2.2.3.1. Cơ sở để xây dựng các bài tập hóa học
+ Dựa trên năng lực thực tế của người học là đối tượng học sinh TTGDTX. + Nội dung môn học, mục tiêu mà người học cần đạt được ở mức độ tư duy
+ Tùy theo đặc điểm lớp học lựa chọn hình thức phù hợp (trắc nghiệm, tự luận).
2.2.3.2. Nguyên tắc chung để xây dựng các bài tập hóa học
+ Đảm bảo nội dung kiến thức bài học theo chuẩn kiến thức, kĩ năng. + Có tính vừa sức, phù hợp với năng lực HS.
+ Có tính hệ thống, logic, liên hệ giữa các kiến thức.
2.2.3.3. Sử dụng bài tập
a. Đảm bảo học sinh hiểu đề bài
HS nhiều khi gặp khó khăn ngay từ bước đầu tiên: không hiểu đề bài nói gì, cho các yếu tố gì, có mối liên hệ như thế nào với các yêu cầu bài hay việc áp dụng lý thuyết vào bài như thế nào,… Do đó không thể tiếp tục quá trình giải bài tập. Vì vậy, việc đầu tiên giáo viên cần làm là giúp các em hiểu rõ yêu cầu đầu bài, bài toán đã cho yếu tố nào và yêu cầu tính toán gì, sử dụng kiến thức và công thức nào để giải bài tập.
Ví dụ: Cho 17 g hỗn hợp Zn và CuO tác dụng vừa hết với V lít dung dịch HNO3 2M thu được 1,12 lít N2 duy nhất (đktc) và dung dịch A.
a) Tính % khối lượng mỗi chất có trong hỗn hợp đầu. b) Thể tích dung dịch HNO3 cần dùng
Đối với bài tập này GV nên tóm tắt bài toán dưới dạng sơ đồ:
- Bước 1: Hướng dẫn HS viết và cân bằng phương trình PƯHH nhanh và chuẩn nhất.
- Bước 2: Khai thác dữ kiện bài toán: Cho khối lượng hỗn hợp, thế tích khí → quy về đặt ẩn số mol để giải. Đưa ra công thức cụ thể tính số mol, phương trình biểu thị số gam khối lượng hỗn hợp → giải hệ.
- Bước 3: Sau khi tìm ra số mol mỗi chất, đưa công thức yêu cầu HS nhớ công thức đó và hướng dẫn HS tính % khối lượng.
- Bước 4: Để tính được thể tích axit áp dụng công thức CM
Sau bài toán ví dụ GV nên tổng kết hệ thống lại và đưa ra các công thức hóa học cơ bản giúp HS làm bài tập.
Ví dụ: Khi học về bài axit Nitric, GV có thể đưa ra một số hợp chất của nitơ
yêu cầu học sinh xác định số oxi hóa của nitơ, cân bằng các phương trình PƯHH. Học sinh được rèn luyện kĩ năng cân bằng phương trình PƯHH.
c. Sử dụng trong giờ luyện tập, ôn tập, học phụ đạo
Giờ luyện tập hay ôn tập trên lớp là tiết học cần sử dụng bài tập nhiều bởi HS đã được học lý thuyết. Bài tập giúp HS ôn tập lại kiến thức đã học, vận dụng làm bài tập. Các bài tập nên theo mức độ từ đơn giản đến phức tạp theo từng dạng bài xác định, mỗi dạng bài có phương pháp giải cụ thể.
Trong giờ học phụ đạo, GV nên sử dụng các bài tập cơ bản bám sát nội dung chương trình để đảm bảo HS có thể làm được ở mức độ đáng kể. Ví dụ dạng bài kim loại tác dụng với axit sinh ra hỗn hợp khí, GV nêu phương pháp chung để làm bài tập, cho ví dụ cụ thể, phân tích hướng dẫn HS giải từng bước. Tiếp đó, cho các bài tập tương tự để HS làm (Cụ thể trong phần hệ thống các dạng bài tập cơ bản chương Nitơ – Photpho).
Để hiểu một kiến thức, rèn một kĩ năng nào đó, đối với học sinh TTGDTX, GV cần giải những bài tập cùng thể loại và cùng mức độ với số lượng nhiều hơn so với các em học sinh THPT. Phần gia tăng này thường tiến hành trong các tiết ôn luyện hoặc những buổi phụ đạo. Chẳng hạn, với dạng bài toán viết phương trình phản ứng (hay hoàn thành chuỗi phản ứng), GV thiết kế thành nhiều các dạng bài tập nhỏ có tính vừa sức vừa giúp ôn luyện kiến thức, củng cố kĩ năng cân bằng PTPƯ.
