nêu vấn đề chương Kim loại kiềm - Kim loại kiềm thổ - Nhôm [2], [4], [14], [25], [26], [36]
2.2.1 Cơ sở, nguyên tắc và yêu cầu khi biên soạn các bài tập trắc nghiệm khách quan theo hướng nêu vấn đề
a) Cơ sở
Thông thường một bài tập hoá học nói chung và bài tập trắc nghiệm khách quan nói riêng cần thoả mãn hai tính chất:
- Tính chất lý thuyết: Muốn giải bài tập cần nắm vững lý thuyết, vận dụng lý thuyết để vạch ra các phương án giải quyết các vấn đề đặt ra cho mỗi bài tập.
- Tính chất thực hành: Vận dụng các kỹ năng thực hành để thực hiện các phương án đã vạch ra.
Vì vậy, khi xây dựng và thiết kế bài tập trắc nghiệm khách quan dựa vào các cơ sở:
- Dựa trên mục tiêu nghiên cứu từng chương, từng bài và đặc thù môn học. - Dựa trên các định luật, khái niệm, học thuyết, các nguyên lý và mệnh đề; các kiến thức cần truyền thụ, kỹ năng cần rèn luyện để thiết kế các bài tập phù hợp.
- Dựa trên nguồn bài tập tự luận phong phú và đa dạng.
b) Nguyên tắc
Nguyên tắc chung để soạn câu hỏi trắc nghiệm khách quan: - Dựa trên cơ sở đã nêu trên.
- Câu trắc nghiệm phải có nội dung rõ ràng, ngắn gọn, lời văn sáng sủa, phải diễn đạt rõ ràng một vấn đề.
- Trong các phương án để lựa chọn chỉ có một phương án đúng duy nhất, nhưng các phương án “nhiễu” phải “tiệm cận” với phương án đúng.
- Chuyển đổi bài tập tự luận thành bài tập trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn, ngoài quan tâm đến phương án trả lời đúng cần chú ý đến các phương án “nhiễu”, phương án “nhiễu” thường được xây dựng trên những khía cạnh học sinh dễ mắc sai lầm, những trường hợp khái quát hoá không đầy đủ.
- Bài tập trắc nghiệm khách quan cần bám sát chương trình sách giáo khoa và đặc biệt phải nắm vững kiến thức hoá học, phải biết khai thác kiến thức theo chiều sâu.
- Không nên đưa vào một câu trắc nghiệm nhiều thông tin, nhất là những thông tin không cùng một kiến thức. Đừng cố tăng độ khó của câu trắc nghiệm bằng cách làm cho các nội dung của nó thêm phức tạp, diễn đạt rườm rà, quanh co.
- Mỗi câu trắc nghiệm soạn thảo ra cần được dùng thử trên nhóm nhỏ để điều chỉnh, hoàn chỉnh trước khi dùng cho một số đông học sinh.
c) Yêu cầu
Bài tập hoá học nói chung và bài tập trắc nghiệm nói riêng cần phải đáp ứng các yêu cầu sau:
- Bài tập cần phải bám sát chương trình sách giáo khoa. - Bài tập phải đạt được những mục tiêu đã đề ra.
- Bài tập phải được diễn đạt rõ ràng, gọn, chính xác, không gây hiểu lầm, hiểu sai. Tránh tăng độ khó của bài tập bằng cách diễn đạt rườm rà, quanh co.
- Khi thiết kế các câu hỏi và bài tập trắc nghiệm khách quan cần chú ý đến việc tạo tình huống có vấn đề trong các câu hỏi và bài tập
2.2.2. Hệ thống bài tập trắc nghiệm khách quan phần hoá vơ cơ (lớp 12 – THPTnâng cao) nâng cao)
2.2.2.1. Bài tập chứa tình huống nghịch lí - bế tắc
Trong chương kim loại kiềm, loại kiềm kiềm thổ - nhôm có một số tình huống nghịch lí, bế tắc sau:
- Tình huống 1: Nhôm là kim loại tác dụng được với nước nhưng tại sao các vật dụng bằng nhôm hằng ngày tiếp xúc với nước dù ở nhiệt độ nào cũng không bị ăn mòn?
- Tình huống 2: Dung dịch NaOH tác dụng với AlCl3 sẽ tạo ra kết tủa trắng nhưng tại sao cho một lượng nhỏ dung dịch AlCl3 vào lượng lớn dung dịch NaOH có cùng nồng độ thì không thu được kết tủa?
- Tình huống 3: Theo kiến thức các em đã học thì dung dịch axit - bazơ làm đổi màu quỳ tím còn dung dịch muối thì không, nhưng thực tế dung dịch muối có thể làm đổi màu giấy quỳ ?
