấp thu magie có trong nước rau muống.
D. tăng khả năng hấp thu sắt có trong nước rau muống.
Câu 14. Để tăng cường sự hấp thu sắt, những người bị thiếu máu do thiếu sắt sau bữa ăn nên
A. uống cà phê.
B. uống nước trà.
C. uống nước trái cây chứa nhiều vitamin C.
D. uống chút giấm ăn.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Có thể sử dụng bài tập này trong tiết luyện tập chương “Sắt và một số kim loại quan trọng” (Hóa học 12) hoặc ngoại khóa, bài tập có mục đích chủ yếu cung cấp thông tin cho HS kiến thức liên quan của sắt đến sức khỏe con người, qua đó HS biết cách sử dụng thực phẩm, đồ uống đúng cách.
Câu 15. Thiếu máu là một trong những bệnh thường gặp đặc biệt là phụ nữ mang thai và trẻ em, thiếu máu làm cơ thể xanh xao, mệt mỏi,... Thiếu máu ảnh hưởng lớn đến các hoạt động hàng ngày của con người như: học tập, làm việc. Một trong những nguyên nhân gây bệnh thiếu máu là do
A. thiếu canxi B. thiếu sắt C. thiếu vitamin D. thiếu muối.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Bài tập này có thể sử dụng đặt vấn đề khi dạy phần trạng thái tự nhiên của sắt trong bài “Sắt” (Hóa học 12) và yêu cầu HS trả lời khi nghiên cứu xong mục này.
Để trả lời đƣợc câu hỏi HS cần liên hệ kiến thức thực tế: hợp chất sắt có mặt trong hồng cầu của máu, sắt rất quan trong trong việc sinh sản hemoglobin giúp hồng cầu vận chuyển oxi đến các tế bào. Do đó thiếu sắt có thể dẫn đến thiếu máu.
Câu 16. [theo 41] Do chế độ ăn uống không đủ chất, rất nhiều người dân Campuchia bị thiếu máu do thiếu sắt. Bác sĩ Charles người Canada phát minh ra con cá làm bằng sắt để nấu canh trị bệnh thiếu máu cho người Campuchia. Nấu cá sắt với thực phẩm có thể cung cấp 75% nhu cầu sắt cho nhu cầu hằng ngày của một người lớn. Cơ sở khoa học của việc cung cấp sắt cho cơ thể bằng cách nấu cá sắt với thực phẩm là do
A. khi nấu cá sắt với thực phẩm sẽ tạo ra ma sát giữa cá sắt với nồi nấu và thực phẩm sinh ra mạt sắt, khi vào cơ thể bổ sung sắt cho máu.
B. khi nấu cá sắt với thực phẩm sắt sẽ bị hòa tan một phần nhỏ tạo ra các ion sắt khi vào cơ thể giúp sản sinh hồng cầu.
C. sắt trong cá kết hợp với một số chất trong thực phẩm tạo ra hemoglobin và đi vào máu.
D. axit trong dạ dày có khả năng hòa tan các vảy oxit sắt bong ra khi đun nấu.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Bài tập này có thể sử dụng trong bài luyện tập về sắt và hợp chất, hay tổ chức ngoại khóa (Hóa học 12). HS VDKT về tính chất hóa học của sắt để giải thích dưới tác dụng của nhiệt độ sắt trong cá sẽ phản ứng với các chất trong thực phẩm giải phong ion sắt, khi vào cơ thể sẽ giúp sản sinh hemoglobin trong máu. Từ đó liên hệ thực tế nếu dùng nồi gang, chảo gang nấu thực phẩm sẽ hạn chế bệnh thiếu máu do thiếu sắt.
Câu 17. Trong một số trường hợp đái tháo đường nhận thấy thiếu một nguyên tố vi lƣợng trầm trọng, khi bổ sung nguyên tố này có thể cải thiện tình trạng bệnh nhân đái tháo đường. Nguyên tố đó là
A. crom. B. đồng. C. kẽm. D. canxi.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Sử dụng bài tập này trong các chương trình ngoại khóa, trải nghiệm sáng tạo (Hóa học 12) để cung cấp kiến thức về vai trò sinh học của crom đối với con người.
Câu 18. Đá Ruby có mầu đỏ đậm và đƣợc sử dụng làm đồ trang sức. Thành phần chính của đá Ruby là Al2O3 (không màu) và có lẫn một số tạp chất là các oxit của kim loại khác. Đá Ruby có màu đỏ đậm là do có chứa một lƣợng nhỏ
A. Fe2O3. B. Cr2O3. C. CuO. D. CrO3.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Sử dụng bài tập này trong các chương trình ngoại khóa, trải nghiệm sáng tạo ( Hóa học 12) để cung cấp kiến thức thực tiễn về các dạng tồn tại của crom trong tự nhiên và vai trò của crom với đời sống con người.
* Bài tập có liên quan đến môi trường và vấn đề bảo vệ môi trường và sử dụng các chất.
