Sử dụng bài tập nhằm phát triển năng lực nhận thức, rèn kĩ năng hóa học

Chương 2: TUYỂN CHỌN, XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG CÂU HỎI LÍ THUYẾT VÀ BÀI TẬP PHẦN ĐẠI CƯƠNG KIM LOẠI DÙNG BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI HÓA HỌC TRUNG HỌC PHỔ THÔNG

2.7. Cách sử dụng hệ thống câu hỏi lí thuyết và bài tập về đại cương kim loại trong bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT

2.7.1. Sử dụng bài tập nhằm phát triển năng lực nhận thức, rèn kĩ năng hóa học

2.7.1.1. Sử dụng bài tập củng cố kiến thức và rèn luyện kĩ năng cơ bản Ví dụ: Viết 3 PTHH của phản ứng trực tiếp điều chế

a. Kim loại Fe b. Kim loại Na c. Kim loại Ag HDG: a. FeCl2 + Mg MgCl2 + Fe

FeCl2 Fe + Cl2

Fe2O3 + 3CO 2Fe + 3CO2

b. 2NaCl 2Na + Cl2

4NaOH 4Na + O2 + 2H2O 2Na2O 4Na + O2

c. 4AgNO3 + 2H2O 4Ag + O2 + 4HNO3

Cu + 2AgNO3 Cu(NO3)2 + 2Ag Ag2S + O2 2Ag + SO2

t0

t0 đpnc

đpnc đpnc

đpdd

đpdd

68

Nhận xét: Thông qua bài tập này có thể củng cố cho HS phần kiến thức lí thuyết về các phương pháp điều chế kim loại và rèn luyện kĩ năng viết PTHH.

2.7.1.2. Sử dụng bài tập rèn luyện năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề

Ví dụ 1(HSG Nghệ An – 2010): a. Cho 20,80 gam hỗn hợp Fe, FeS, FeS2, S tác dụng với dung dịch HNO3 đặc nóng dư thu được V lít khí NO2 (là sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc) và dung dịch A. Cho A tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 dư thu được 91,30 gam kết tủa. Tính V?

b. Cho m gam hỗn hợp hai kim loại Fe, Cu (trong đó Fe chiếm 30% về khối lượng) vào 50 ml dung dịch HNO3 nồng độ 63% (d = 1,38 gam/ml) đun nóng, khuấy đều hỗn hợp tới các phản ứng hoàn toàn thu được rắn A cân nặng 0,75 m gam, dung dịch B và 6,72 lít hỗn hợp khí NO2 và NO (ở đktc). Hỏi cô cạn dung dịch B thì thu được bao nhiêu gam muối khan? (Giả sử trong quá trình đun nóng HNO3 bay hơi không đáng kể)

HDG: a.

 Phát hiện vấn đề: Do sản phẩm cuối cùng khi cho hỗn hợp tác dụng với HNO3 đặc nóng có Fe3+, SO42-

nên có thể coi hỗn hợp ban đầu là Fe và S. Gọi x và y là số mol của Fe và S, số mol của NO2 là a

 Giải quyết vấn đề:

Fe  Fe+3 + 3e N+5 + e N+4 x x 3x a a a S  S+6 + 6e

y y 6y A tác dụng với Ba(OH)2

Fe3+ + 3OH- Fe(OH)3 ; Ba2+ + SO4

2-BaSO4

→ 56x + 32 y = 20,8 107x + 233y = 91,3





→ x = 0 , 2 y = 0 , 3





Theo định luật bảo toàn electron : 3x + 6y = a = 3.0,2 + 6.0,3 = 2,4 V = 2,4.22,4 = 53,76 (lít)

Khối lượng Fe = 0,3m (g); khối lương rắn A = 0,75 m(g).