- Tình huống 4: Theo kiến thức các em đã học thì kim loại đứng trước hiđro tác dụng được với axit tạo H2 nhưng khi cho Al tác dụng với HNO3 lại không tạo khí H2?
- Tình huống 5: Khi học về dãy điện hoá của kim loại học sinh đã biết rằng kim loại đứng trước đẩy được kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối. Nhưng tại sao khi cho Na vào dung dịch CuCl2 lại có khí bay ra và có kết tủa màu xanh?
- Tình huống 6: Tại sao cũng là hiđroxit không tan như hiđroxit của một số kim loại Fe, Cu… mà Al(OH)3 lại có thể tan trong dung dịch bazơ còn các hiđroxit trên lại không.
- Tình huống 7: Nhôm là một kim loại tác dụng với nước nhưng vì sao vật dụng bằng nhôm hằng ngày tiếp xúc với nước dù ở nhiệt độ nào cũng không bị mòn.
Bài tập 1:
Ghép các mệnh đề ở hai cột với nhau để có câu trả lời đúng:
Dung dịch Tính chất
1. Na2CO3 A. Không làm quỳ tím đổi màu. 2. AlCl3 B. Làm quý tím hoá xanh.
3. NaCl C. Làm quỳ tím hoá đỏ.
Phân tích:
- Muối Na2CO3 tạo bởi axit yếu và bazơ mạnh nên trong dung dịch nó bị thuỷ phân tạo môi trường bazơ:
Na2CO3 → 2Na+ + CO32- CO32- + H2O → HCO3- + OH- ⇒ Dung dịch Na2CO3 làm quỳ tím hoá xanh.
- Muối AlCl3 tạo bởi bazơ yếu và axit mạnh nên trong dung dịch nó bị thuỷ phân tạo môi trường axit:
AlCl3 → Al3+ + 3Cl-
Al3+ + 3H2O → Al(OH)3 + 3H+ ⇒ Dung dịch AlCl3 làm quỳ tím hoá đỏ.
- Muối NaCl tạo bởi axit mạnh và bazơ mạnh nên trong dung dịch nó không bị thuỷ phân. Dung dịch NaCl không làm quỳ tím đổi màu.
Bài tập này có thể sử dụng trong giờ luyện tập, kiểm tra. Khi giáo viên ra bài tập này sẽ tạo tình huống nghịch lí, bế tắc ở học sinh.
Bài tập này có tác dụng củng cố kiến thức về hợp chất của kim loại kiềm, hợp chất của nhôm, đồmg thời ôn luyện kiến thức về phản ứng thuỷ phân của muối.
Bài tập 2:
Ghép các mệnh đề ở hai cột với nhau để có câu trả lời đúng:
Thí nghiệm Hiện tượng
1. Cho một lượng nhỏ dung dịch AlCl3 0,1M vào một lượng lớn dung dịch NaOH 0,1M.
A. Xuất hiện kết tủa trắng keo.
2. Cho một lượng nhỏ dung dịch NaOH 0,1M vào một lượng lớn dung dịch AlCl3 0,1M.
B. Kết tủa xuất hiện lập tức tan ngay.
Phân tích:
- Khi cho AlCl3 vào dung dịch NaOH kết tủa xuất hiện lập tức tan ngay, do: AlCl3 + 3 NaOH → Al(OH)3↓ + 3NaCl
NaOH + Al(OH)3 → Na[Al(OH)4]
- Khi cho một lượng nhỏ dung dịch NaOH vào một lượng lớn dung dịch AlCl3 xuất hiện kết tủa trắng keo sữa, kết tủa này không tan.
⇒ Đáp án: 1 - B, 2 - A.
Tác dụng:
Bài tập này tạo ra tình huống có vấn đề khi giảng dạy bài mới “một số hợp chất quan trọng của nhôm” (hoá học 12 nâng cao).
Khi giáo viên ra bài tập này và kết hợp với thí nghiệm để tăng tính trực quan thì học sinh sẽ thấy lúng túng, bế tắc: Theo kiến thức đã học thì dung dịch AlCl3 tác dụng với NaOH tạo ra Al(OH)3 kết tủa, nhưng ở đây nếu cho một lượng nhỏ dung dịch AlCl3 vào một lượng lớn dung dịch NaOH có cùng nồng độ thì kết quả lại khác?
Như vậy, sau khi đưa ra bài tập này thì học sinh sẽ rơi vào tâm trạng có vấn đề, muốn tìm hiểu nguyên nhân của việc không thu được kết tủa.
