Đang tải... (xem toàn văn)
Trong quá trình dạy học Hóa học, để học sinh nắm vững nội dung, chương trình Hoá học phổ thông nói chung, nội dung, chương trình Hóa học lớp 9 THCS nói riêng, thì ngoài việc giúp cho học sinh có nhãn quan khoa học thông qua quan sát, nhận biết, làm thí nghiệm; khả năng liên hệ vận dụng thực tiễn, thì cần giúp các em nắm vững các bài tập hoá học của từng chương, từng mảng kiến thức, biết cách khai thác và có phương pháp thích hợp để vận dụng cho hiệu quả.Tuy nhiên, trong chương trình SGK Hóa học lớp 9 chủ yếu là giới thiệu cho học sinh khái niệm, phân loại, tính chất chung của các dạng chất (các loại hợp chất vô cơ, hữu cơ, đơn chất kim loại và phi kim); giới thiệu một số đại diện cơ bản.. Đây mới chỉ là những kiến thức mang tính chung chung, mang đậm tính hình thức mà chưa đầy đủ về bản chất, chưa đi sâu vào những chi tiết, cụ thể. Chính vì điều đó khi học sinh vận dụng kiến thức lí thuyết vào giải bài tập còn gặp nhiều lúng túng, chưa thành thạo trong việc tìm ra phương pháp giải quyết, thường hay mắc phải những sai lầm, nhất là những bài tập khó, những đề thi HSG
PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TAM ĐẢO TRƯỜNG TRUNG HỌC CƠ SỞ TAM ĐẢO - - CHUYÊN ĐỀ HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC LỚP Tên chuyên đề: “BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC” Giáo viên thực hiện: Nguyễn Tuấn Anh Tổ chuyên môn: Khoa học tự nhiên Trường THCS Tam Đảo – Tam Đảo – Vĩnh Phúc Năm học 2015-2016 CHUYÊN ĐỀ “BÀI TOÁN KIM LOẠI VỚI DUNG DỊCH AXIT NITRIC” A ĐẶT VẤN ĐỀ Lý chọn chuyên đề 1.1 Lý mặt lí luận Trước xu đổi nước ta nay, tiến hành công công nghiệp hóa - đại hóa, thúc đẩy mạnh mẽ phát triển kinh tế - xã hội đất nước Vấn đề “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” trọng hàng đầu, nghị BCH TƯ khẳng định: "Giáo dục đào tạo quốc sách hàng đầu", "đầu tư cho giáo dục đầu tư cho phát triển, ưu tiên trước chương trình, kế hoạch phát triển kinh tế - xã hội" Một trọng tâm "đổi bản, toàn diện giáo dục đào tạo đáp ứng nhu cầu CNH-HĐH điều kiện kinh tế thị trường định hướng xã hội chủ nghĩa hội nhập quốc tế" Phương hướng giáo dục Đảng, Nhà nước ngành giáo dục & đào tạo thời gian trước mắt lâu dài, đào tạo người “Lao động, tự chủ, sáng tạo” có lực thích ứng với kinh tế thị trường, có lực giải vấn đề, động, linh hoạt có sức sáng tạo Để bồi dưỡng cho học sinh lực sáng tạo, lực giải vấn đề, lý luận dạy học đại khẳng định: Cần phải đưa học sinh vào vị trí chủ thể hoạt động nhận thức, hoạt động dạy học Học sinh hoạt động tự lực, tích cực mà chiếm lĩnh kiến thức Quá trình lặp lặp lại nhiều lần góp phần hình thành phát triển cho học sinh lực tư sáng tạo Tăng cường tính tích cực phát triển tư sáng tạo cho học sinh trình học tập yêu cầu cần thiết, đòi hỏi người học tích cực, tự lực, tự giác tham gia sáng tạo trình nhận thức Bộ môn Hoá học phổ thông có mục đích trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức bản, bao gồm kiến thức cấu tạo, phân loại, tính chất, ứng dụng phương pháp điều chế chất Bên cạnh đó, rèn cho học sinh kỹ thực hành, kỹ tìm tòi, khám phá, vận dụng giải tập khắc sâu kiến thức, vận dụng giải thích tượng thực tiễn Chính vậy, hệ thống kiến thức lý thuyết hệ thống tập hóa học giữ vị trí vai trò quan trọng việc dạy học Hóa học trường phổ thông nói chung, đặc biệt lớp trường THCS nói riêng Bài tập hoá học công cụ đắc lực giúp người giáo viên kiểm tra đánh giá kết học tập học sinh Từ đó, phân loại học sinh để có kế hoạch dạy học, bồi dưỡng sát với đối tượng Ngay thân học sinh tự nhận thấy mức độ nhận thức qua kĩ giải tập mình, qua tư logic dần thấy rõ chất vật tượng 1.2 Lí mặt thực tiễn Trong trình dạy học Hóa học, để học sinh nắm vững nội dung, chương trình Hoá học phổ thông nói chung, nội dung, chương trình Hóa học lớp - THCS nói riêng, việc giúp cho học sinh có nhãn quan khoa học thông qua quan sát, nhận biết, làm thí nghiệm; khả liên hệ vận dụng thực tiễn, cần giúp em nắm vững tập hoá học chương, mảng kiến thức, biết cách khai thác có phương pháp thích hợp để vận dụng cho hiệu Tuy nhiên, chương trình SGK Hóa học lớp chủ yếu giới thiệu cho học sinh khái niệm, phân loại, tính chất chung dạng chất (các loại hợp chất vô cơ, hữu cơ, đơn chất kim loại phi kim); giới thiệu số đại diện Đây kiến thức