Trong các tiết luyện tập, bài tập là công cụ chính được thiết kế dưới dạng phiếu học tập. Đặc biệt hơn là sử dụng những bài tập vừa sức, chủ yếu là cho HS giải các bài tập thuộc dạng cơ bản, tránh ra thêm cho các em những dạng bài tập mới có tính chất mở rộng, nâng cao kiến thức.
d. Sử dụng kiểm tra – đánh giá
Bài tập là công cụ giúp giáo viên đánh giá HS sau thời gian học một nội dung cụ thể. Giáo viên có thể xây dựng đề kiểm tra trắc nghiệm hoặc tự luận hoặc đan xen tùy mục đích kiểm tra kiến thức là gì? Với mục đích kiểm tra kĩ năng cân bằng phương trình phản ứng GV có thể sử dụng bài tập sau:
b) NH3 + Na → NaNH2 + H2
c) Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O d) NH4NO2 t0 N2 + 2H2O
2.2.3.4. Hệ thống bài tập phần phi kim lớp 11 – chương trình GDTX a. Các bài tập cơ bản chương Nitơ – Photpho [1], [2], [9], [10] Dạng 1: Chuỗi phản ứng, phương trình phản ứng hóa học
* Phương pháp:
- Học sinh cần nắm chắc kiến thức về nitơ, amoniac, muối amoni, photpho, hợp chất của nitơ, photpho…
- Xác định rõ chất oxi hóa, chất khử và quá trình oxi hóa, khử.
- Xác định được chính xác sản phẩm, ghi rõ điều kiện phản ứng xảy ra.
* Một số lỗi sai HS hay mắc phải:
- Xác định sai số oxi hóa, sai chất oxi hóa và chất khử. - Quên ghi điều kiện phản ứng.
- Tự viết ra sản phẩm không có thật trong thực tế.
- Cân bằng sai do không biết cách cân bằng hay đưa hệ số cân bằng vào
phương trình sai.
* Bài tập ví dụ:
Bài 1: Xác định số oxi hóa của nitơ trong các ion và phân tử sau: N2, NO, NO3-, NH3, NO2-, N2O, HNO3, NH4+, NO2, HNO2, NH4NO3
Bài 2: Thực hiện các chuỗi chuỗi ứng sau:
N2 1 NH3 2 NH4Cl 3 NH3 4 NH4NO3 5 N2 6 NO 7 NO2 8 HNO3 Bài giải: 1) N2+3H2t0; ;p xt 2NH3↑ 2) NH3 + HCl → NH4Cl 3) NH4Cl + NaOH → NaCl + NH3 ↑+ H2O 4) NH3+ HNO3→ NH4NO3 5) NH4 NO3 0 t N2↑+ ½ O2↑+ 2H2O 6) N2+ O2 0 t 2NO 7) 2NO + O → 2NO
8) 3NO2+ H2O → 2HNO3+ NO
Bài 3: Lập phương trình phản ứng cho các phản ứng sau: a) Ag + HNO3(đ) → NO2↑+ ? + ?
b) Ag + HNO3 → NO↑+ ? + ?
c) Al + HNO3 → N2O↑ + ? + ? d) Zn +HNO3 → NH4NO3 + ? + ? e ) FeO + HNO3→ NO ↑+ Fe(NO3)3 + ? f )Fe3O4 + HNO3 → NO ↑+ Fe(NO3)3 + ? g) FeO + HNO3 → NO↑+ ? + ?
h) FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4+ NO↑ + H2O
Bài giải:
a ) A g + 2HNO3 ( đ ) → NO2 ↑+ AgNO3+ H2O b) 3 Ag + 4HNO3 → NO↑ + 3AgNO3+ 2H2O
c) 8Al + 30 HNO3 → 3N2O↑ + 8 Al(NO3)3 + 15 H2O d) 8Zn + 20 HNO3→ 2NH4 NO3+ 8Zn(NO3)2 + 6 H2O e) 3FeO + 10 HNO3→ NO↑ + 3Fe(NO3)3+5 H2O f ) 3Fe3O4+ 28 HNO3→ NO↑ + 9 Fe(NO3)3+ 14H2O g) 3FeO + 10HNO3 → NO↑ + 3Fe(NO3)3+ 5 H2O h) FeS2+ 8HNO3→ Fe(NO3)3+ 2 H2SO4+ 5 NO↑ + 2 H2O
* Bài tập tương tự:
Bài 1: Viết phương trình hóa học thể hiện dãy chuyển hóa (ghi đầy đủ điều kiện nếu có):
a) N2 →NO →NO2 →HNO3 →Fe(NO3)3 →NO2. b) NH4NO3 →N2 →NO2 → NaNO3→ O2.
