HƯỚNG DẪN HỌC SINH CÁCH DÙNG “BÁN PHẢN ỨNG ION

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓATRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH I SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH CÁCH DÙNG “ BÁN PHẢN ỨNG ION - ELECTRON” ĐỂ TÍNH NHANH LƯỢNG AXIT TRONG DẠNG BÀI TẬP KIM L

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT YÊN ĐỊNH I

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

HƯỚNG DẪN HỌC SINH CÁCH DÙNG “ BÁN PHẢN ỨNG ION - ELECTRON” ĐỂ TÍNH NHANH LƯỢNG AXIT TRONG DẠNG BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT HNO3 VÀ AXIT H2SO4 ĐẶC THUỘC CHƯƠNG TRÌNH

THANH HÓA, NĂM 2019

II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 3

2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 5

I MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tài

Với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay, học sinh muốn đạt kết quảcao thì không những phải học tốt, hiểu sâu và rộng các nội dung trong chươngtrình mà còn phải có tốc độ làm bài nhanh Trong môn hóa học lượng câu hỏiđịnh lượng trong đề khá nhiều thì tốc độ giải toán quyết định lớn đến điểm thicủa các em Vì vậy việc tìm ra các phương pháp giải toán nhanh, gọn, đơn giản,

dễ hiểu, dễ vận dụng vào giải các bài tập hóa học sẽ góp phần giúp học sinh đạtđiểm số cao hơn trong các kì thi

Trong nhiều năm giảng dạy hóa học 10, 11, đặc biệt 12 tôi nhận thấy córất nhiều bài toán khó đặc biệt là phần kim loại tác dụng với dung dịch axit cótính oxi hóa mạnh thường xảy ra nhiều trường hợp và nếu biết cách giải mà giảitheo cách truyền thống hoặc sử dụng đồng thời nhiều phương pháp thì cũng mấtkhá nhiều thời gian mới xong, chưa kể vì tính toán phức tạp nên còn dễ nhầmlẫn Vì vậy tôi luôn dành thời gian tìm kiếm trên các diễn đàn hóa học hoặc traođổi với đồng nghiệp để thu thập các phương pháp giải mới nhanh, gọn, dễ hiểu

và ít sai sót trong khi vận dụng, từ đó vận dụng vào việc giảng dạy của mìnhnhằm mang lại hiệu quả cao trong việc học và thi của học sinh

Trong số các phương pháp giải toán mà tôi đã vận dụng thì tôi tâm đắcnhất với cách dùng “bán phản ứng ion - electron” Cách dùng này có thể vậndụng để giải nhiều bài tập hóa học ở các chương khác nhau một cách đơn giản

và nhanh gọn, trong đó phải kể đến tính nhanh lượng axit trong bài tập phần kimloại tác dụng dung dịch axit như HNO3, H2SO4

Trong các dạng bài tập phần kim loại tác dụng với dung dịch axit có tínhoxi hóa mạnh có rất nhiều bài toán khó có nhiều cách giải dài và phức tạp, dovậy khi giảng dạy phần này tôi nhận thấy có nhiều học sinh hay quên, thiếu,nhầm vì phải dùng nhiều phương pháp hoặc viết nhiều phương trình dài và khódẫn đến các em khá chán nản, và hầu như chỉ có vài em học tốt thì mới cố gắnghọc nhưng cũng không mấy hứng thú

Vấn đề đặt ra là cần có một cách giải mới các bài tập dạng này, cách giảiphải dễ hiểu, dễ vận dụng, biến đổi toán học đơn giản và đặc biệt là rút gắn thờigian làm bài

Trước vấn đề đặt ra như trên tôi mạnh dạn đưa ra đề tài: “HƯỚNG DẪN

HỌC SINH CÁCH DÙNG “BÁN PHẢN ỨNG ION - ELECTRON” ĐỂ TÍNH NHANH LƯỢNG AXIT TRONG DẠNG BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT HNO 3 VÀ AXIT H 2 SO 4 ĐẶC THUỘC CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC LỚP 12” làm đề tài sáng kiến kinh nghiệm của

mình nhằm tăng hứng thú và hiệu quả học tập môn hóa học ở học sinh khối 12hướng tới một kì thi THPT Quôc Gia đạt kết quả cao nhất

2 Mục đích nghiên cứu

- Tìm cho bản thân một phương pháp dạy học thích hợp, hiệu quả để có thể tạo

ra hứng thú học tập cho học sinh, lôi cuốn được nhiều học sinh tham gia giải các

bài tập hóa học, từ đó các em nắm vững hơn các quy luật, hiện tượng trong hóahọc và ngày càng yêu thích môn hóa học.