mang tính chung chung, mang đậm tính hình thức mà chưa đầy đủ chất, chưa sâu vào chi tiết, cụ thể Chính điều học sinh vận dụng kiến thức lí thuyết vào giải tập gặp nhiều lúng túng, chưa thành thạo việc tìm phương pháp giải quyết, thường hay mắc phải sai lầm, tập khó, đề thi HSG Để thực nhiệm vụ nâng cao chất lượng đại trà, chất lượng đội tuyển học sinh giỏi, việc trang bị cho em kiến thức, vận dụng dạng toán bản, bên cạnh cần hướng dẫn em tiếp xúc với kiến thức tập nâng cao, vận dụng linh hoạt giải toán, tính chất hóa học đặc biệt chất, bẫy thường mắc phải giải toán…Giúp em hiểu sâu sắc chất, đặc thù môn Trong toán khó, học sinh thường dễ mắc sai lầm có toán liên quan đến kiến thức kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, diễn theo nhiều chiều hướng khác tùy thuộc vào chất tham gia phản ứng…Những toán không dành cho HSG môn Hóa học mà phổ biến chương trình Hóa học cấp III, thi ĐH - CĐ Qua thực tế giảng dạy nhiều năm môn Hóa học công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, từ lâu trăn trở việc xây dựng cho học sinh dạng toán phương pháp giải toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, học sinh vận dụng thành thạo khắc sâu kiến thức bản, đồng thời phát huy tính tư sáng tạo, linh hoạt, có nhìn tổng quan việc giải toán kiến thức này, đồng thời mở rộng mảng kiến thức khác Từ vấn đề trên, tích lũy cá nhân, với mong muốn góp phần vào việc tìm tòi phương pháp dạy học thích hợp, mạnh dạn chọn đề tài "Bài toán kim loại với dung dịch axit nitric" nhằm củng cố vững kiến thức, kỹ cho học sinh đội tuyển học sinh tham gia kỳ thi HSG cấp huyện, cấp tỉnh, tạo tiền đề cho học sinh học tốt hóa học bậc THPT, ôn thi vào CĐ – ĐH giai đoạn học tập Mục đích chuyên đề Nghiên cứu nhằm mục đích nâng cao chất lượng bồi dưỡng kỹ giải toán hóa học cho học sinh giỏi lớp dự thi cấp huyện cấp tỉnh Khi nghiên cứu phương pháp giải toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric nhằm giúp cho giáo viên, học sinh nắm vững, sử dụng thành thạo, linh hoạt, xử lý nhanh toán định lượng liên quan đến phản ứng kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric nói riêng toán hóa học nói chung Có nhìn tổng quan, toàn diện giải toán, vận dụng nâng cao tính toán, biện luận hóa học Nhiệm vụ chuyên đề Trên thực tế cho thấy, Hóa học môn khoa học thực nghiệm nghiên cứu chất trình biến đổi chất Mà chất có tính chất khác nhau, trình biến đổi đa dạng phong phú, trình giải tập vận dụng phải linh hoạt, áp dụng phương pháp phù hợp cho trường hợp Cụ thể, nhiệm vụ cần đặt tìm phương pháp thích hợp giải toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric Để làm điều đó, cần tìm hiểu rõ tính chất kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, sản phẩm sinh ra, thấy khác biệt kim loại tác dụng với dung dịch axit khác Sau tìm hiểu phương pháp giải cho toán này, lựa chọn phương pháp phù hợp nhất, nhanh nhất, ngắn gọn phải phù hợp với đối tượng mức độ nhận thức học sinh Từ mà có biện pháp bồi dưỡng tốt Đối tượng khách thể chuyên đề 4.1 Đối tượng chuyên đề Nghiên cứu phương pháp giải phù hợp gặp toán định lượng kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (giới hạn phạm vi kiến thức tính chất hóa học axit nitric tác dụng với kim loại thông thường) 4.2 Khách thể chuyên đề Là học sinh đội tuyển hóa học lớp tham gia dự thi học sinh giỏi cấp huyện cấp tỉnh Phạm vi chuyên đề Do hạn chế thời gian nên đề tài giới hạn phạm vi trường THCS Tam Đảo - huyện Tam Đảo - tỉnh Vĩnh phúc, cụ thể áp dụng học sinh đội tuyển HSG môn Hóa học dự thi học sinh giỏi cấp huyện cấp tỉnh Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài nghiên cứu số phương pháp để giải toán định lượng kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (đối với kim loại thông thường) Đề tài thực từ năm 2013 đến nay: - Năm học 2013- 2014 trực tiếp giảng dạy bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi trường, trình nghiên cứu giảng dạy nảy sinh vấn đề nghiên cứu từ thu thập thông tin, tài liệu, bước đầu xây dựng mức độ thử nghiệm đối tượng học sinh giảng dạy - Năm học 2014- 2015 hoàn thiện đề tài, áp dụng đề tài vào thực tiễn giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi Phương pháp nghiên cứu chuyên đề Trong đề tài vận dụng phương pháp nghiên cứu khoa học như: Phân