→ Fe phản ứng = 0,25m (g)Fe dư; Cu chưa phản ứng → B chứa Fe(NO3)2

69 nhỗn hợpkhí = 6,72/22,4= 0,3 mol,

3

50.1, 38.63 0, 69 100.63

nHNO   mol

Fe  Fe+2 + 2e NO3-

+ 3e NO NO3-

+ e  NO2

n

NO3(tạo muối) = 0,69 – 0,3 = 0,39 (mol) mFe NO( 3 2) = 1.0, 39(56 62.2) 35,1( )

2   g

Ví dụ 2: Cho m gam hỗn hợp X gồm Ca, MgO tác dụng hết với dd HNO3 dư, thu được dung dịch Y chứa a gam muối nitrat. Cho dung dịch Na2CO3 đến dư vào dung dịch Y, thu được (a -32) gam kết tủa Z. Xác định giá trị m?

HDG: 1. Sơ đồ bài toán (1) Ca

MgO









 

HNO3du 3 2

3 2

( )

( )

Ca NO Mg NO









 

Na2CO3du 3

3

CaCO MgCO





m gam a gam (a – 32) gam

 (2) X HNO3du M(NO3)2 Na2CO3du M CO3

 Phát hiện vấn đề: Ta thấy MX = 40 đvC (MCa = MMgO) → Muốn xác định được m thì cần phải xác định được nX. → Theo dữ kiện của đề bài thì ta chưa tìm được số mol X

 Giải quyết vấn đề: Khi chuyển từ muối nitrat thành muối cacbonat 2NO3-  CO32-

Theo PTHH: 2 mol  1 mol → ∆m↓ = 2. 62 – 60 = 64 gam Theo bài: 1 mol  0,5 mol ← ∆m↓ = 32 gam

→ nX  0,5 mol

→ m = 40. 0,5 = 20 gam

2.7.1.3. Sử dụng bài tập rèn luyện năng lực tư duy, trí thông minh

Ta có thể sử dụng BTHH để rèn trí thông minh cho HS theo một số hướng sau:

 Sử dụng các bài tập có cách giải nhanh thông minh.

 Sử dụng bài tập có nhiều cách giải.

 Sử dụng bài tập có nhiều khả năng xảy ra

70

Ví dụ 1(ĐH Khối B - 2007): Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3,0 gam hốn hợp chất rắn X. Hòa tan hết hốn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư) thoát ra 0,56 lít khí (đktc) NO (sp khử duy nhất). Giá trị của m là

A. 2,52 B. 2,22 C. 2,62 D. 2,32

HDG: Sơ đồ bài toán

m gam Fe + [O] 3,0 gam X

2 3 3 4

Fe FeO Fe O Fe O











HNO3

 Fe3+ + NO (0,025 mol)

Cách 1: Quy hỗn hợp X thành: x mol Fe và y mol Fe2O3. Ta có 56x + 160y = 3,0 (1)

Quá trình nhường e: Fe  Fe3+ + 3e  ne nhường = 3x Quá trình nhận e: N + 3e N  ne nhận = 3 0,56

22, 4 = 0,075 mol Theo định luật bảo toàn e: ne nhường = ne nhận  3x = 0,075  x= 0,025 Thay vào (1)  y = 0,01

Vậy X gồm 0,025 mol Fe và 0,01 mol Fe2O3

Theo bảo toàn nguyên tố: nFe = nFe + 2nFe2O3= 0,025 + 20,01 = 0,045 mol

 m = 0,04556 = 2,52 gam

Cách 2: Quy hốn hợp X thành x mol FeO và y mol Fe2O3 Cách 3: Quy hốn hợp X thành FexOy

Cách 4: Quy hỗn hợp thành Fe; O

Lưu ý: Trong quá trình giảng giải loại bài này ta cũng có thể cho HS tự chứng minh công thức tính m liên hệ qua các đại lượng trên của sơ đồ bài toán và áp dụng vào các trường hợp tương tự để rèn luyện khả năng tư duy và trí thông minh cho HS.

mFe = 0,7.mhhX + 5,6 ne trao đổi

Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn 25,6 gam chất rắn X gồm Fe, FeS, FeS2 và S bằng dd HNO3 dư, thoát ra V lít khí NO duy nhất (đktc) và dd Y. Thêm Ba(OH)2 dư vào Y thu được 126,25 gam kết tủa. Giá trị của V là

A. 17,92 B. 19,04 C. 24,64 D. 27,58

+5 +2

71 HDG: Quy hỗn hợp X về Fe và FeS với X





) ( :