Ghép các mệnh đề ở hai cột với nhau để có câu trả lời đúng:
Thí nghiệm Sản phẩm
1. Cho mảnh Al vào dung dịch HNO3 loãng, đun nóng.
A. Khí H2 không màu.
2. Cho mảnh Al vào dung dịch HCl. B. Khí NO không màu, hoá nâu trong không khí.
Phân tích:
- HCl có tính axit:
2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ - HNO3 có tính oxi hoá:
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2↑ NO + O2 → NO2↑
(nâu đỏ) ⇒ Đáp án: 1 – B, 2 – A.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài mới “nhôm” (hoá học 12 nâng cao), phần “tính chất hoá học”.
Sau khi đưa ra bài tập này để tạo tình huống có vấn đề ở học sinh, giáo viên làm thí nghiệm cho học sinh quan sát và tìm ra câu trả lời đúng.
Bài tập 4: Ghép các mệnh đề ở hai cột với nhau để có câu trả lời đúng:
Thí nghiệm Hiện tượng
1. Cho mẩu kim loại Fe vào dung dịch HCl.
A. Có sủi bọt khí và kết tủa màu xanh. 2. Cho Na vào dung dịch CuSO4. B. Mẩu kim loại tan dần và có sủi bọt
khí.
Phân tích:
- Cho mẩu kim loại Fe vào dung dịch HCl có sủi bọt khí: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
Sau đó kiềm sinh ra sẽ tác dụng với CuSO4 tạo kết tủa màu xanh: CuSO4 + 2NaOH → Cu(OH)2↓ + Na2SO4 ⇒ Đáp án: 1 – B, 2 – A.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi dạy bài mới “kim loại kiềm” (hoá học 12 nâng cao), phần “tính chất hoá học”.
Sau khi ra bài tập này giáo viên sẽ đặt học sinh vào tình huống có vấn đề:
Theo thứ tự trong dãy điện hoá: Fe đứng trước hiđro trong dãy điện hóa nên phản ứng được với axit tạo khí và dễ dàng chọn được 1 nối với B. Bằng phương pháp loại trừ HS sẽ nối 2 với A. Đến đây HS thắc mắc: Na đứng trước Cu trong dãy điện hóa, vì vậy khi cho Na vào CuSO4 đáng lẽ ra Na đẩy Cu ra khỏi muối thu được Cu kim loại. Nhưng tại sao ở đây hiện tượng có sủi bọt khí và kết tủa màu xanh.
Bài tập này có tác dụng phát triển tư duy phân tích, tổng hợp ở học sinh
2.2.2.2. Bài tập chứa tình huống tại sao
Các tình huống tại sao trong chương kim loại kiềm - kim loại kiềm thổ - nhôm: - Tại sao trong tự nhiên kim loại kiềm không tồn tồn tại dạng đơn chất ?
- Tại sao có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội ?
- Tại sao không nên dùng các vật dụng bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm? - Tại sao khi sản xuất nhôm phải tinh chế quặng boxit ?
- Tại sao muối NaHCO3 có tính lưỡng tính ? - Tại sao muối Na2CO3 có tính bazơ ?
- Tại sao trong ấm đun nước thường có lớp cặn màu vàng ? - Tại sao Al2O3 có nhiệt độ nóng chảy rất cao ?
- Tại sao trong các hợp chất nguyên tố kim loại kiềm chỉ có SOXH +1 ?
- Tại sao nhôm là một kim loại phổ biến nhưng đến thế kỉ 19 mới dùng nhôm làm đồ trang sức.
Bài tập 5:
Hãy điền vào chỗ trống:
Trong tự nhiên các kim loại kiềm không tồn tại dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, vì...
Phân tích:
Các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh: kim loại kiềm khử dễ dàng các nguyên tử phi kim thành ion âm, kim loại kiềm khử nước ở nhiệt độ thường, giải phóng H2: Ví dụ: 2Na + Cl2 → 2NaCl
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
⇒ Đáp án: Trong tự nhiên các kim loại kiềm không tồn tại dạng đơn chất mà chỉ tồn tại ở dạng hợp chất, vì các kim loại kiềm có tính khử rất mạnh.
Tác dụng:
Bài tập này tạo tình huống tại sao khi giảng dạy bài mới “kim loại kiềm và hợp chất quan trọng của kim loại kiềm” (hoá học 12 cơ bản), phần “trạng thái tự nhiên”.
Bài tập này sẽ đặt học sinh vào tình huống có vấn đề và có nhu cầu muốn giải quyết vấn đề đó.
Sau khi ra bài tập này giáo viên yêu cầu học sinh nhắc lại tính chất hoá học của kim loại kiềm để học sinh nhớ lại kiến đã học: Kim loại kiềm có tính khử mạnh từ đó sẽ tìm ra đáp án.