tích lý thuyết, điều tra bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm sử dụng số phương pháp thống kê toán học việc phân tích kết thực nghiệm sư phạm v.v Tham khảo tài liệu biên soạn, phân tích hệ thống dạng toán hoá học thường gặp kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric (chủ yếu toán định lượng) Thu thập phương pháp thường hay sử dụng giải toán hóa học Bước đầu thân tự vận dụng để giải phạm vi toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, bước đầu đánh giá mặt ưu điểm hạn chế kinh nghiệm giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi có Xác định thời lượng cho mảng kiến thức Trao đổi chuyên môn tổ, giáo viên phân môn Tham khảo ý kiến giáo viên huyện để định hình, thiết kế thực ý tưởng Trên sở vận dụng vào thực tiễn giảng dạy theo toán nhỏ lẻ, theo dạng, phân mảng kiến thức với mức độ tăng dần cho học sinh Triển khai kiểm tra đánh giá kết quả, điều chỉnh, xác định phương hướng bước Dự kiến số tiết bồi dưỡng: 05 tiết B NỘI DUNG Thực trạng vấn đề Trong thực tế giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều năm thấy rằng, học sinh gặp toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric thường lúng túng, hay mắc phải sai lầm, không tìm phương pháp giải Điều thể vấn đề sau: - Những kiến thức tính chất kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric phức tạp, không túy kim loại tác dụng với dung dịch axit khác sản phẩm tạo muối giải phóng khí hiđro, mà xảy theo nhiều chiều hướng khác nhau, thể mức oxi hóa khác tùy theo điều kiện phản ứng tương quan tính oxi hóa – khử chất tham gia phản ứng, có phản ứng liên tiếp xảy ra, có nhiều phản ứng xảy đồng thời,… Khi học sinh biết kiến thức chung chung, không thấy rõ trường hợp đặc biệt (ví dụ: phản ứng kim loại với dung dịch axit nitric thường không giải phóng khí hiđro mà sản phẩm khử N +5; số kim loại bị thụ động axit nitric đăc nguội; phản ứng Fe với axit nitric cho hai muối Fe2+ Fe3+ ), vận dụng giải tập thường không xác định chiều hướng phản ứng, giai đoạn phản ứng, trình hóa học diễn ra, từ không khai thác hết kiện đề Khi viết phương trình hóa học diễn thường sai, không chất trình tự phản ứng, dó đưa kết thường không xác - Học sinh thường nắm số dạng tập hóa học phương pháp giả túy viết phương trình hóa học dựa vào kiện chất biết để suy luận số mol chất cần tìm Khi kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric phản ứng oxi hóa – khử, việc cân phương trình phản ứng theo phương pháp đại số khó khăn, lẽ tất nhiên khó không tìm lời giải đắn, thường cân phản ứng dùng phương pháp cân electron ion – electron…, phương pháp cân khó học sinh lớp – THCS, dễ nhầm lẫn Hoặc tính toán theo phương trình thường bị thiếu sót sản phẩm oxi hóa khử (ví dụ có tạo sản phẩm NH4NO3) - Phương pháp giải tập học sinh lớp đơn điệu, mang hình thức giới thiệu, chưa đa dạng, chưa có cách nhìn khái quát, tổng thể Nên đưa phương án giải hạn chế, nhiều thời gian, chưa linh hoạt, sáng tạo hướng giải Các biện pháp tiến hành để giải vấn đề Để bồi dưỡng cho học sinh phương pháp giải toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric thành thục, linh hoạt bền vững, tiến hành biện pháp sau: - Đầu tiên giới thiệu cho học sinh kiến thức tính chất kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, giới thiệu dãy điện hóa quy tắc anpha Đây khâu quan trọng, tiền đề, sở để tư toán, thấy trình xảy để vận dụng kiện đề đắn Bên cạnh đó, cần giới thiệu cho học sinh cách phát kiện mấu chốt bài, rèn cho em phương pháp khai thác, biện luận theo kiện đó, sau logic lại hệ để tìm lời giải toán Không thể bỏ qua việc rèn cho học sinh cách trình bày lời giải cho ngắn gọn, chặt chẽ, khoa học xác - Những kiến thức cần ý là: + Cách xác định số oxi hóa nguyên tố trước sau phản ứng + Phương pháp cân electron, cân ion – electron + Một số kim loại thụ động HNO3 đặc, nguội + Thông thường kim loại phản ứng với axit HNO không tạo khí hiđro, mà tạo sản phẩm khử khác là: NO, NO2, N2O, N2, NH4NO3… + Với kim loại thể nhiều mức hóa trị (như Fe…), cần xét dư axit hay dư kim loại để xác định muối sau phản ứng… + Nếu kim loại tác dụng với hỗn hợp axit HNO với axit khác sử dụng phương trình ion thu gọn - Tiếp theo giới thiệu hướng dẫn cho học sinh hệ thống hóa số dạng toán nâng cao thường gặp kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, từ giúp học sinh thấy rõ phương hướng vận dụng tập vào việc củng cố, khái quát kiến thức mức độ - Cuối xác định phương pháp giải quyết, học sinh vận dụng phương pháp túy tích lũy để giải quyết, sau giáo viên giới thiệu, phân tích tác dụng hiệu phương pháp Giúp học sinh hiểu sâu sắc tính đắn vấn đề Từ xác định phương hướng học tập hiệu Cụ thể, dùng ba phương pháp là: phương pháp bảo toàn electron, phương pháp bảo toàn nguyên tố sử dụng phương trình ion thu gọn 2.1 Phương pháp bảo toàn electron Các bước tiến hành giải toán theo phương pháp bảo toàn electron gồm bước bản: - Bước 1: Tính toán số mol chất tham gia tạo thành theo kiện đề - Bước 2: Xác định chiều hướng phản ứng viết bán phản ứng cho – nhận electron M0 → Mn+ + ne N+5 + (5-x)e → N+x - Bước 3: Theo định luật bảo toàn electron => ne nhường = ne nhận - Bước 4: Xây dựng phương trình ẩn giải để tìm ẩn => kết * Chú ý: - Trường hợp tạo nhiều sản phẩm khử N+5 ne nhường = ∑ne nhận - Trường hợp có nhiều kim loại tham gia ∑ne nhường = ne nhận - Nếu thấy ne nhường > ne nhận khí sản phẩm có muối NH4NO3 sinh - Khi kim loại phản ứng: n HNO3 pu = 2.n NO2 + 4n NO + 10n N 2O + 12n N + 10n NH NO3 Số mol NO3- muối = n NO + n NO + 8n N O + 10n N + 8n NH NO Đối với việc giải toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric mà sử dụng phương pháp giải thông thường theo phương trình hóa học, vấn đề cân phương trình phản ứng khó khăn, phải viết nhiều phản ứng hóa học, chí phản ứng xảy nào, tạo sản phẩm (nhất khó nhận có trường hợp tạo muối NH 4NO3) để viết phương trình phản ứng Còn sử dụng phương pháp bảo toàn electron cần ngắn gọn xét 2 đến bán phản ứng cho – nhận electron, học sinh hiểu rõ chất phản ứng, định hướng nâng cao khả biện luận, tìm cách giải nhanh, tốn thời gian Ví dụ Cho 11 gam hỗn hợp X gồm hai kim loại Al Fe vào dung dịch HNO3 loãng dư, thu 6,72 lit khí NO (đktc) Tính khối lượng Al Fe hỗn hợp đầu Giải - Theo đề bài, ta có: nNO = 6,72/22,4 = 0,3 (mol) - Gọi x, y số mol Al Fe hỗn hợp ban đầu => 27x + 56y = 11 (1) - Các bán phản ứng cho - nhận electron: +5 +2 Al → Al+3 + 3e N + 3e → N x mol 3x mol 0,9 mol 0,3 mol +3 Fe → Fe + 3e y mol 3y mol - Theo định luật bảo toàn electron: ne (KL nhường) = ne (N nhận) = 0,9 mol hay: 3x + 3y = 0,9 (2) x = 0,2 mol y = 0,1 mol Từ (1) (2) ta có m Al = 27.0,2 = 5,4 g m Fe = 56.0,1 = 5,6 g ⇒ Ví dụ Cho 2,16g Mg tác dụng với dung dịch HNO (dư) Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu 0,896 lit khí NO (ở đktc) dung dịch X Tính khối lượng muối khan thu làm bay dung dịch X Giải - Theo đề bài, ta có: n Mg = 0,896 2,16 = 0,04(mol ) = 0,09(mol ) ; n NO = 22,4 24 - Các bán phản ứng cho – nhận electron: +5 Mg → Mg+2 + 2e N 0,09 mol 0,09 mol 0,18 mol + 3e → +2 N 0,12 mol 0,04 mol Ta thấy ne Mg cho > ne N nhận tạo NO => sản phẩm khử có sinh muối NH4NO3 - Theo định luật bảo toàn electron => số mol electron N +5 nhận để tạo NH4NO3 là: 0,18 – 0,12 = 0,06 mol - Bán phản ứng tạo NH4NO3: +5 2N + 8e → NH4NO3 0,06 mol 0,0075 mol - Vậy khối lượng muối tạo thành = mMg(NO 3)2 + mNH4NO3 = 0,09.148 + 0,0075.80 = 13,92 (gam) Ví dụ Hòa tan hoàn toàn 12,42g Al dung dịch HNO loãng (dư), thu dung dịch X 1,344 lit (đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí N 2O N2 Tỉ khối Y so với H2 18 Cô cạn dung dịch X, thu x gam chất rắn khan Tìm giá trị x ? Giải - Theo đề bài, ta có: n Al = 1,344 12,42 = 0,06(mol ) ; MY = 18.2 = 36 (gam) = 0,46(mol ) ; n hhY = 22,4 27 - Vận dụng quy tắc đường chéo hỗn hợp Y: N2O (44) 36 => n N O = n N = 0,03(mol ) N2 (28) - Các bán phản ứng cho – nhận electron: +5 +2 Al → Al+3 + 3e N + 8e → N (N2O) 0,46 mol 0,46 mol 1,38 mol 0,24 mol 0,03 mol 2 +5 2N + 10e +2 → N (N2) 0,3 mol 0,03 mol N O + N => sản phẩm khử có sinh muối Ta thấy ne Al cho > ne N nhận tạo NH4NO3 - Theo định luật bảo toàn electron => số mol electron N +5 nhận để tạo NH4NO3 là: 1,38 – (0,24+03) = 0,84 mol - Bán phản ứng tạo NH4NO3: +5 2N + 8e → NH4NO3 0,84 mol 0,105 mol - Vậy khối lượng muối tạo thành = mAl(NO3)3 + mNH4NO3 = 0,46.213 + 0,105.80 = 106,38 (gam) Ví dụ Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu Fe 3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 loãng, đun nóng khuấy Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 3,36 lit khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc), dung dịch Y lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y, thu m gam muối khan Tính giá trị m Giải - Do dư kim loại (dư Cu)=> tạo muối Fe 2+, Cu2+ khối lượng X tham gia phản ứng = 61,2 – 2,4 = 58,8g - Gọi số mol Cu phản ứng = a (mol), số mol Fe 3O4 phản ứng = b (mol) Ta có: 64a + 232b = 58,8 (1) - Các bán phản ứng cho nhận electron: Cu → Cu2+ + 2e N5+ + 3e → N2+ a mol → 2a mol 2a mol 0,45 mol 0,15 mol 8/3+ 3Fe + 2e → 3Fe2+ 3b mol 2b mol - Theo định luật bảo toàn electron: => 2a = 0,45+2b (2) - Từ (1), (2) => a = 0,375 (mol) = nCu = nCu(NO3)2; b = 0,15 (mol) => nFe(NO3)2 = 0,45 (mol) Vậy khối lượng muối thu = 0,375.188+ 0,45.180 = 151,5 gam 2.2 Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn Các bước tiến hành giải toán sử dụng phương trình ion thu gọn giống phương pháp tính theo phương trình thông thường, viết phương trình không cần đầy đủ mà sử dụng phương trình ion thu gọn để biểu diễn chất phản ứng Phương pháp thường áp dụng cho toàn kim loại tác dụng với dung dịch hỗn hợp axit nitric với muối khác Do viết phương trình phản ứng đầy đủ, học sinh khó xác định chất sản phẩm cụ thể học sinh phải viết nhiều giai đoạn trình phản ứng phức tạp Điều gặp nhiều bất lợi cho học sinh tính toán Ví dụ Cho m gam bột Fe vào 800 ml dung dịch hỗn hợp gồm CuSO 0,2M HNO3 0,5M Sau phản ứng hoàn toàn, thu 0,6m gam hỗn hợp bột kim loại V lit khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) Tìm giá trị m V Giải - Theo đề bài, ta có: nNO3 = 0,4 (mol); nH+ = 0,4 (mol); nCu2+ = 0,16 (mol) - Do sau phản ứng có hỗn hợp bột kim loại => sản phẩm muối tạo muối 2+ Fe muối Cu2+ ban đầu giải phóng hết - Ta có phương trình ion thu gọn: 3Fe + 8H+ + 2NO32- → 3Fe2+ + 2NO + 4H2O 0,15mol← 0,4mol → 0,1mol → 0,1mol Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu 0,16 mol ← 0,16 mol → 0,16 mol - Vậy: => V = 0,1.22,4 = 2,24 (lít) - Mặt khác: mkl hao hụt = mkl pư – mkl tt => 0,4m = 56(0,15+0,16) - 64.0,16 => m = 17,8 (gam) 2.3 Phương pháp bảo toàn nguyên tố Các bước tiến hành giải toán theo phương pháp bảo toàn nguyên tố đơn giản cần xét điểm đầu điểm cuối trình, viết phản ứng phức tạp Khi tính toán sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố (trong phản ứng hóa học nguyên tố bảo toàn hay tổng số mol nguyên tử ion nguyên tố bảo toàn sau phản ứng) Điều làm cho học sinh giải nhanh xác Có thể kết hợp với phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn điện tích, bảo toàn điện tích áp dụng Ví dụ Hòa tan hoàn toàn 9,18 gam Al nguyên chất cần V lít dung dịch axit HNO3, nồng độ 0,25M, thu khí X dung dịch muối Y Biết X số nguyên tử nguyên tố có thay đổi số oxi hóa 0,3612.10 23 (số Avogađro 6,02.1023) Để phản ứng hoàn toàn với dung dịch Y tạo dung dịch suốt cần 290 gam dung dịch NaOH 20% a) Xác định khí X? b) Tính V? Giải a) Theo định luật bảo toàn nguyên tố nhôm: Số mol Al = số mol Al 3+ dung dịch muối tạo thành = 0,34 (mol) - Phương trình ion thu gọn Y tác dụng với dung dịch NaOH : Al3+ + 4OH- → AlO2- + 2H2O Ta thấy, số mol NaOH phản ứng với muối Al 3+ = 0,34.4 = 1,36 (mol) < 1,45 (mol), nên dung dịch muối Y phải muối tác dụng với dung dịch NaOH, muối NH4NO3 NH4NO3 + NaOH → NaNO3 + NH3 + H2O n NaOH = n NH4 NO3 =1,45-1,36=0,09mol - Trong khí X n N = 0,3612.1023 =0,06mol 6,02.1023 Áp dụng định luật bảo toàn electron để tìm khí X N2 với n N =0,03mol b) Tính V Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố với nitơ : n HNO3 =3x0,34+0,06+2x0,09=1,26mol V= 1,26 =5,04 lit 0,25 Ví dụ Đun nóng m gam hỗn hợp Cu Fe có tỉ lệ khối lượng tương ứng : với lượng dung dịch HNO3 Khi phản ứng kết thúc, thu 0,75m gam chất rắn, dung dịch Y 5,6 lít hỗn hợp khí (ở đktc) gồm NO NO (không có sản phẩm khử khác N +5 ) Biết lượng HNO3 phản ứng 44,1 gam Hỏi cô cạn dung dịch Y thu gam muối khan? Giải - Trong m gam hỗn hợp kim loại ban đầu có: 0,7m gam Cu 0,3m gam Fe - Khối lượng kim loại phản ứng: m - 0,75m = 0,25m < 0,3m (gam) ⇒ Fe phản ứng phần dư, coi Cu chưa tham gia phản ứng - Do dung dịch Y chứa muối Fe2+ Sơ đồ phản ứng: Fe + HNO3 → Fe(NO3)2 + NO + NO2 + H2O Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố nitơ: gam 44,1 0, 25m 5, = 2+ ⇒ 63 56 22, m = 50,4 Vậy khối lượng muối dung dịch Y là: 0, 25.50, 180 = 40, 5gam 56 Ví dụ Hỗn