) ( :

mol y FeS

mol x

Fe → 56x + 88y = 25,6 (1) Sơ đồ hóa bài toán: NO: V lít(đktc)

X





) ( :

) ( :

mol y FeS

mol x Fe

dd Y

3 2 4

Fe SO











Ba(OH)2 dư





4

)3

( BaSO

OH Fe

Theo bảo toàn nguyên tố: nFe(OH)3= ∑nFe = x + y (mol); nBaSO4= nS = y (mol) Vậy m= 107(x + y) + 233y →107x + 340y = 126,25 (2)

Từ (1) và (2) → x = -0,25 ; y = 0,45 → X gồm -0,25 mol Fe và 0,45 mol FeS Các quá trình nhường, nhận e:

0

Fe 

3



Fe + 3e; FeS 

3



Fe + S6 + 9e; N5 + 3e 

2



N -0,25 -0,75 0,45 4,05

4 , 22

3V 4 , 22

V

→ ne nhường = ne nhận → -0,75 + 4,05 = 4 , 22

3V  V = 26,64 (Đáp án C)

Lưu ý: GV có thể khuyến khích HS làm theo cách hướng quy đổi khác như quy đổi thành (Fe, FeS) ; (Fe, FeS2) ; (FeS, S) hoặc (FeS2, S)...

Ví dụ 3: Trộn CuO với một oxit kim loại M hoá trị II với số mol tương ứng theo tỉ lệ mol 1: 2, được hỗn hợp A. Cho một luồng H2 dư đi qua 2,4 gam A nung nóng thu được hỗn hợp B. Để hoà tan hết B cần 40ml dung dịch HNO3 2,5M và thu được khí NO duy nhất. Xác định kim loại M.

HDG: Gọi số mol CuO trong A là x → số mol MO là 2x mol.

CuO + H2 t0 Cu + H2O (1) Có thể: MO + H2

t0

 M + H2O (2) 3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (3) 3M + 8HNO3  3 M(NO3)2 + 2NO + 4H2O (4) Có thể: MO + 2HNO3  M(NO3)2 + 2H2O (5) Trường hợp 1: Các oxit bị H2 khử hoàn toàn, không có (5)

HNO3 dư

126,25 gam

72 Ta có hệ:

80 ( 16)2 2, 4

8 8

2 0,1

3 2

x M x

x x

  



  



→ x = 0,0125 mol; M = 40 → Ca (loại)

Trường hợp 2: MO không bị H2 khử, không có (2,4) Ta có hệ:

80 ( 16).2 2, 4

8 2.2 0,1

3

x M x

x x

  



  



→ x = 0,015 mol; M = 24 → M là Mg

Ví dụ 4 (HSG Thái Nguyên – 2012): Hòa tan hỗn hợp rắn X gồm Zn, FeCO3, Ag (số mol Zn bằng số mol FeCO3) với dung dịch HNO3 dư thu được hỗn hợp A hai khí không màu có tỉ khối so với khí heli là 9,6 và dung dịch B. Cho B phản ứng với lượng dư KOH được chất rắn Y. Lọc Y nung trong không khí đến khối lượng không đổi được 2,82 gam chất rắn Z. Biết mỗi chất trong X chỉ khử HNO3 xuống một số oxi hóa duy nhất.

a. Hãy lập luận để tím hai khí trong A.

b. Tính khối lượng mỗi chất ban đầu trong X.

HDG: a. Trong hai khí chắc chắn có CO2 (M = 44). Vì Mhh = 38,4 < 44

 Khí còn lại có M < 38,4  Là N2 hoặc NO. Vì Ag là kim loại yếu nên không thể khử HNO3 xuống N2  Khí còn lại là NO.

b. Gọi số mol Zn = x mol = số mol FeCO3, số mol Ag = y mol Trường hợp: Zn khử HNO3 xuống NO

3 :

: : Zn x mol FeCO x mol

Ag y mol







HNO3



3 2 3 3 3

( ) :

( ) :

:

