Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học phần kim loại cho bồi dưỡng học sinh giỏi trung học phổ thông

1 Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học phần kim loại cho bồi dưỡng học sinh giỏi Trung học phổ thông Selecting – Compiling and Using a Systematical Variety of Chemi

1

Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học phần kim loại cho bồi dưỡng

học sinh giỏi Trung học phổ thông Selecting – Compiling and Using a Systematical Variety of Chemistry Exercises on Metal for

Fostering Good Students at a High School NXB H : ĐHGD, 2012 Số trang 115 tr +

Nguyễn Văn Mai

Trường Đại học Giáo dục Luận văn ThS ngành: Lý luận và phương pháp dạy học (Bộ môn Hóa học) ;

Mã số: 60 14 10 Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Xuân Trường

Năm bảo vệ: 2012

Abstract Trình bày cơ sở lí luận và thực tiễn về việc bồi dưỡng học sinh giỏi (HSG)

Nghiên cứu nội dung kiến thức và bài tập phần kim loại trong sách giáo khoa lớp 12- ban Khoa học tự nhiên, tài liệu giáo khoa chuyên hóa học lớp 12, các nội dung liên quan đến kim loại trong các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, khu vực, quốc gia và các tài liệu hóa học khác Tuyển chọn, xây dựng hệ thống bài tập tự luận (TL) phần kim loại để bồi dưỡng HSG trường trung học phổ thông (THPT) Đề xuất biện pháp sử dụng hệ thống bài tập phần kim loại trong công tác bồi dưỡng HSG Thực nghiệm sư phạm với hệ thống bài tập phần kim loại để bồi dưỡng HSG ở trường THPT và đánh giá hiệu quả sử dụng hệ thống bài tập đó

Keywords: Hóa học; Phương pháp dạy học; Bài tập; Học sinh giỏi; Kim loại

Ở nước ta, vấn đề nhân tố con người luôn được quan tâm, dù ở các thời đại khác nhau nhưng luôn có

sự coi trọng người tài, chúng ta luôn quan niệm: “hiền tài là nguyên khí quốc gia”, vì vậy “nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực, bồi dưỡng nhân tài” luôn là nhiệm vụ trung tâm của giáo dục - đào tạo, trong đó,

việc phát hiện và bồi dưỡng những học sinh giỏi (HSG) ở trường phổ thông chính là bước khởi đầu quan trọng để góp phần đào tạo nhân tài trong các lĩnh vực của khoa học và đời sống xã hội

2

Tuy nhiên, trong thực tế công tác phát hiện, bồi dưỡng, sử dụng những nhân tố con người chưa có tính khoa học, những lí luận dạy học về HSG cũng như các biện pháp phát hiện, tổ chức và bồi dưỡng HSG vẫn chưa được nghiên cứu một cách hệ thống, phần lớn các giáo viên (GV) bồi dưỡng HSG phải tự mày mò mà chưa có sự định hướng rõ nét, vẫn mang tính kinh nghiệm, chưa định lượng hóa được những yếu tố liên quan đến HSG như : Thế nào là HSG ? Những dấu hiệu của một HSG ? Làm thế nào để hình thành và phát triển những năng lực của HSG? Định hướng học tập cho HSG như thế nào

Với các môn khoa học tự nhiên nói chung và môn Hóa học nói riêng thì bài tập hóa học (BTHH)

là mục đích, nội dung, là phương pháp dạy và học hiệu quả, đó là cách thức thể hiện kiến thức một cách tổng quát, đầy đủ, đặc biệt với đối tượng học sinh khá, giỏi thì BTHH sẽ là cách hiệu quả nhất

để phát hiện, bồi dưỡng và nuôi dưỡng nhân tài

Trên cơ sở lý luận cũng như thực tiễn, với mong muốn góp phần nâng cao chất

lượng bồi dưỡng HSG môn Hóa học, chúng tôi chọn đề tài: “ Tuyển chọn – Xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập hóa học phần kim loại dùng bồi dưỡng học sinh giỏi trung học phổ thông ”