Câu 19. Ở những khu vực ao nuôi, nước bị nhiễm phèn sắt, trên mặt nước đôi khi cũng xuất hiện lớp váng màu vàng. Phèn sắt làm giảm pH của nước làm cho tôm, cá và sinh vật thủy sinh kém phát triển hoặc chết. Để cải tạo đất bị nhiễm phèn sắt, người ta thường sử dụng
A. vôi bột. B. bột đá vôi. C. phèn chua. D. xút.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Có thể sử dụng bài tập trong bài “Luyện tập: tính chất của sắt và một số hợp chất quan trọng của sắt” (Hóa học 12). HS dựa phản ứng thủy phân hợp chất của sắt tạo môi trường axit làm giảm pH của nước do đó để tạo môi trường trung tính cần dùng chất có tính bazơ và rẻ tiền là vôi bột thay vì dùng xút (NaOH). Bài tập trên giúp HS VDKT vào thực tế nuôi trồng thủy sản.
Câu 20. Một số mối ghép trong các thiết bị, dụng cụ làm từ nhôm người ta có thể dùng đinh tán. Nếu đồ dùng, thiết bị đó thường xuyên tiếp xúc với môi trường ẩm ƣớt, để đảm bảo độ bền vật liệu, đinh tán đƣợc sử dụng nên đƣợc làm từ nhôm, không nên sử dụng các kim loại khác nhƣ đồng, sắt.. là do
A. các kim loại có độ cứng khác nhau nên kim loại mềm hơn dễ bị hỏng trước B. hai kim loại không đồng chất tiếp xúc với nhau trong môi trường ẩm dễ xảy ra ăn mòn hóa học.
C. hai kim loại không đồng chất tiếp xúc với nhau trong môi trường ẩm dễ xảy ra ăn mòn điện hóa học.
D. đồng kim loại đắt hơn nhôm.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Bài tập này có thể sử dụng trong bài ôn tập phần kim loại, hoặc bài “Luyện tập: tính chất của sắt và một số hợp chất quan trọng của sắt” (Hóa học 12). HS VDKT về ăn mòn kim loại để đƣa ra đáp án đúng. Nếu dùng đinh tán làm từ kẽm, sắt hay đồng khi tiếp xúc với nhôm trong môi trường ẩm ướt sẽ xảy ra ăn mòn điện Hóa học, kết quả là nhôm sẽ bị ăn mòn sau một thời gian sử dụng, làm cho lỗ thủng
của mối ghép càng rộng hơn.
Câu 21. Ngày nay việc sử dụng các sản phẩm thép mạ kẽm rất phổ biến, các sản phẩm này được dùng nhiều trong xây dựng nhà xưởng, cơ khí dân dụng..Tuy nhiên khi ghép nối các chi tiết với nhau bằng các mối hàn, tại vị trí mối nối dễ bị oxi hóa sau một thời gian sử dụng nếu không đƣợc vệ sinh sạch và phủ sơn. Nguyên nhân của sự oxi hóa là do
A. lớp mạ kẽm bị phá hủy. B. thép bị nung nóng nên dễ bị oxi hóa.
C. thay đổi thành phần thép. D. nguyên nhân khác.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Bài tập này có thể sử dụng trong bài “Ôn tập phần kim loại”, hoặc bài “Luyện tập: tính chất của sắt và một số hợp chất quan trọng của sắt” ( Hóa học 12). HS VDKT về ăn mòn kim loại để đƣa ra đáp án đúng, tình huống trong bài tập là việc mạ kẽm để bảo vệ sắt không bị ăn mòn, kẽm là kim loại đứng trước sắt trong dãy điện hóa, tuy nhiên kẽm không bị oxi hóa trong nước, trong không khí là do trên bề mặt kẽm có lớp màng oxit hoặc cacbonat bazơ (Zn5(OH)6(CO3)2) bảo vệ. Tại các vị trí gần mối hàn do nhiệt độ cao khi hàn khiến kẽm bay hơi ( kẽm sôi 9060C) nên cần bảo vệ sắt bằng cách phủ sơn hoặc bôi dầu mỡ. Qua bài tập giúp các em thêm kiến về thức sử dụng các sản phẩm mạ kẽm
Câu 22. Sắt là kim loại hoạt động Hóa học kém hơn nhôm, nhƣng các đồ dùng được làm từ gang và thép (có thành phần chính là sắt) thường kém bền trong môi trường hơn các đồ dùng được làm từ nhôm và hợp kim là do
A. sắt dễ tác dụng với các tác nhân oxi hóa trong môi trường tạo ra hợp chất xốp không có tác dụng ngăn cản phản ứng xảy ra.
B. nhôm dễ dàng phản ứng với oxi tạo ra lớp màng nhôm oxit rất mịn, bền có tác dụng ngăn cản phản ứng xảy ra.
C. thép là hợp kim nên dễ bị ăn mòn điện hóa.
D. hợp kim nhôm khó bị ăn mòn điện hóa hơn một số loại thép.
Gợi ý sử dụng và hướng vận dụng kiến thức của HS
Bài tập liên quan đến kiến thức ăn mòn kim loại, độ bền hóa học của các vật liệu nhôm và sắt (gang và thép) có thể sử dụng bài tập này tổng kết bài “Hợp kim sắt” hoặc bài luyện tập, ôn tập phần kim loại (Hóa học 12). HS so sánh các đồ dùng đƣợc làm từ thép và nhôm kết hợp với kiến thức đã học về nhôm để đƣa ra câu trả lời. Tuy nhiên một số hợp kim của sắt nhƣ inox có độ bền hóa học tốt không cần sơn phủ bề mặt.
Câu 23. Một số gia đình sử dụng bếp than tổ ong để đun nấu, khi đốt than sinh ra