- Đặc biệt giúp học sinh có một phương pháp giải toán hóa học hiệu quả, rútngắn thời gian làm bài để có thể đạt kết quả cao nhất trong các kì thi, đặc biệt là

kì thi trung học phổ thông quốc gia sắp tới

3 Đối tượng nghiên cứu:

- Học sinh khối 12 trường THPT Yên Đinh 1 trước và sau khi thực nghiệm đềtài

4 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đề tài tôi đã sử dụng các phương pháp sau:

- Tự học, tự nghiên cứu tài liệu áp dụng vào thực tiễn để rút ra kinh nghiệm chobản thân

- Phương pháp trao đổi, thảo luận: Giáo viên thực hiện đề tài tiến hành trao đổi,thảo luận với các giáo viên khác trong nhóm bộ môn từ đó rút kinh nghiệm đểhoàn thiện đề tài

- Phương pháp thực nghiệm: Giáo viên thực hiện đề tài tiến hành dạy thửnghiệm theo phương pháp đã nghiên cứu trong đề tài

- Phương pháp điều tra: Giáo viên thực hiện đề tài ra các bài tập áp dụng đểkiểm tra kết quả tiếp thu và vận dụng phương pháp đã nêu trong đề tài

II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

Trước hết, hóa học là một môn khoa học tự nhiên giúp học sinh nắm đượcquy luật vận động của thế giới vật chất và bài tập hóa học giúp học sinh hiểu rõnhững quy luật ấy, biết phân tích và vận dụng những quy luật ấy vào thực tiễn.Trong quá trình giải quyết các tình huống cụ thể do các bài tập hóa học đặt ra,học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như phân tích, tổng hợp, so sánh, kháiquát hóa, trừu tượng hóa… để giải quyết vấn đề, do đó tư duy của học sinh cóđiều kiện để phát triển

Tuy nhiên với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì áp lực về thờigian làm bài là rất lớn (trung bình 1,25 phút/câu ở kì thi THPT Quốc Gia).Trong khi đó với sự bùng nổ của công nghệ thông tin, chúng ta có một kho dữliệu khổng lồ về các phương pháp giải mà học sinh được tiếp cận, nên việc sángsuốt lựa chọn phương pháp giải cho từng bài toán là rất cần thiết Cách giải này

có thể hiệu quả với những bài toán này, nhưng lại không thể vận dụng hiệu quảcho nhiều bài toán khác nhau, chưa kể khi vào phòng thi các em quên công thứchoặc nhớ sai công thức dẫn đến không làm được bài Vì vậy các em cần cónhững phương pháp làm bài dễ hiểu, ngắn gọn, dễ vận dụng, và có hướng pháttriển tư duy hơn

1.1 Kiến thức hóa học về kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3 , H 2 SO 4

* Dấu hiệu nhận biết các sản phẩm khử:

- Khí NO2 : khí màu nâu đỏ, nặng hơn không khí

- Khí NO: khí không màu, hóa nâu trong không khí( 2NO + O2 →NO2), nặnghơn không khí một chút

- Khí N2O: Khí cười, không màu, nặng hơn không khí

- Khí N2: Khí không màu, hơi nhẹ hơn không khí một chút

- Dung dịch NH4NO3: Phản ứng không có khí thoát ra hoặc dung dịch thu đượctác dụng với dung dịch kiềm có khí mùi khai thoát ra

- Khí SO2 không màu, mùi hắc, nặng hơn không khí, độc Khí SO2 có thể làmmất màu dung dịch Br2, KMnO4, cánh hoa hồng

- S : Chất bột màu vàng, không tan trong H2O

- H2S : Không màu, mùi trứng thối, nặng hơn không khí H2S tạo kết tủa đenkhông tan trong cả môi trường axit với Cu2+, Pb2+