2 Mục đích nghiên cứu

Tuyển chọn, xây dựng và sử dụng hệ thống bài tập bồi dưỡng học sinh giỏi phần kim loại thuộc chương trình Trung học phổ thông (THPT) để quá trình dạy và học đạt kết quả cao trong các

kì thi học sinh giỏi

3 Nhiệm vụ nghiên cứu

3.1 Nghiên cứu cơ sở lý luận và thực tiễn của đề tài

3.2 Nghiên cứu nội dung kiến thức và bài tập phần kim loại trong sách giáo khoa lớp 12- ban Khoa học tự nhiên, tài liệu giáo khoa chuyên hóa học lớp 12, các nội dung liên quan đến kim loại trong các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh, khu vực, quốc gia và các tài liệu hóa học khác

3.3 Tuyển chọn, xây dựng hệ thống bài tập tự luận (TL) phần kim loại để bồi dưỡng HSG trường THPT

3.4 Đề xuất biện pháp sử dụng hệ thống bài tập phần kim loại trong công tác bồi dưỡng HSG 3.5 Thực nghiệm sư phạm với hệ thống bài tập phần kim loại để bồi dưỡng HSG ở trường THPT và đánh giá hiệu quả sử dụng hệ thống bài tập đó

4 Khách thể và đối tượng nghiên cứu

4.1 Khách thể nghiên cứu: Quá trình dạy học bộ môn Hoá học và công tác bồi dưỡng HSG ở trường THPT

4.2 Đối tượng nghiên cứu: Hệ thống bài tập phần kim loại ở chương trình hóa học lớp 12 để bồi dưỡng học sinh giỏi THPT

5 Giả thuyết khoa học

3

Nếu tuyển chọn, xây dựng được hệ thống bài tập hóa học phần kim loại và sử dụng hệ thống bài tập

đó có hiệu quả sẽ góp phần nâng cao được chất lượng bồi dưỡng HSG ở trường THPT

6 Phương pháp nghiên cứu

6.1 Nghiên cứu lý luận

6.1.1 Cơ sở lý luận liên quan đến đề tài

6.1.2 Cấu trúc chương trình sách giáo khoa lớp 12 ban Khoa học tự nhiên, chương trình chuyên

bộ môn hóa học

6.1.3 Tài liệu hướng dẫn nội dung chương trình thi học sinh giỏi, các văn bản hướng dẫn liên quan đến thi chọn học sinh giỏi

6.2 Nghiên cứu thực tiễn

6.2.1 Điều tra thực tiễn công tác bồi dưỡng HSG ở trường THPT

6.2.2 Trao đổi, tổng kết kinh nghiệm về bồi dưỡng HSG với giáo viên (GV)

6.2.3 Tập hợp và nghiên cứu nội dung sách giáo khoa lớp 12 ban Khoa học tự nhiên, chương trình chuyên bộ môn hóa học, các đề thi HSG, đề thi vào đại học và cao đẳng, các tài liệu tham khảo liên quan đến ôn thi HSG để tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập TL phần kim loại 6.2.4 Thông qua thực nghiệm sư phạm đánh giá chất lượng hệ thống bài tập từ đó đề xuất hướng bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT

6.3 Xử lý kết quả nghiên cứu

Xử lý số liệu nghiên cứu bằng phương pháp thống kê toán học

7 Đóng góp của đề tài

- Tuyển chọn và xây dựng được hệ thống bài tập phần kim loại có chất lượng giúp cho giáo viên có thêm nguồn tài liệu dùng trong việc bồi dưỡng HSG

- Đề xuất được biện pháp sử dụng bài tập phần kim loại trong việc bồi dưỡng HSG sao cho có hiệu quả

8 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn về việc bồi dưỡng học sinh giỏi

Chương 2: Xây dựng hệ thống bài tập phần kim loại lớp 12 dùng bồi dưỡng học sinh giỏi trường trung học phổ thông

Chương 3: Thực nghiệm sư phạm

4

CHƯƠNG 1

CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN VỀ BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI

VÀ BÀI TẬP HÓA HỌC 1.1 Cơ sở lý luận

1.1.1 Hoạt động nhận thức và tư duy sáng tạo của HS trong quá trình học tập

- Khái niệm nhận thức, tư duy

- Những biểu hiện và mức độ của nhận thức, tư duy

- Tư duy sáng tạo và những phẩm chất của tư duy sáng tạo

- Những hình thức cơ bản của tư duy

- Rèn luyện năng lực nhận thức của học sinh trong quá trình dạy và học hoá học như năng lực quan sát, năng lực phân tích, tổng hợp …

1.1.2 Lý luận trong công tác bồi dưỡng HSG

- Bồi dưỡng HSG góp phần phát hiện, xây dựng và đào tạo nhân tài cho đất nước

- Những năng lực, phẩm chất cần có của học sinh giỏi hóa học: năng lực tiếp thu, suy luận logic, năng lực thực hành, tư duy sáng tạo

- Cho thấy những biểu hiện, dấu hiệu của học sinh giỏi hóa học để từ đó đánh giá , phát hiện và xây dựng cơ sở bồi dưỡng học sinh giỏi

1.1.3 Lý luận về bài tập trong dạy học Hóa học ở trường THPT

- Bài tập hóa học là mục tiêu mà người học cần hướng tới và giải quyết

- Phân loại bài tập hóa học dựa vào các tiêu chí khác nhau để tiện cho dạy và học

- Vai trò, ý nghĩa của bài tập trong dạy học hóa học ở trường THPT đặc biệt đối với học sinh giỏi hóa học

1.1.4 Lý luận về sử dụng bài tập Hóa học trong dạy học ở trường THPT

- Bài tập hóa học là một kênh để dạy học cho học sinh giỏi với đặc trưng về cách chuyển tải của nó

- Sử dụng bài tập hóa học để tích cực hóa người học

- Sử dụng bài tập hóa học nhằm phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học

1.2 Cơ sở thực tiễn

1.2.1 Thực tế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT

- Vấn đề sách giáo khoa dùng cho dạy học sinh giỏi hóa học ở trường phổ thông

- Những khó khăn và nhu cầu của giáo viên khi bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học như khó khăn về tài liệu, tiếp cận chương trình…

1.2.2 Vấn đề sử dụng bài tập hoá học trong việc giảng dạy và bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT

- Sự tiếp cận chương trình bồi dưỡng học sinh giỏi của học sinh ở mức độ nào? được thông qua những hình thức nào

- Thực trạng dạy học hóa học và bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học ở lớp 12 trường THPT ra sao

5

* Tiểu kết chương 1

CHƯƠNG 2 TUYỂN CHỌN – XÂY DỰNG VÀ SỬ DỤNG HỆ THỐNG BÀI TẬP

PHẦN KIM LOẠI CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI TRUNG HỌC PHỔ THÔNG 2.1 Nguyên tắc tuyển chọn và xây dựng bài tập hoá học

2.1.1 Nguyên tắc tuyển chọn hệ thống bài tập hóa học

- Đảm bảo tính chính xác, khoa học

- Đảm bảo tính hệ thống

- Đảm bảo tính vừa sức, phù hợp

- Mở rộng kiến thức cho học sinh

- Hệ thống bài tập phát triển được năng lực nhận thức, kỹ năng tư duy hóa học

- Hệ thống bài tập nhằm tăng cường khả năng tự học, sáng tạo của học sinh

2.1.2 Nguyên tắc xây dựng hệ thống bài tập hóa học

- Nắm vững kiến thức lí thuyết

- Tích hợp các dạng cấu trúc chương trình như theo kiến thức, theo mức độ nhận thức, theo dạng bài tập…

- Có tính phù hợp với học sinh nhưng linh động trong việc sử dụng

- Giúp học sinh rèn kĩ năng học tập, kĩ năng giải quyết vấn đề, từ đó phát triển tư duy sáng tạo, tư duy nghiên cứu

2.1.3 Cơ sở xây dựng hệ thống bài tập

- Theo cấu trúc chương trình sách giáo khoa: Chia bài tập theo các nội dung chương trình của sách giáo khoa hóa học lớp 12 ban khoa học tự nhiên

Đại cương về kim loại: Vị trí, cấu tạo nguyên tử kim loại, cấu trúc tinh thể kim loại, tính chất vật

lí, nguyên nhân gây ra tính chất vật lí, tính khử của kim loại, dãy điện hóa của kim loại, ăn mòn kim loại, điều chế kim loại