hợp M gồm Mg MgO, chia hỗn hợp thành hai phần Phần cho vào dung dịch HCl dư thu 3,136 lit H (đktc) 14,25 gam muối A Phần cho phản ứng với dung dịch HNO3 thu 0,448 lit khí X nguyên chất (đktc) 23 gam muối khan a) Tính % khối lượng chất hỗn hợp M b) Xác định X Giải a) Phản ứng phần 1: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2 (1) MgO + 2HCl → MgCl2 + H2O (2) 3,136 14,25 = 0,15 (mol) - Ta có n H = 22,4 = 0,14 (mol); muối A MgCl2, n MgCl = 95 - Từ (1) (2) => phần có 0,14 mol Mg 0,01 mol MgO 2 0,14.24 % Mg = 0,14.24 + 0,01.40 100% = 89,36% => % MgO = 10,64% b) Theo định luật bảo toàn nguyên tố Mg, phản ứng phần với HNO thu 0,15 mol Mg(NO3)2 => khối lượng Mg(NO3)2 = 0,15.148 = 22,2g < 23g => muối có NH4NO3 = 23-22,2 = 0,8g 0,8 = 0,01 mol 80 0,448 - Số mol khí X 22,4 = 0,02 (mol) => n NH NO = - Các bán phản ứng cho – nhận electron: Mg → Mg2+ + 2e N+5 + 8e → N-3 0,14 mol 0,28 mol 0,08mol 0,01 mol +5 N + ae → X 0,02a mol 0,02 mol Theo định luật bảo toàn electron, ta có: 2.0,14 = 0,01.8 + 0,02.a => a = 10 Chỉ có X N2 thỏa mãn vì: 2N+5 + 10e → N2 Vậy X N2 Ví dụ Cho 29,2 gam hỗn hợp gồm Al, Cu Ag tác dụng vừa đủ với 950 ml dung dịch HNO3 1,5M, thu dung dịch chứa m gam muối 5,6 lit hỗn hợp khí X gồm NO N 2O (đktc, sản phẩm khử nhất) Tỉ khối X so với H 16,4 Tìm giá trị m Giải 5,6 - Theo đề bài, ta có: n HNO = 0,95 x1,5 = 1,425(mol ) ; nX = 22,4 = 0,25(mol ) , MX = 32,8 - Sử dụng phương pháp đường chéo cho hỗn hợp X: N2O (44) 2,8 32,8 => n N O = n NO = 0,05(mol ) NO (30) 11,2 - Theo bảo toàn nguyên tố nitơ, số mol NO3- muối = 1,425(0,2+0,05.2) = 1,125 (mol) - Vậy khối lượng muối thu = m = 29,2+ n NO − trongmuoi × M NO − = 29,2 + 1,125.62 = 98,95 (gam) Bài tập vận dụng Hòa tan hoàn toàn 8,9 gam hỗn hợp gồm Mg Zn lượng vừa đủ 500 ml dung dịch HNO3 1M Sau phản ứng kết thúc, thu 1,008 lit khí N2O (đktc) dung dịch X chứa m gam muối Tìm m Cho 3,024 gam kim loại M tan hết dung dịch HNO loãng, thu 940,8 ml khí NxOy (sản phẩm khử nhất, đktc) có tỉ khối H 22 Tìm kim loại M Thể tích dung dịch HNO3 1M (loãng) cần thiết để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe 0,15 mol Cu Cho hỗn hợp gồm 6,72 gam Mg 0,8 gam MgO tác dụng hết với lượng dư dung dịch HNO3 Sau phản ứng xảy hoàn toàn, thu 0,896 lit khí X (đktc) dung dịch Y Làm bay dung dịch Y thu 46 gam muối khan Tìm CTHH khí X Hỗn hợp X gồm Fe kim loại R có hóa trị không đổi Hòa tan hết 3,3 gam X dung dịch HCl dư 2,9568 lit khí 27,3 0C atm Mặt khác hòa tan hết 3,3 gam dung dịch HNO 1M lấy dư 10% thu 896 ml hỗn hợp khí Y gồm N2O NO đktc có tỉ khối so với hỗn hợp (NO + C2H6) 1,35 dung dịch Z chứa hai muối a) Tìm R % khối lượng chất X b) Cho Z phản ứng với 400 ml dung dịch NaOH thấy xuất 4,77 gam kết tủa Tính CM dung dịch NaOH biết Fe(OH)3 kết tủa hoàn toàn Hỗn hợp A gồm Cu Fe Cu chiếm 70% khối lượng Cho m gam A phản ứng với 0,44 mol HNO3 dung dịch, thu dung dịch B, phần rắn C có khối lượng 0,75m (gam) 2,87 lít hỗn hợp khí NO NO đo (1,2 atm, 270C) Biết phản ứng xảy hoàn toàn, B muối amoni Tính khối lượng muối dung dịch B tính khối lượng m 7 Hòa tan 2,88 gam hỗn hợp Fe, Mg dung dịch HNO loãng dư thu 0,9856 lit hỗn hợp khí NO, N (ở 27,30C, 1atm) có tỷ khối so với H 14,75 a) Viết phương trình phản ứng xảy b) Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp Hòa tan hết 4,431 gam hỗn hợp Al Mg dung dịch HNO loãng thu dung dịch A 1,568 lit (đktc) hỗn hợp hai khí (đều không màu) có khối lượng 2,59 gam, có khí bị oxi hóa thành màu nâu không khí a) Tính phần trăm khối lượng kim loại hỗn hợp b) Tính số mol HNO3 phản ứng c) Khi cô cạn dung dịch A thu gam muối khan C KẾT LUẬN Kết luận chung Dạy học nhằm góp phần quan trọng để hình thành nhân cách người lao động toàn diện, sáng tạo, có lực hành động, thích nghi với xã hội ngày phát triển Do phương pháp dạy học môn phải thực chức nhận thức, phát triển giáo dục, tức phải lựa chọn phương pháp dạy học môn cho học sinh tích cực, chủ động chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng, kỹ xảo vận dụng thành thạo vào thực tiễn Đặc biệt Hóa học môn khoa học thực nghiệm, lấy thực hành thí nghiệm, vận dụng làm kim nam hoạt động nhận thức, đòi hỏi phải phát huy cao độ tính tích cực, độc lập, sáng tạo học sinh Chính lựa chọn phương pháp dạy học môn Hóa học, người giáo viên cần tính đặc