Zn NO x mol Fe NO x mol AgNO y mol







+

2

NO CO





+ H2O Ta có: Zn → Zn2+ + 2e N+5 + 3e → N+2 x x 2x 3x + y x + y/3 Fe2+ → Fe3+ + 1e

x x x Ag → Ag+ + 1e y y y

Khí tạo thành có x mol CO2 và (x + y/3) mol NO

Vì Mhh = 38,4  số mol CO2 = 1,5 số mol NO → x = 1,5 (x + y/3)  y = -x (loại)

73 Trường hợp : Zn khử HNO3 xuống NH4NO3

3 :

: : Zn x mol FeCO x mol

Ag y mol







HNO3



3 3 3 3

4 3

( ) :

( ) :

: Zn NO x mol Fe NO x mol

AgNO y mol NH NO











+

2

NO CO





+ H2O

Ta có: Zn → Zn2+ + 2e N+5 + 8e → N-3 x x 2x 2x x/4 Fe2+ → Fe3+ + 1e N+5 + 3e → N+2 x x x x + y (x + y)/3 Ag → Ag+ + 1e

y y y

Khí tạo thành có (x+y)/3 mol NO và x mol CO2. Vì số mol CO2 = 1,5 số mol NO  x = y

Dung dịch B + dung dịch NaOH dư  Kết tủa gồm Ag2O và Fe(OH)3. Sau khi nung nóng thu được 2,82 gam chất rắn gồm: Fe2O3 và Ag.

BTNT Fe và BTNT Ag  160.0,5x + 108y = 2,82.  x = y = 0,015 (mol) 0, 975

mZn  gam ; mFeCO3 1, 74gam ; mAg 1, 62gam

2.7.1.4. Sử dụng bài tập rèn luyện khả năng suy luận, diễn đạt logic, chính xác.

Ví dụ 1(HSG Vĩnh Phúc – 2013): Hợp chất A có dạng M3X2. Khi cho A vào nước, thu được kết tủa trắng B và khí C là một chất độc. Kết tủa B tan được trong dung dịch NaOH và dung dịch NH3. Đốt cháy hoàn toàn khí C rồi cho sản phẩm vào nước dư, thu được dung dịch axit D. Cho từ từ D vào dung dịch KOH, phản ứng xong thu được dung dịch E chứa 2 muối. Dung dịch E phản ứng với dung dịch AgNO3 cho kết tủa màu vàng F tan trong axit mạnh. Lập luận để chọn công thức hóa học đúng cho chất A. Viết các phương trình phản ứng xảy ra. Biết M và X đều là những đơn chất phổ biến.

HDG: M3X2 +H O2  B(trắng) + C(độc)

B tan được trong dung dịch NaOH và dung dịch NH3

M là đơn chất phổ biến  B là Zn(OH)2.

Kết tủa F màu vàng tan trong dung dịch axit mạnh  F là Ag3PO4  X là P  A là Zn3P2.

74

PTHH: Zn3P2 + 6H2O  3Zn(OH)2 + 2PH3 (A) (B) (C)

Zn(OH)2 + 2NaOH  Na2[Zn(OH)4] Zn(OH)2 + 4NH3  [Zn(NH3)4](OH)2 2PH3 + 4O2 to P2O5 + 3H2O

P2O5 + 3H2O  2H3PO4

(D)

H3PO4 + 2KOH  K2HPO4 + 2H2O

H3PO4 + 3KOH  K3PO4 + 3H2O → E chứa: K2HPO4 và K3PO4

K3PO4 + 3AgNO3  Ag3PO4 + 3KNO3

(F)

K2HPO4 + 2AgNO3  Ag2HPO4 + 2KNO3

Ví dụ 2(HSG Quốc Gia - 2003):Kim loại A phản ứng với phi kim B tạo hợp chất C màu vàng cam. Cho 0,1 mol hợp chất C phản ứng với CO2 (dư) tạo thành hợp chất D và 2,4 gam B. Hòa tan hoàn toàn D vào nước, dung dịch D phản ứng hết 100 ml dung dịch HCl 1M giải phóng 1,12 lít khí CO2 (đktc). Hãy xác định A, B, C, D và viết các phương trình phản ứng xảy ra. Biết hợp chất C chứa 45,07 % B theo khối lượng; hợp chất D không bị phân tích khi nóng chảy.