Các nhóm kim loại: Đề cập đến đơn chất và hợp chất quan trọng của các nhóm KLK, KLKT, Nhôm, Sắt, Crom, Đồng, Bạc, Vàng, Thiếc, Chì, Kẽm

- Theo năng lực nhận thức của học sinh dựa trên các mức độ nhận thức

Các bài tập được xây dựng dựa trên các mức độ nhận thức theo chuẩn kiến thức kĩ năng Biết – Hiểu – Vận dụng – Sáng tạo

- Theo dạng kiến thức, dạng bài tập, chuyên đề

Ngoài những kiến thức có tính khái quát, ở mỗi phần đều có những dạng bài tập đặc trưng liên quan đến kiến thức ở phần đó

Ví dụ: Phần hợp chất của Nhôm, Kẽm, Canxi có các bài toán liên quan đến hiện tượng tạo kết tủa cực đại, cực tiểu và sử dụng phương pháp đồ thị để giải

6

Phần tinh thể kim loại có các bài toán tính toán các thông số trong mạng tinh thể như cạnh tế bào cơ

sở, bán kính nguyên tử kim loại, khoảng cách ngắn nhất giữa hai nguyên tử trong tinh thể…

Những cơ sở trên đều phù hợp với lí luận và thực tiễn của dạy học sinh giỏi, qua đó giúp cho quá trình dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi thuận lợi và hiệu quả hơn

2.2 Tuyển chọn, xây dựng hệ thống bài tập phần kim loại để bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường Trung học phổ thông

2.2.1 Những vấn đề lí thuyết phần đại cương về kim loại

- Vị trí kim loại trong BTH và cấu tạo nguyên tử kim loại

- Cấu trúc mạng tinh thể của kim loại và hợp kim

- Liên kết kim loại và tính chất vật lí của kim loại

- Tính chất hóa học chung của kim loại là dễ thể hiện tính khử ( bị oxh ), cặp oxh – khử, dãy điện hóa của kim loại, pin điện hóa, các yếu tố ảnh hưởng đến pư oxh – khử, sự ăn mòn kim loại và hợp kim

- Các cách điều chế kim loại, phương pháp điện phân

2.2.2 Các nhóm kim loại

Việc chia các nội dung dựa trên tính chất tương tự nhau của các nhóm kim loại

- Đặc điểm cấu tạo, tính chất vật lí, tính chất hóa học, ứng dụng và cách điều chế kim loại nhóm IA, IIA Các hợp chất cơ bản của các nguyên tố nhóm IA, IIA ( oxit, bazơ, muối )

- Đặc điểm của Al, Fe, Cr và các hợp chất của chúng

- Đặc điểm của các nguyên tố và hợp chất của các nguyên tố gắn liền với đời sống và kĩ thuật như

Cu, Ag, Au, Sn, Pb, Zn

2.3 Một số biện pháp sử dụng hệ thống bài tập hoá học phần kim loại trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi ở trường THPT

2.3.1 Biện pháp phát hiện học sinh giỏi (Mỗi biện pháp đều có ví dụ minh họa và những dẫn chứng)

- Sử dụng bài tập phát hiện kiến thức và tiếp thu kiến thức: Bài tập có tác dụng phát hiện kiến thức

và đánh giá khả năng tiếp thu kiến thức

Ví dụ: Một khoáng chất chứa 20,93% Al ; 21,7% Si ; còn lại là O, H (về khối lượng ) Hãy xác định công thức khoáng chất này

Cách giải : Đặt % khối lượng O là a ; % khối lượng H là 57,37 – a

7

Từ (1) và (2) ta được a = 55,82; thay vào được n Al : n Si : n O : n H = 2 : 2 : 9 : 4

Vậy công thức khoáng chất là Al 2 Si 2 O 9 H 4 hay Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O ( Cao lanh )