Bài tập này còn giúp học sinh liên hệ với những kiến thức thực tế: trong nước biển có chứa một lượng tương đối lớn muối NaCl, đất cũng chứa một số hợp chất kim loại kiềm ở dạng silicat va aluminat.
Bài tập 6:
Hãy điền vào chỗ trống:
Có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội, vì...
Phân tích:
Nhôm không tác dụng với HNO3 đặc nguội. Axit này đã oxi hoá bề mặt nhôm tạo thành một màng oxit có tính trơ làm cho nhôm thụ động. Nhôm bị thụ động sẽ không tác dụng với HCl, H2SO4 loãng.
⇒ Đáp án: Có thể dùng thùng nhôm để chuyên chở HNO3 đặc, nguội, vì nhôm đã bị thụ động bởi HNO3 đặc, nguội.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng bài mới “nhôm” (hoá học 12 nâng cao), hoặc “nhôm và hợp chất của nhôm” (hoá học 12 cơ bản), phần “tính chất hoá học”.
Sau khi tìm hiểu phản ứng của nhôm với các dung dịch HCl ; H2SO4 loãng ; dung dịch HNO3 loãng ; HNO3 đặc, nóng ; H2SO4 đặc, nóng và biết rằng nhôm có thể phản ứng với các axit trên. Do đó không được dùng thùng nhôm để chuyên chở các axit này. Giáo viên ra bài tập trên sẽ tạo cho học sinh nhu cầu muốn tìm hiểu HNO3 đặc, nguội có gì khác so với các axit trên.
Sau đó giáo viên cung cấp cho HS biết thông tin: nhôm bị thụ động trong dung dịch HNO3 đặc, nguội, từ đó có cơ sở để HS tìm ra câu trả lời cho câu hỏi trên.
Bài tập còn có tác dụng giáo dục HS vận dụng kiến thức khoa học vào cuộc sống.
Bài tập 7:
Hãy điền vào chỗ trống:
Không nên dùng các vật dụng bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm,vì...
Phân tích:
Các vật dụng bằng nhôm được phủ một lớp mỏng Al2O3 trên bề mặt. Al2O3 là oxit lưỡng tính nên lớp màng mỏng Al2O3 trên bề mặt nhôm tác dụng với dung dịch kiềm tạo ra muối tan :
Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O natri aluminat
Khi không còn màng oxit bảo vệ, nhôm sẽ tác dụng với nước tạo ra Al(OH)3 và giải phóng khí H2 :
2Al + 6H2O → 2 Al(OH)3 ↓ + 3H2↑
Al(OH)3 là hiđroxit lưỡng tính nên tác dụng tiếp với dung dịch kiềm: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O
⇒ Đáp án: Không nên dùng các vật dụng bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm, vì nhôm tan trong dung dịch kiềm.
Tác dụng:
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài “nhôm” (hoá học 12 nâng cao), hoặc “nhôm và hợp chất quan trọng của nhôm” ( hoá học 12 cơ bản), phần “tính chất hoá học của nhôm” .
Sau khi ra bài tập này giáo viên hướng dẫn HS tìm hiểu tính chất nhôm tác dụng với dung dịch kiềm.
Bài tập này có tác dụng giúp HS liên hệ với kiến thức thực tế: Cách bảo quản các vật dụng bằng nhôm. Đó là không nên dùng các vật dụng bằng nhôm để đựng dung dịch kiềm.
Bài tập 8:
Hãy điền vào chỗ trống:
Khi sản xuất nhôm người ta phải tinh chế quặng boxit, vì...
Phân tích:
Trong công nghiệp, nhôm được sản xuất từ quặng boxit bằng phương pháp điện phân. Trong quặng boxit ngoài thành phần chính là Al2O3.2H2O còn có các chất SiO2 và Fe2O3. Do đó trước khi điện phân nóng chảy quặng người ta phải loại bỏ các tạp chất để có Al2O3 nguyên chất.
⇒ Đáp án: Khi sản xuất nhôm người ta phải tinh chế quặng boxit, vì ngoài thành phần chính là Al2O3.2H2O, thì trong quặng còn có các tạp chất là SiO2 và Fe2O3.
Tác dụng :
Bài tập này có thể sử dụng khi giảng dạy bài mới “nhôm” (hoá học 12 nâng cao), hoặc “nhôm và hợp chất quan trọng của nhôm” ( hoá học 12 cơ bản) để tạo tình huống lựa chọn cho HS khi nghiên cứu phần “sản xuất nhôm”.
Trước khi nghiên cứu phần này giáo viên ra bài tập trên cho HS. Lúc này HS muốn tìm hiểu xem tinh chế quặng có tác dụng gì? Vì sao phải tinh chế quặng ?
Sau đó giáo viên hướng dẫn HS tìm hiểu thành phần của quặng boxit để tìm ra