1.1.2 TÍNH KHỬ CỦA CÁC KIM LOẠI [1]

- Axit HNO3, H2SO4 đặc oxi hóa được hầu hết các kim loại (trừ Au; Pt) Khi đó,kim loại bị oxi hóa đến mức oxi hóa cao nhất tạo ra muối nitrat, muối sunfat, sảnphẩm khử của N+5, S+6 và H2O

* Một số chú ý:

- Fe bị oxi hoá lên Fe+3, nhưng nếu Fe dư: Fe + 2Fe+3 →3Fe+2

N5

3 2 0 1 2 2 2 4

NO H N

; N O;

N

; NO

; NO

5



- Thông thường:

+ Các kim loại có tính khử yếu như: Cu; Pb; Ag thì HNO3 đặc bị khử đến

NO2; HNO3 loãng bị khử đến NO

+ Các kim loại có tính khử mạnh như: Mg; Al; Zn HNO3 loãng có thể bị khửđến N2O; N2 hoặc NH4NO3, H2SO4 đặc đến S, H2S

1.2 Định luật bảo toàn [2]

1.2.1 Định luật bảo toàn nguyên tố

- Trong một phản ứng hóa học, tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố khôngđổi:

 n nguyên tử nguyên tố trước PƯ =  n nguyên tử nguyên tố sau PƯ

1.2.2 Định luật bảo toàn electron

- Khi có nhiều chất oxi hoá hoặc chất khử trong hỗn hợp phản ứng (nhiều phảnứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số mol electron mà các chấtkhử cho phải bằng tổng số mol electrron mà các chất oxi hoá nhận:

 n e nhường =  n e nhận

1.2.3 Định luật bảo toàn điện tích

- Trong một dung dịch có các ion dương và ion âm, tổng số điện tích dươngbằng tổng số điện tích âm

Lưu ý: Khi cân bằng phương trình ion và bán phản ứng, tổng số điện tích âm và

dương ở 2 vế của phương trình là bằng nhau

2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

- Trong quá trình giảng dạy và ôn luyện hóa học lớp 12 tôi nhận thấy có nhiềubài tập về phần kim loại tác dụng với axit HNO3, H2SO4 đặc xảy ra nhiều trườnghợp mà giải theo phương pháp truyền thống thì rất phức tạp, phải kết hợp nhiềuphương pháp giải hay viết phương trình phản ứng, đặt số mol, nhiều ẩn số, rườm

rà, mất nhiều thời gian

- Nhiều học sinh ngại làm dạng bài tập nói trên và khi kiểm tra hoặc thi thử các

em thường bỏ qua loại bài này hoặc khoanh bừa

- Khi ôn luyện cho học sinh ở phần bài tập này tôi đã hướng dẫn các em cáchdùng “bán phản ứng ion - electron”, đặc biệt dùng để tính lượng axit phản ứng

và được các em rất hứng thú, tiếp nhận tốt, đa số biết vận dụng một cách thànhthạo

3 Giải pháp và tổ chức thực hiện

Để giải quyết thực trạng trên tôi đã lựa chọn chủ đề: “Hướng dẫn học sinh

dùng “bán phản ứng ion - electron” để tính nhanh lượng axit trong dạng bài tập kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc thuộc chương trình hóa học lớp 12” vào giảng dạy trong chương trình dạy thêm môn hóa học

lớp 12

Dưới đây là đề xuất về giáo án của hai tiết dạy nói trên

3.1 Mục tiêu:

- Kiến thức

+ Dãy điện hóa kim loại,

+ Tính chất hóa học của kim loại với axit có tính oxi hóa mạnh

+ Biết cách xác định dạng bài tập có thể dùng “bán phản ứng ion - electron”

để tính nhanh lượng axit trong dạng bài tập phần kim loại tác dụng với dung dịch axit HNO 3 , H 2 SO 4 đặc thuộc chương trình hóa học lớp 12”.