NH3 → Cu(OH)2
c) NH3 → NO → NO2 → HNO3 →H3PO4 → Ca3(PO4)2 → CaCO3. Bài 2: Thực hiện chuỗi phản ứng sau (ghi điều kiện nếu có):
a) (NH4)2SO4→ NH3→ NO → NO2→ HNO3→ NaNO3→NaNO2
b) NH4Cl → NH4 NO3→ N2→ NH3→ Cu → Cu(NO3)2→CuO c) NaNO3→ NO →NO2→ NH4NO3→ N2O
d) NH3→ → NH3→ (NH4)2SO4
Bài 3: Thực hiện chuỗi phản ứng sau:
a) H2SO4→ H2→ NH3→ NO → NO2→ HNO2→ NH4NO2 b) NH3→ (NH4)2SO4→ NH3→ NO → NO2→ HNO3
c) NH3→ NH4Cl → NH3→ NO → NO2→ HNO3→ Cu(NO3)2→ CuO d) N2→ Ca3 N2→ NH3→ NO → NO2→ HNO3→ NaNO3→NaNO2
Bài 4: Hoàn thành các phương trình phản ứng sau: a) NH4NO2 → N2 + H2O b) NH4NO3 → N2O + H2O c) (NH4)2SO4 +NaOH → NH3 + Na2SO4 +H2O d) (NH4)2CO3 → NH3 + CO2 + H2O e) P + H2SO4(đ) → ? +? + ? f) P+ HNO3 + H2O → ? + NO h) Al+ HNO3 → ? + NO + H2O Bài 5: Hoàn thành các phương trình phản ứng hóa học sau đây: a) ? + OH- → NH3+ ? b) (NH4)3PO4 → NH3+ ? c) NH4Cl + NaNO2 → ? + ? + ? d) ? → N2O + H2O e) (NH4)2SO4 → ? + Na2SO4+H2O f) ? → NH3+ CO2+ H2O
Dạng 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử: * Phương pháp:
- Xác định đúng số oxi hóa, chất oxi hóa và chất khử.
- Xác định đúng sản phẩm của phản ứng.
- Cân bằng theo phương pháp thăng bằng electron.
* Một số lỗi sai ở HS:
- Xác định sai số oxi hóa, sản phẩm khử, quên cân bằng nước, oxi, hiđro, ..
dẫn đến sai hệ số cân bằng.
a) CuO + NH3 →N2 + Cu + H2O b) NH3 + Na → NaNH2 + H2 c) Cu + HNO3 Cu(NO3)2 + NO + H2O d) NH4NO2 t0 N2 + 2H2O Giải: +2 -3 0 0 a) 3 CuO + 2 NH3 → N2 + 3Cu + 3H20 +1 0 +1 0 b) 2NH3 + 2Na →2 NaNH2 + H2 0 +5 +2 +2
c) 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O -3 +3 0
d) NH4NO2 t0 N2 + 2H2O
* Bài tập tương tự:
Bài 1: Lập phương trình hóa học cho các phản ứng sau: a) Fe + HNO3 (đ) t0 NO2 + ? + ?
b) Fe + HNO3 (l) NO + ? + ?
c) FeO + HNO3 (l) NO + ? + ? d) Fe2O3+ HNO3 (l) ? + ?
e) P + HNO3(đ) NO2+ H3PO4+ ?