Phân tích : Để giải quyết được bài toán này, học sinh phải phát hiện được kiến thức của bài toán liên quan đến những kiến thức đã học như : Cách lập công thức của chất dựa vào % khối lượng, dựa vào hóa trị nguyên tố( chương trình THCS ), dựa vào tính chất trung hòa điện tích trong hợp chất( phần dung dịch, chất điện li ), dựa vào khoáng chất chứa Al, Si, O, Si ( trong phần kiến thức lớp 11

về khoáng chất chứa Si )

- Sử dụng bài tập biện luận: nhằm phát hiện khả năng lập luận chặt chẽ, khả năng tư duy đa dạng,

bao quát vấn đề, khả năng tư duy logic…

VD: Cho 1,36 gam Mg, Fe vào 400 ml dung dịch CuSO4 chưa rõ nồng độ, Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn A nặng 1,84 gam và dung dịch B Cho B tác dụng với dd NaOH dư, lọc và nung kết tủa trong không khí đến khối lượng không đổi thu được hỗn hợp oxit nặng 1,2 gam Tính khối lượng các kim loại trong hỗn hợp và nồng độ dung dịch CuSO4

Cách giải : từ giả thiết thu hỗn hợp oxit → B có từ hai muối trở lên

Nếu CuSO 4 dư hoặc vừa đủ pư với hỗn hợp kim loại → khối lượng oxit thu được phải lớn hơn 1,36

→ Vậy Mg pư hết, Fe pư một phần

8

Bài tập Lấy hai thanh đồng nối vào một vôn kế rồi nhúng hai dây đồng đó vào hai cốc đựng dung dịch CuSO4 Cho biết kim vôn kế có quay không ?

Cách giải

Kim vôn kế có thể không quay nếu dung dịch CuSO 4 ở hai cốc có cùng nồng độ

Kim vôn kế quay ( xuất hiện dòng điện ) nếu dung dịch CuSO 4 ở hai cốc có nồng độ khác nhau, khi

đó xuất hiện một pin điện hóa với hai cực là hai thanh đồng ở trên

Giả sử cốc 1 có [CuSO 4 ] = 1M , cốc 2 có [CuSO 4 ] = 0,01M

Khi đó tính được : E 1 = E 0 Cu 2+ /Cu = 0,34V

- Sử dụng bài tập có nhiều cách giải nhằm phát hiện năng lực sáng tạo của học sinh

VD: Hòa tan hoàn toàn 17,2 gam hỗn hợp ( Cu, Ag ) trong dung dịch HNO3 dư rồi cô cạn dung dịch thu được, đem nhiệt phân muối khan đến khối lượng không đổi được 18,8 gam hh chất rắn Tính % khối lượng các kim loại

Lời giải : Cách 1 : viết các pthh, đặt ẩn số ( số mol Cu, Ag lần lượt là x, y ), chất rắn sau pư là (CuO, Ag)

64x + 108y = 17,2

80x+108y =18,8→x=0,1, y=0,1→% khối lượng Cu , Ag

Cách 2: Xây dựng sơ đồ, sử dụng pp tăng giảm khối lượng

Lời giải : Tính toán lí thuyết : Sđđ = E + - E +

Nếu lấy dung dịch CuSO 4 1M vào cốc làm điện cực thì E đc = E 0 Cu 2+ /Cu = 0,34V → để có pin với Sđđ

= 0,2515V thì phải chuẩn bị dung dịch CuSO 4 có E = 0,34 – 0,2515 = 0,0885V

9

Áp dụng phương trình Nernst : E Cu 2+ /Cu = E 0 Cu 2+ /Cu + 0,0295lg[Cu 2+ ] = 0,34 +0,0295lg[Cu 2+ ] = 0,0885V → [Cu 2+

] = 10 -3 M Thực nghiệm

-Pha chế dung dịch CuSO 4 : Áp dụng công thức pha loãng sẽ được : trộn 1V dung dịch CuSO 4 1M với 999V nước cất sẽ được dung dịch CuSO 4 10 -3 M

-Cho hai dung dịch CuSO 4 vào hai cốc, cho hai thanh Cu vào hai cốc và nối hai cốc bằng dây dẫn,

ta đã được một pin điện hóa có E pin như yêu cầu

2.3.2 Biện pháp bồi dưỡng học sinh giỏi (mỗi biện pháp đều có ví dụ và dẫn chứng minh họa)

Sau khi sưu tầm chúng tôi đã tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học theo các cách sau :