thù khoa học, lấy hoạt động nhận thức học sinh làm sở xuất phát để dịnh hướng cho bước Sau thời gian nghiên cứu tìm hiểu, quan tâm giúp đỡ Ban giám hiệu nhà trường tổ chuyên môn, thực thành công đề tài Bài toán kim loại với dung dịch axit nitric Nó có tác dụng to lớn giảng dạy học tập môn, giúp học sinh phát triển tư sáng tạo, có nhìn tổng quan vấn đề gặp phải, đồng thời góp phần quan trọng việc ôn luyện kiến thức cũ, bổ sung thêm phần thiếu sót lý thuyết thực hành hóa học nói chung phạm vi kiến thức kim loại axit nitric nói riêng Học sinh có kĩ năng, phương pháp thành thạo vận dụng giải toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric, mà biết sáng tạo, chọn lọc, hiểu sâu sắc phương pháp giải toán khác Trong trình giảng dạy môn Hóa học trường THCS gặp khó khăn việc giúp em hiểu phương pháp giải toán Hóa học, phương pháp giải toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric Song với lòng yêu nghề, tận tâm với công việc, với kinh nghiệm thân, giúp đỡ đồng nghiệp Tôi biết kết hợp hai mặt lý luận dạy học Hóa học thực tiễn đứng lớp giáo viên Chính bước làm cho đề tài hoàn thiện mặt lý thuyết, mặt lý luận dạy học mà làm cho có tác dụng thực tiễn dạy học Hóa học trường THCS, tiếp cận, tạo tiền đề vững cho học sinh học tập môn bậc THPT bậc học cao Bài học kinh nghiệm sau thực chuyên đề Trong trình áp dụng sáng kiến kinh nghiệm thân để bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hóa học, rút số kinh nghiệm sau: - Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho dạng tập cần bồi dưỡng cho học sinh Xây dựng nguyên tắc phương pháp giải dạng toán Hoặc xây dựng hệ thống tập theo mảng kiến thức phương pháp thường hay sử dụng - Tiến trình bồi dưỡng kỹ thực theo hướng đảm bảo tính kế thừa phát triển vững Thường tập mẫu, hướng dẫn phân tích đầu cặn kẽ để học sinh xác định hướng giải tự giải, từ em rút phương pháp chung để giải toán loại Tuy nhiên, việc xác định phương pháp giải cần có trao đổi với học sinh, đồng nghiệp để vận dụng sát với thực tiễn nhận thức em Sau tổ chức cho học sinh giải tập tương tự mẫu; phát triển dạng biến mẫu cuối nêu tập tổng hợp - Mỗi dạng toán cần đưa nguyên tắc nhằm giúp em dễ nhận dạng loại tập dễ vận dụng kiến thức, kỹ cách xác; hạn chế nhầm lẫn xảy cách nghĩ cách làm HS, tránh bẫy toán - Sau dạng cần trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm nhấn mạnh sai sót mà học sinh thường mắc - Đối với HS THCS khả khái quát vần đề hạn chế, tư rời rạc, khả ghi nhớ chưa cao, đòi hỏi người giáo viên cần rèn luyện thường xuyên tránh trường hợp "học trước quên sau", nội dung kiến thức ôm đồm, dàn trải, thiếu trọng tâm Về phía cá nhân, thân mong muốn góp phần công sức vào trình bồi dưỡng nâng cao chất lượng môn đổi môn học, nhiên không khỏi tránh thiếu sót vốn có Vì vậy, mong tham gia đóng góp ý kiến quý thầy, cô có nhiều kinh nghiệm giảng dạy, để tiếp tục hoàn thiện, điều chỉnh bổ sung vào thực tiễn giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi ngày đạt kết tốt Tôi xin trân trọng cảm ơn! TỔ CHUYÊN MÔN DUYỆT (Ký, ghi rõ họ tên) Tam Đảo, ngày 05 tháng 11 năm 2015 GIÁO VIÊN THỰC HIỆN (Ký, ghi rõ họ tên) Lê Hữu Phước Nguyễn Tuấn Anh XÁC NHẬN CỦA BAN GIÁM HIỆU (Ký tên, đóng dấu) TÀI LIỆU THAM KHẢO 500 tập hóa học - Đào Hữu Vinh - NXB GD 1995 Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Phước Hòa Tân - NXB Trẻ 2000 Phương pháp giải toán hóa vô - Quan Hán Thành - NXB Trẻ 2000 Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Thanh Khuyến - NXB ĐHQG 2007 Tuyển tập 351 toán hóa học - Võ Tường Huy - NXB Trẻ 2000 Bồi dưỡng hóa học THCS - Vũ Anh Tuấn - NXB GD 2004 Các đề thi HSG cấp huyện cấp tỉnh [...]