+ Vận dụng được các kiến thức cơ bản phần đại cương về kim loại vào giải toán

- Kĩ năng được hình thành và phát triển:

+ Dự đoán các sản phẩm của phản ứng oxi hóa – khử

+ Nhận biết được các bài toán có thể sử dụng hiệu quả phương pháp nêu trên.+ Giải được các bài tập phần kim loại tác dụng với dung dịch axit có tính axihóa mạnh thuộc chương trình hóa học lớp 12 một cách nhanh gọn và chính xác

- Thái độ:

+ Học sinh hứng thú với bài học khi làm quen với phương pháp mới từ đó giúpcác em thêm yêu thích môn hóa học

+ Qua hoạt động nhóm các em hiểu nhau hơn, đoàn kết hơn

- Năng lực cần hướng tới:

+ Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học

Hoạt động của giáo viên Hoạt động của học sinh

- Giới thiệu: Khi giải bài tập phần kim loại

từ Mg đến Ag tác dụng với axit có tính oxi

hóa mạnh như HNO3 , H2SO4 đặc , các

em đã biết đến một số phương pháp: tính

theo phương trình, phương pháp bảo toàn

electron, phương pháp bảo toàn nguyên tố

Tuy nhiên các phương pháp trên còn mất

nhiều thời gian Hôm nay thầy sẽ hướng

dẫn các em một phương pháp mới để giải

nhanh bài tập phần này Đó là phương

pháp dùng “bán phản ứng ion – electron”

Trong phần này các em cần nắm vững

một số kiến thức liên quan như sau:

1 Dãy điện hóa

2.Thứ tự phản ứng

- Kim loại có tính khử mạnh phản ứng

trước, sau đó đến kim loại yếu hơn phản

ứng sau theo phương trình tổng quát sau:

GV: Sử dụng máy chiếu để Hs theo dõi lại

kiến thức cũ:

Kim loại M + H 2 SO 4 đặc 0

t

  muối sunfat M 2 (SO 4 ) x + sản phẩm khử (SO 2 , S,

H 2 S) + H 2 O

Kim loại M + HNO 3  t0 muối nitrat

M(NO 3 ) x + sản phẩm khử (NO 2 , NO, N 2 O,

N 2 , NH 4 NO 3 ) + H 2 O

3 Xác định sản phẩm sau phản ứng:

GV: Sử dụng máy chiếu để Hs theo dõi lại

kiến thức cũ:

* Dấu hiệu nhận biết các sản phẩm khử:

- Khí NO2: khí màu nâu đỏ, nặng hơn

không khí

- Khí NO: khí không màu, hóa nâu trong

không khí (2NO + O2 →NO2), nặng hơn

- Dung dịch NH4NO3: Phản ứng không có

khí thoát ra hoặc dung dịch thu được tác

dụng với dung dịch kiềm có khí mùi khai

- H2S : Không màu, mùi trứng thối, nặng

hơn không khí H2S tạo kết tủa đen không

tan trong cả môi trường axit với Cu2+,

Pb2+

* Lưu ý nhận biết các sản phẩm quá trình

oxi hóa Fe:

- Fe bị oxi hoá lên Fe+3, nhưng nếu kim

loại từ Fe đến Cu dư khi tác dụng với axit

trên thì Fe+3 bị khử về Fe+2 một phần hoặc

hoàn toàn

Lưu ý: Al; Fe; Cr bị thụ động hóa trong

dung dịch HNO3 đặc nguội, H2SO4 đặc

Lời dẫn: Điều quan trọng của phương

pháp là học sinh phải viết được các bán

phản ứng ion - electron của quá trình khử

N+5 , S+6 trong môi trường H+ Cách viết

các bán phản ứng của nguyên tử kim loại

vẫn theo cách cũ, tuy nhiên của quá trình

khử sẽ theo phương pháp ion – electron

3NO3-+10H+ +7e → 2NO+NO2 +5H2O

electron khử sau:

NO3- + H+ + → NO +

SO42- + H+ + → SO2 +

Hướng dẫn: Các bước cân bằng theo

phương pháp ion – electron khử như sau:

Bước 1: Xác định ion oxi hoá, sản phẩm

khử và môi trường

Bước 2: Viết bán phản ứng khử: chất oxi

hoá, môi trường, số e nhận, sản phẩm khử

và sản phẩm của môi trường tạo ra

axit HNO3, H2SO4 đặc thì ion oxi hoá là

NO3-, SO42-, môi trường H+, sản phẩm khử

theo đề bài hoặc dựa vào các dấu hiệu

nhận biết chúng, sản phẩm của môi trường

sinh ra là H2O Áp dụng cho ví dụ trên:

→ Thêm H2O vào vế phải, cân bằng

nguyên tố N, S

→ Xác định số oxi hoá, tính số electron

nhận

→ Cân bằng nguyên tố O rồi sau đó kiểm

tra độ chính xác bằng định luật bảo toàn

điện tích hoặc ngược lai

* Trường hợp 2: có nhiều sản phẩm khử.