HDG: nHCl 0,1mol ,

2 0, 05 nCO  mol

Dung dịch D phản ứng hết 0,1 mol HCl giải phóng khí CO2

→

2

H CO

n n

 = 0,1 : 0,05 = 2: 1 s  Hợp chất D là muối cacbonat kim loại. Hợp chất D không bị phân tích khi nóng chảy, vậy D là cacbonat kim loại kiềm.

2H+ + CO32-  CO2 + H2O

C + CO2  D + B  C là peroxit hay superoxit, B là oxi.

Đặt công thức hoá học của C là AxOy

Lượng oxi trong 0,1 mol C là: 16 x 0,05 + 2,4 = 3,2 (g)

mC = 3,2.100/45,07 = 7,1 gam  MC = 7,1 : 0,1 = 71 (g/mol).

 mA trong C = 7,1 - 3,2 = 3,9 (g)  x : y = 3, 9 3, 2:

A 16

M → MA = 39 (g).

75 Vậy A là K ; B là O2; C là KO2; D là K2CO3.

Ví dụ 3(HSG Quảng Ninh 2010): Cho 10,62 gam hỗn hợp gồm Fe, Zn vào 800 ml dung dịch hỗn hợp X gồm NaNO3 0,45M và H2SO4 0,9M. Đun nóng cho phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch Y và 3,584 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, đo ở đktc). Dung dịch Y hòa tan tối đa m1 gam bột Cu và thu được V lít khí NO (đktc, sản phẩm khử duy nhất của NO3).

1. Tính phần trăm về khối lượng từng kim loại trong hỗn hợp ban đầu.

2. Tính giá trị của m1 và V.

3. Cho m2 gam Zn vào dung dịch Y (tạo khí NO là sản phẩm khử duy nhất của NO3), sau phản ứng thu được 3,36 gam chất rắn. Tính giá trị của m2.

HDG: 1. Số mol NaNO3 = 0,36 mol

Số mol H2SO4 = 0,72 mol  số mol H+ = 1,44 mol Ta có các bán phản ứng: NO3-

+ 4H+ + 3e → NO + 2H2O (1) Mol : 0,16 ← 0,64 ← 0,48 ← 0,16

Số mol NO = 0,16 mol  H+ và NO3

- dư, kim loại phản ứng hết.

Số mol NO3-

phản ứng = 0,16 mol; số mol H+ phản ứng = 0,64 mol Fe → Fe3+ + 3e (1) Zn → Zn2+ + 2e (2)

Gọi số mol Fe là x mol, số mol Zn là y mol

Theo khối lượng hỗn hợp ban đầu ta có phương trình : 56 x + 65 y = 10,62 (I) Theo định luật bảo toàn electron ta có phương trình: 3x + 2y = 0,16.3 (II) Giải hệ phương trình (I), (II) ta có: x = 0,12 và y = 0,06 mol

mFe = 0,12.56 = 6,72 g  % mFe = 63,28%

% mZn =100% - 63,28 % = 36,72 %

2. Dung dịch Y có 0,2 mol NO3-; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+, khi thêm bột Cu vào dung dịch Y:

3Cu + 8H+ + 2NO3-

→ 3Cu2+ + 2NO + 4 H2O (3) mol: 0,3 ← 0,8 ← 0,2 → 0,2

2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ (4) 0,12 → 0,06

Từ phản ứng (3), (4) có tổng số mol Cu = 0,36 mol

76 m1 = 0,36.64 = 23,04 gam; VNO = 4,48 lít

3. Thêm m2 gam Zn vào dung dịch Y có 0,2 mol NO3-

; 0,8 mol H+; 0,12 mol Fe3+; 0,06 mol Zn2+:

Do khối lượng Fe3+ = 0,12.56 = 6,72 gam > khối lượng chất rắn bằng 3,36 gam.