... KHẢO 1 500 bài tập hóa học - Đào Hữu Vinh - NXB GD 199 5 2 Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Phước Hòa Tân - NXB Trẻ 2000 3 Phương pháp giải toán hóa vô cơ - Quan Hán Thành - NXB Trẻ 2000 4 Phương pháp giải toán hóa học - Nguyễn Thanh Khuyến - NXB ĐHQG 2007 5 Tuyển tập 351 bài toán hóa học - Võ Tường Huy - NXB Trẻ 2000 6 Bồi dưỡng hóa học THCS - Vũ Anh Tuấn - NXB GD 2004 7 Các đề thi HSG cấp huyện... học Hóa học và thực tiễn đứng lớp của giáo viên Chính vì vậy không những từng bước làm cho đề tài hoàn thiện hơn về mặt lý thuyết, về mặt lý luận dạy học mà còn làm cho nó có tác dụng trong thực tiễn dạy và học Hóa học ở trường THCS, tiếp cận, tạo tiền đề vững chắc cho học sinh học tập bộ môn ở bậc THPT và các bậc học cao hơn 2 Bài học kinh nghiệm sau khi thực hiện chuyên đề Trong quá trình áp dụng sáng... kinh nghiệm của bản thân để bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hóa học, tôi rút ra được một số kinh nghiệm như sau: - Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho mỗi dạng bài tập cần bồi dưỡng cho học sinh Xây dựng được nguyên tắc và phương pháp giải các dạng bài toán đó Hoặc xây dựng hệ thống bài tập theo mảng kiến thức và những phương pháp thường hay sử dụng - Tiến trình bồi dưỡng kỹ năng được thực hiện... lập, sáng tạo của học sinh Chính vì vậy khi lựa chọn phương pháp dạy học bộ môn Hóa học, người giáo viên cần căn cứ tính đặc thù của khoa học, lấy hoạt động nhận thức của học sinh làm cơ sở xuất phát để dịnh hướng cho các bước tiếp theo Sau một thời gian nghiên cứu tìm hiểu, được sự quan tâm giúp đỡ của Ban giám hiệu nhà trường cũng như tổ chuyên môn, tôi đã thực hiện thành công đề tài Bài toán kim... động, thích nghi với xã hội ngày càng phát triển Do vậy phương pháp dạy học bộ môn phải thực hiện các chức năng nhận thức, phát triển và giáo dục, tức là phải lựa chọn phương pháp dạy học bộ môn sao cho học sinh tích cực, chủ động chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng, kỹ xảo và vận dụng thành thạo vào thực tiễn Đặc biệt Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm, lấy thực hành thí nghiệm, vận dụng làm kim chỉ nam... tác dụng to lớn trong giảng dạy và học tập bộ môn, nó giúp học sinh phát triển tư duy sáng tạo, có cái nhìn tổng quan hơn trong mỗi vấn đề khi gặp phải, đồng thời nó góp phần quan trọng trong việc ôn luyện kiến thức cũ, bổ sung thêm những phần thiếu sót về lý thuyết và thực hành trong hóa học nói chung và trong phạm vi kiến thức về kim loại và axit nitric nói riêng Học sinh không những có kĩ năng, phương... chất lượng bộ môn và đổi mới môn học, tuy nhiên không khỏi tránh được những thiếu sót vốn có Vì vậy, rất mong được sự tham gia đóng góp ý kiến của các quý thầy, cô có nhiều kinh nghiệm giảng dạy, để tôi tiếp tục hoàn thiện, điều chỉnh và bổ sung vào thực tiễn giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi của mình ngày càng đạt kết quả tốt hơn Tôi xin trân trọng cảm ơn! TỔ CHUYÊN MÔN DUYỆT (Ký, ghi rõ họ và tên)... giảng dạy môn Hóa học tại trường THCS cũng gặp không ít những khó khăn trong việc giúp các em hiểu được các phương pháp giải toán Hóa học, nhất là phương pháp giải các bài toán kim loại tác dụng với dung dịch axit nitric Song với lòng yêu nghề, sự tận tâm với công việc, cùng với kinh nghiệm của bản thân, sự giúp đỡ của đồng nghiệp Tôi đã luôn biết kết hợp giữa hai mặt lý luận dạy học Hóa học và thực... sinh thường mắc - Đối với HS THCS khả năng khái quát vần đề còn hạn chế, tư duy còn rời rạc, khả năng ghi nhớ chưa cao, đòi hỏi người giáo viên cần rèn luyện thường xuyên tránh trường hợp "học trước quên sau", hoặc nội dung kiến thức ôm đồm, dàn trải, thiếu trọng tâm Về phía cá nhân, bản thân tôi rất mong muốn là góp một phần công sức vào quá trình bồi dưỡng nâng cao chất lượng bộ môn và đổi mới môn. .. muối thu được = m = 29, 2+ n NO − 3 trongmuoi × M NO − = 29, 2 + 3 1,125.62 = 98 ,95 (gam) 3 Bài tập vận dụng 1 Hòa tan hoàn toàn 8 ,9 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn bằng lượng vừa đủ 500 ml dung dịch HNO3 1M Sau khi phản ứng kết thúc, thu được 1,008 lit khí N2O (đktc) duy nhất và dung dịch X chứa m gam muối Tìm m 2 Cho 3,024 gam một kim loại M tan hết trong dung dịch HNO 3 loãng, thu được 94 0,8 ml khí NxOy (sản ... tạo tiền đề vững cho học sinh học tập môn bậc THPT bậc học cao Bài học kinh nghiệm sau thực chuyên đề Trong trình áp dụng sáng kiến kinh nghiệm thân để bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hóa học, rút... HSG môn Hóa học mà phổ biến chương trình Hóa học cấp III, thi ĐH - CĐ Qua thực tế giảng dạy nhiều năm môn Hóa học công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, từ lâu trăn trở việc xây dựng cho học sinh. .. tính chất hóa học axit nitric tác dụng với kim loại thông thường) 4.2 Khách thể chuyên đề Là học sinh đội tuyển hóa học lớp tham gia dự thi học sinh giỏi cấp huyện cấp tỉnh Phạm vi chuyên đề Do hạn