- Cách làm tương tự, nhưng yêu cầu bắt

buộc là phải biết tỉ lệ mol của các sản

nHNO3(pư) = nH+ và nH2SO4(pư) =2nH+.

Hoạt động 2: Giải bài tập mẫu (25 phút) [4]

Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của học sinh

TRƯỜNG HỢP 1: CÓ MỘT SẢN

PHẨM KHỬ

Giải bài tập mẫu:

GV trình chiếu bài tập lên màn hình

Bài 1: Cho m gam hỗn hợp Al và Cu tác

dụng vừa đủ với V lít dung dịch HNO3

1M (loãng) Sau phản ứng tạo ra 0,2 mol

GV so sánh: cách 1 phải viết 2 phương

trình, sau đó phải nhận xét được từ 2

phương trình ta rút ra tỉ lệ mol axit và NO,

Nếu bài toán nhiều kim loại hơn tác dụng

với dung dịch axit thì sẽ tốn thời gian, dễ

gây sai sót

Cách 2 chỉ cần quan tâm:

- Dạng toán kim loại tác dụng axit có tính

oxi hóa ở gốc axit

- Bán phản ứng ion – electron của sản

phẩm khử

Tương tự GV yêu cầu Hs nhận xét và giải

theo cách làm mới

HS ghi đề bàiHS:

4HNO3+ Al → Al(NO3)3 + NO + 2H2O8HNO3+ 3Cu→ Cu(NO3)2 +2NO +4H2O

Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của học sinh

GV trình chiếu bài tập lên màn hình

Bài 2: Cho m gam hỗn hợp Al, Zn, Cu tác

dụng vừa đủ với 600 ml dung dịch

HNO3 1M (loãng) Sau phản ứng tạo ra

V lít khí không màu hóa nâu trong không

khí (sản phẩm khử duy nhất) và dung dịch

X Tính V ở đktc ?

Tương tự GV yêu cầu Hs nhận xét và đưa

ra cách giải nhanh nhất cho bài tập sau:

Bài 3: Thể tích dung dịch HNO3 1M

(loãng) ít nhất cần dùng để hoà tan hoàn

→ne nhường = 0,6 mol = ne nhận

- Bán PƯ khử:

NO3- + 4H+ + 3e → NO + H2O 0,8 0,6 (mol)

VHNO3 (nhỏ nhất) = 0,8/1= 0,8 lít (Đáp án C)

Hoạt động của Giáo viên Hoạt động của học sinh

Bài 4: Cho m gam Fe tác dụng vừa đủ với

V lít dung dịch HNO3 1M thu được 4,48

lít khí NO duy nhất (ở đktc) Giá trị của V

bằng:

A: 0,6 B: 0,8

C: 0,6 hoặc 0,8 D: 0,6 và 0,8

GV nhận xét và yêu cầu Hs làm bài: Với

bài tập này, nếu ta không để ý cách hỏi

(chỉ hỏi V) ta có thể đi theo hướng biện

luận các trường hợp tạo ra các loại muối

Fe (vừa đủ tạo Fe3+, vừa đủ tạo Fe2+, vừa

đủ tạo Fe2+ và Fe3+) mất thời gian Ta chỉ

Bài 1: Hoà tan hoàn toàn m gam hỗn hợp

3 kim loại bằng dung dịch HNO3 thu được

1,12 lít hỗn hợp X (đktc) gồm NO2 và NO

Tỉ khối của X so với hiđro bằng 18,2

Thể tích tối thiểu dung dịch HNO3 37,8%

- Dạng bài kim loại tác dung HNO3

- Câu hỏi liên quan đến việc tính