Nên trong 3,36 gam chất rắn sau phản ứng chỉ có Fe → nFe = 3,36/56 = 0,06 mol 3Zn + 8H+ + 2NO3- → 3Zn2+ + 2NO + 4 H2O

Mol: 0,3 ← 0,8 ← 0,2

Zn + 2Fe3+ → Zn2+ + 2Fe2+

Mol: 0,06 ← 0,12 → 0,12 Zn + Fe2+ → Zn2+ + Fe Mol: 0,06 ← 0,06 ← 0,06

Tổng số mol Zn đã phản ứng bằng 0,3 + 0,12 = 0,42 mol  mZn = 27,3 gam 2.7.1.5. Sử dụng bài tập rèn luyện năng lực thực hành hóa học

Ví dụ 1(HSG Vĩnh Phúc – 2010): Xác định các chất ứng với các kí hiệu và hoàn thành các phương trình phản ứng theo sơ đồ sau.

A + B + H2O  có kết tủa và có khí thoát ra C + B + H2O  có kết tủa trắng keo

D + B + H2O  có kết tủa và khí A + E  có kết tủa

E + B  có kết tủa

D + Cu(NO3)2  có kết tủa ( màu đen)

Với A, B, C, D, E là các muối vô cơ có gốc axit khác nhau.

HDG: Ta có thể chọn

A B C D E

Na2CO3 Al2 (SO4)3 NaAlO2 Na2S BaCl2

PTHH:

3Na2CO3 + Al2(SO4)3 + 3H2O  3Na2SO4 + 2Al(OH)3  + 3CO2 6NaAlO2 + Al2(SO4)3 + 12H2O  3Na2SO4 + 8Al(OH)3 

3Na2S + Al2(SO4)3 + 3H2O  3Na2SO4 + 2Al(OH)3  + 3H2S

77 Na2CO3 + BaCl2  2NaCl + BaCO3  3BaCl2 + Al2(SO4)3  2AlCl3 + 3BaSO4 Na2S + Cu(NO3)2  2NaNO3 + CuS 

Ví dụ 2: Nêu hiện tượng, giải thích và viết PTHH cho các trường hợp sau:

a. Cho kim loại K vào dung dịch FeCl2.

b. Cho kim loại Al vào dung dịch Ba(OH)2 thu được dung dịch X. Sục CO2 tới dư vào dung dịch X.

c. Cho thanh Fe vào dung dịch CuSO4 đun nóng.

d. Cho kim loại Cu vào dung dịch H2SO4 loãng, sau đó sục liên tục khí O2 vào.

HDG: a. Có khí bay lên và có kết tủa trắng xanh hóa nâu trong không khí K + H2O → KOH + 1/2H2↑

2KOH + FeCl2 → 2KCl + Fe(OH)2↓ 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3↓ b. Có sủi bọt khí và kết tủa keo trắng xuất hiện

2Al + Ba(OH)2 + 6H2O → Ba[Al(OH)4]2 + 3H2↑ Ba[Al(OH)4]2 + 2CO2 → Al(OH)3↓ + Ba(HCO3)2

c. Khi đun nóng màu xanh của dung dịch nhạt dần và có kết tủa màu đỏ bám vào thanh Fe: Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu↓

d. Kim loại Cu tan và tạo dung dịch màu xanh lam 2Cu + O2 + 2H2SO4 → 2CuSO4 + 2H2O

2.7.1.6. Sử dụng bài tập hóa học vận dụng giải quyết các vấn đề thực tiễn

Ví dụ 1: Trước đây người ta thường dùng hợp chất của Zn và P làm thuốc chuột.

Vậy thuốc chuột là gì ? Tại sao những con chuột sau khi ăn thuốc chuột lại đi tìm nước uống? Cái gì đã làm cho chuột chết? Nếu sau khi ăn thuốc mà không có nước uống nó chết mau hơn hay lâu hơn ?

HDG: Thuốc chuột là Zn3P2 sau khi ăn Zn3P2 bị thuỷ phân rất mạnh, hàm lượng nước trong cơ thể chuột giảm, nó khát và đi tìm nước:

Zn3P2 + 6H2O  3Zn(OH)2 + 2PH3

Chính PH3 đã giết chết chuột. Càng nhiều nước đưa vào  PH3 thoát ra càng nhiều

 chuột càng nhanh chết. Nếu không có nước chuột chết lâu hơn.