Bài 2: Bổ túc và cân bằng các phản ứng sau đây bằng phương pháp thăng bằng electron và viết phương trình ion rút gọn của chúng:
a) Mg + HNO3 → ….. + N2 + …… b) Al + HNO3 → ….. + NH4NO3 c) Fe + HNO3(đặc, nóng) → d) FeO + HNO3(l)→ ….. + NO e) Na2CO3 + HNO3 → f) C + HNO3(l) → …. + NO + g) H2S + HNO3 → S + NO + ….. h) SO + HNO + ….. → H SO + NO
i) HI + HNO3 → I2 + NO2 + …..
j) FeS + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4+ N2O +…
Bài 3: Viết các phản ứng nhiệt phân các muối sau đây và cân bằng phản ứng: a) NH4Cl, NH4HCO3, (NH4)2CO3, NH4NO2, (NH4)3PO4, (NH4)2SO4
b) Ca(NO3)2, NH4NO3, Cu(NO3)2, Hg(NO3)2, c) KNO3, Fe(NO3)3, Pb(NO3)2, AgNO3
Phần bài tập trắc nghiệm:
Bài 4: Trong phản ứng sau: P + H2SO4 -> H3PO4 + SO2 + H2O. Tổng các hệ số trong phương trình phản ứng oxi hoá - khử này là:
A. 17 B. 18 C. 19 D. 16
Bài 5: Sản phẩm của phản ứng giữa kim loại Cu với axit nitric loãng là nitơ monooxit. Tổng các hệ số trong phương trình bằng:
A. 10 B. 18 C. 24 D. 20
Bài 6: Cho dãy các chất: FeO, Fe(OH)2, FeSO4, Fe3O4, Fe2(SO4)3, Fe2O3. Số chất trong dãy bị oxi hóa khi tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng là:
A. 3. B. 5. C. 4. D. 6.
Bài 7: Phản ứng nhiệt phân nào không đúng? A. 2NaNO3
0
t
2NaNO2 + O2. B. Cu(NO3)2 t0 CuO + 2NO2 + O2. C. 2AgNO3 0 t Ag2O + 4NO2 + O2. D. 4Fe(NO3)3 0 t 2Fe2O3 + 12NO2 + 3O2.
Dạng 3: Nhận biết và phân biệt các chất là hợp chất của nitơ và photpho:
Đây là dạng bài tập khó với đối tượng học sinh TTGDTX bởi để làm được bài tập dạng này đòi hỏi HS phải biết vận dụng linh hoạt các kiến thức mình đã được học (bao gồm cả kiến thức mới và kiến thức cũ) nên hầu như HS gặp dạng bài này thường rất lúng túng hoặc bỏ qua.
* Nguyên tắc:
- Phải hiểu rõ bản chất cơ bản của các hợp chất: trạng thái tồn tại, mùi vị, độ
tan, nhiệt độ sôi, nhiệt độ nóng chảy,… và các PƯHH đặc trưng dùng để nhận biết các chất này theo các dấu hiệu như: tạo kết tủa, sủi bọt khí, thay đổi màu sắc.
- Bước 1: Trích mẫu thử.
- Bước 2: Chọn thuốc thử (tùy theo yêu cầu đề bài, có thể dùng 1 hay nhiều thuốc thử hay không dùng thuốc thử).
- Bước 3: Cho thuốc thử vào mẫu, trình bày hiện tượng quan sát rút ra kết luận đã nhận ra hóa chất nào.
- Bước 4: Viết PTPƯ minh họa.
* Lỗi sai HS hay mắc phải:
- Dùng thuốc thử sai do không nắm rõ tính chất của các chất.
- Không chú ý đến trường hợp một thuốc thử làm nhiều chất có hiện tượng giống nhau.
- Không nhớ chất kết tủa, tính chất một số loại khí (mùi, màu..).
* Bảng tính chất và thuốc thử sử dụng:
Chất Thuốc thử Hiện tượng Phương trình
NH3 Quỳ tím ẩm Hóa xanh
HCl đặc Tạo khói trắng NH3 + HCl → NH4Cl
Mùi Mùi khai
NO Không khí Hoá nâu 2NO + O2 → 2NO2
NO2 Màu Màu nâu
Quỳ tím ẩm Hóa đỏ 3NO2 + H2O→2HNO3 + NO
Làm lạnh Màu nâu → Không màu 2NO2 -11°C N2O4 (không màu) N2 Que đóm đang cháy Tắt Sinh vật nhỏ Chết NH4+ NaOH đặc, đun nóng nhẹ Khí NH3↑ (mùi khai) NH4+ + OH− →NH3↑ +H2O PO43- Dd AgNO3 ↓vàng (tan trong HNO3) 3Ag+ + PO43- →Ag3PO4↓
(t°) ( màu nâu) Cu2+
(màu xanh)
+ 4H2O (màu xanh) 2NO +O2 → 2NO2 (nâu đỏ)
* Bài tập ví dụ:
Bài 1: Nhận biết các dung dịch đựng trong 5 lọ sau: HNO3, Ca(OH)2, NaOH, HCl, NH3
Bài giải:
- Lấy các mẫu thử.