78

Ví dụ 2: Vì sao phèn chua được dùng để đánh trong nước?

HDG: - Phèn chua là muối sunfat kép của nhôm và kali. Ở dạng tinh thể ngậm 24 phân tử H2O nên có công thức hoá học là K2SO4.Al2(SO4)3.24H2O.

- Phèn chua không độc, có vị chát chua, ít tan trong nước lạnh nhưng tan rất nhiều trong nước nóng nên rất dễ tinh chế bằng kết tinh lại trong nước.

- Kết tủa Al(OH)3 tạo thành khi khuấy phèn vào nước đã dính kết các hạt đất nhỏ lơ lửng trong nước đục thành hạt đất to hơn, nặng và chìm xuống làm trong nước.

Al2(SO4)3  2Al3+ + 3SO42- Al3+ + H2O  AlOH2+ + H+ AlOH2+ + H2O  Al(OH)2

+ + H+ Al(OH)2+ + H2O  Al(OH)3↓ + H+ Al2(SO4)3 + 3H2O  Al(OH)3↓ + 3H+

Ví dụ 3: Vì sao đồ vật bằng Ag để lâu ngày thường bị xám đen? Vì sao dùng đồ vật bằng Ag đựng thức ăn thì thức ăn lâu bị ôi thiu hơn?

HDG: Do Ag tác dụng với khí O2 và H2S trong không khí tạo ta Ag2S (màu đen) 4Ag + O2 + 2H2S  2Ag2S↓ + 2H2O

Khi bạc sunfua gặp nước sẽ có một lượng rất nhỏ đi vào nước thành ion Ag+. Ion Ag+ có tác dụng diệt khuẩn rất mạnh, chỉ cần 1/5 tỉ gam bạc trong 1 lít nước cũng đủ diệt vi khuẩn. Không cho vi khuẩn phát triển nên giữ cho thức ăn lâu bị ôi thiu.

2.7.1.7. Sử dụng bài tập hóa học nhằm phát triển năng lực tự học và tiếp thu kiến thức

Với các phần kiến thức mới không có nhiều thời gian để giảng dạy thì khả năng tự học của HS là rất cần thiết, đồng thời cũng đánh giá được năng lực tiếp thu kiến thức của HS. Để phát hiện khả năng và năng lực này của HS thì GV có thể dùng hai cách sau:

Cách 1: Sử dụng kiểu bài tập mà trong đề bài có cung cấp một số kiến thức mới, HS tiếp cận kiến thức mới khi nghiên cứu đề bài.

Cách 2: HS tự nghiên cứu lý thuyết và trên cơ sở đó tự giải quyết các bài tập theo sự hướng dẫn của GV.

79

Ví dụ 1: Tinh thể CsCl có cấu tạo dạng lập phương như hình vẽ. Biết r+= 1,69

0

Avà r-= 1,81A0 . Hãy xác định số đơn vị cấu trúc; hằng số mạng (cạnh a) theo bán kính nguyên tử (r); độ đặc khít ()

HDG: Ta có: - Số đơn vị cấu trúc: nCsCl = 1Cs+ + 1Cl- = 1CsCl - Hằng số mạng: 4,04 0

3 ) (

2 r R A

a  



- Độ đặc khít: 0,683

] . 3. . 4 3. .[4 1

3

3 3







aCsCl

R

r 





Khi giải bài tập này, học sinh đã gián tiếp được cung cấp kiến thức về cấu trúc mạng tinh thể của CsCl.

Ví dụ 2: Al(OH)3 là một hidroxit lưỡng tính có thể tồn tại 2 cân bằng:

Al(OH)3  Al3+ + 3OH- Tt1 = 10-33

Al(OH)3 + OH-  AlO2- + 2H2O Tt2 = 40

Viết biểu thức biểu thị độ tan toàn phần của Al(OH)3 (S) = [Al3+] + [AlO2-

] dưới dạng một hàm của [H+]. Ở pH bằng bao nhiêu thì S cực tiểu? Tính giá trị Smin? HDG: Xét hai cân bằng:

Al(OH)3  Al3+ + 3OH- T1 = [Al3+]. [OH-] = 10-33 Al(OH)3 + OH-  AlO2-

+ 2H2O Tt2 = [AlO2-

] / [OH-] = 40 [Al3+] = (10-33 / [OH-]3) = [H+]3. (10-33 / (10-14)3) = 109.[H+]

[AlO2

- ] = 40. [OH-] = 40.10-4 / [H+] = 4.10-3 / [H+]

Theo đề bài: S = [Al3+] + [AlO2-]  S = 109.[H+] + 4.10-3 / [H+] Độ tan S sẽ có cực trị khi đạo hàm S’ = 0

[H+] = 3,4.10-6  pH = 5,5. Thay [H+] vào S  Smin = 1,5.10-7

Qua bài toán này HS có thể hình thành và tích lũy được phần kiến thức về độ tan, tích số tan, hằng số cân bằng,…

Để sử dụng hệ thống bài tập này có hiệu quả, GV cần lưu ý với mỗi một bài tập có thể có nhiều mục đích khác nhau tùy theo từng thời điểm mà GV sử dụng. Chẳng hạn, với một số bài, nếu GV sử dụng ngay trong giờ học thì nó có tác dụng phát

80

hiện được năng lực phát hiện vấn đề của HS, nhưng nếu sử dụng nó khi đã làm các bài tương tự thì nó lại có tác dụng để củng cố và rèn kỹ năng giải bài tập cho HS.

2.7.2. Sử dụng hệ thống bài tập để tổ chức hoạt động dạy học trên lớp

Mỗi GV sử dụng phương pháp dạy học sao cho hợp lý và phù hợp với từng nội dung giảng dạy, tuy nhiên, phương pháp sử dụng thường xuyên và chủ yếu là phương pháp trao đổi, gồm trao đổi giữa GV với HS, giữa các HS với nhau.

Khi nghiên cứu lý thuyết GV không giảng lại toàn bộ kiến thức đã phát trong tài liệu cho HS mà chỉ trả lời những câu hỏi HS thắc mắc. Sau đó GV đặt hệ thống câu hỏi theo nội dung lý thuyết đã phát trong tài liệu, và chỉ định HS trả lời hoặc dành thời gian cho HS trao đổi, thảo luận trong khoảng thời thời gian thích hợp rồi trả lời. Trả lời được các câu hỏi này, HS sẽ nắm được hệ thống kiến thức của bài đồng thời tự giải đáp được thắc mắc của mình. Mặt khác, thông qua việc trả lời câu hỏi của HS, GV cũng sẽ đánh giá được khả năng tự học ở nhà của HS, căn cứ vào đó mà GV có thể điều chỉnh khối lượng kiến thức yêu cầu HS tự nghiên cứu ở nhà.

2.7.3. Sử dụng bài tập để kiểm tra, đánh giá

Để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức của các em ngay sau mỗi buổi học, giáo viên tổ chức cho HS làm bài trắc nghiệm khách quan (dạng nhiều lựa chọn) khoảng 10 - 15 câu (được trích từ nội dung của luận văn). Việc làm này có tác dụng động viên, khuyến khích động viên việc tự học ở nhà của HS. Đây chính là động lực giúp các em không ngừng nỗ lực, cố gắng trong học tập.

Ngoài ra để đánh giá năng lực học tập của HS sau một khoảng thời gian nhất định, giáo viên tổ chức các bài kiểm tra theo định kì. Căn cứ vào điểm kiểm tra hàng ngày và điểm bài thi định kì giáo viên có thể đánh giá một cách chính xác về năng lực học tập của mỗi HS trong đội tuyển và trong các lớp học.

2.7.4. Sử dụng bài tập để xây dựng bài tập mới

2.7.4.1. Thay đổi mức độ yêu cầu (phát triển thêm, lược bớt, chia nhỏ, thay thế…) Ví dụ: Bài toán gốc: Hỗn hợp A gồm các kim loại Al, Fe, K. Cho m (g) A tác dụng với lượng dư nước thu được 0,448 lit khí H2. Nếu cho m (g) A tác dụng với 70 ml dung dịch NaOH 1M (dư) thì thu được 1,12 lit khí H2 và dung dịch B. Mặt khác nếu