- Dùng quỳ tím nhận biết thành 2 nhóm chất:
+ Nhóm 1: Ca(OH)2 , NaOH, NH3 làm xanh quỳ tím. + Nhóm 2: HCl, HNO3 làm quỳ tím hóa đỏ.
- Nhận biết từng chất trong nhóm 1: Dùng khí CO2 nhận biết Ca(OH)2 do có kết tủa: CO2 + Ca(OH)2 →CaCO3 ↓trắng + H2O
- Đun nóng nhận biết NH3 có mùi khai, dung dịch còn lại là NaOH.
- Nhận biết từng chất nhóm 2: Dùng dung dịch AgNO3 nhận biết HCl có kết tủa trắng:
AgNO3 + HCl →AgCl↓trắng + HNO3
- Còn lại là HNO3
* Bài tập tương tự:
Bài 1: Trình bày phương pháp hóa học để phân biệt các dung dịch: NH3, Na2SO4, NH4Cl, (NH4)2SO4. Viết phương trình PƯHH của các phản ứng đã dùng.
Bài 2: Nhận biết bằng:
a) Quỳ tím: Ba(OH)2, H2SO4, NH4Cl, (NH4)2SO4, NH3
b) Một thuốc thử: NH4NO3, (NH4)2SO4, NaNO3, Fe(NO3)3
Bài 3: Nhận biết:
a) Các dung dịch: NH3 , (NH4)2SO4 , NH4Cl, Na2SO4 .
b) Các dung dịch: (NH4)2SO4 , NH4NO3, K2SO4, Na2CO3, KCl.
c) Chỉ dùng một hóa chất duy nhất nhận biết các dung dịch mất nhãn sau: NH4NO3, (NH4)2SO4, Na2SO4, NaCl
Dạng 4: Dạng bài tập định lượng về axit Nitric (HNO3)
loại và oxit) tác dụng với axit sinh ra 1 khí (hoặc hỗn hợp 2 khí).
* Phương pháp: Thường qua các bước giải:
- Bước 1: Phân tích đề, tóm tắt đề. - Bước 2: Viết phương trình phản ứng.
- Bước 3: Đổi dữ kiện từ không cơ bản → cơ bản (quy về số mol, khối lượng).
- Bước 4: Đặt ẩn lập phương trình giải hệ → kết luận.
Ngoài ra, ta nên hướng dẫn HS áp dụng các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn khối lượng, bảo toàn điện tích, phương pháp quy đổi để giải nhanh bài toán.
* Bài tập mẫu:
Bài 1: Hòa tan hoàn toàn m gam Al trong dung dịch HNO3 thì thu được 8,96 lít hỗn hợp khí A (gồm NO và N2O) (đktc) có tỉ khối hơi dA/H2 =16,75. Tính m.
Giải:
Cách 1: Áp dụng phương pháp đặt ẩn số mol, giải hệ phương trình:
Gọi x, y lần lượt là số mol của các khí NO và N2O Theo bài ra ta có: x+y =8,96/22,4 = 0,4
Mặt khác: M 30x 44y 16,75 2 33,5 x y → x=0,3; y=0,1 Các phương trình phản ứng:
Al + 4HNO3 → Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O
0,3 mol 0,3 mol
8Al + 30HNO3 → 8 Al(NO3)3+ 3N2O ↑ + 15H2O 0,8/3mol 0,1 mol
Vậy m Al = 27 (0,8/3 + 0,3) = 15,3 gam
Cách 2: Áp dụng bảo toàn e:
Bán phản ứng:
Al → Al3+ + 3e N+5 +3e → N+2 (NO) a mol → 3a mol 0,9 mol ← 0,3 mol
Áp dụng định luật bảo toàn electron: 3a = 0,9 +0,8 =1,7 →a = 1,7/3 mol Vậy mAl = 1,7/3×27 = 15,3 gam
Bài 2: Cho m gam bột Fe vào dung dịch HNO3 lấy dư ta được hỗn hợp gồm hai khí NO2 và NO có Vx =8,98 lít (đktc) và tỉ khối với oxi bằng 1,3125.