- Lược bớt hoặc chia nhỏ bài toán

VD: a Bài toán phức tạp: Đun nóng dung dịch NaHCO3 một thời gian cho đến khi không có khí thoát ra, thu lấy dung dịch ( X ) Cho lần lượt từng dung dịch sau vào dung dịch X riêng rẽ : AlCl3, FeCl3, MgCl2, BeCl2, BaCl2 Nêu hiện tượng xảy ra và giải thích

b.Bài toán biến đổi: Nêu hiện tượng xảy ra, giải thích hiện tượng khi cho

+ Dung dịch Na 2 CO 3 vào dung dịch AlCl 3

+ Dung dịch Na 2 CO 3 vào dung dịch FeCl 3

+ Dung dịch Na 2 CO 3 vào dung dịch MgCl 2

+ Dung dịch Na 2 CO 3 vào dung dịch BeCl 2

+ Dung dịch Na 2 CO 3 vào dung dịch BaCl 2

- Đảo chiều cách hỏi:

VD: a Bài toán ban đầu: Có dung dịch Mg2+ trong đó [Mg2+] = 10-3M Tính pH của dd kiềm để khi cho vào dung dịch Mg2+ trên xuất hiện kết tủa Cho TMg(OH)2 = 10-11

b Bài tập đảo chiều: Bazơ hóa dung dịch chứa [Mg 2+ ] = 10 -3 M và điều chỉnh pH thì thấy khi pH =

10 bắt đầu xuất hiện kết tủa Tính T Mg(OH)2

- Thay đổi hình thức của bài tập làm cho học sinh hiểu kiến thức theo nhiều hướng khác nhau

VD: a Bài toán ban đầu

Hoàn thành sơ đồ phản ứng sau:

Al 2 O 3 → AlCl 3 → K[Al(OH) 4 ] → Al(OH) 3 → Al 2 O 3 → Al

b.Bài toán thay đổi : Có một hỗn hợp bột Al 2 O 3 và Fe 2 O 3 , trình bày cách tách hỗn hợp để thu được

Al nguyên chất

10

- Xây dựng một bài toán gốc(chính tắc) sau đó phát triển bài toán theo nhiều hướng

VD: Bài toán gốc: Cho 3,36 lit CO2 (đktc) hấp thụ hoàn toàn vào 2 lit dung dịch Ba(OH)2 0,1M Tính khối lượng sản phẩm thu được

Bài toán mở rộng : Dẫn V lit khí CO 2 (đktc) vào dung dịch chứa 2 mol Ba(OH) 2 Tính V để sau phản ứng

a Thu được 2 muối

b Dung dịch thu được có một chất tan

c Thu được 2 muối có khối lượng bằng nhau

d Thu được hai muối có số mol bằng nhau

e Dung dịch phản ứng với NaHCO 3 tạo kết tủa

f Dung dịch phản ứng với AlCl 3 dư không tạo thành kết tủa

- Xây dựng những bài toán tương tự nhau ( cùng dạng )

VD: Bài tập sưu tầm

Cho biết những muối sau đây FeS, CuS, muối nào tan được trong dung dịch HCl

( Biết TCuS = 10-35,2, TFeS = 10-17,2 , k1(H2S) = 10-7,05, k2(H2S) = 10-12,9 )

Bài tập tương tự: Tại sao tất cả các muối CaCO 3 , SrCO 3 , BaCO 3 đều bị hòa tan bởi dung dịch axit mạnh

- Phát triển, mở rộng bài tập từ bài tập sưu tầm, tuyển chọn

VD: a Bài toán quen thuộc: Cho từ từ dung dịch KOH 1M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3, 0,25 mol FeSO4 Tính thể tích dung dịch KOH để thu được kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất

* Các pư tạo kết tủa : Al 3+ + 3KOH → Al(OH) 3 + 3K +

Fe 2+ + 2KOH → Fe(OH) 2 + 2K +

Để kết tủa lớn nhất : n(KOH) = 3.nAl 3+

+ 2nFe 2+ = 1,1 mol → V = 1,1 lit

Để kết tủa nhỏ nhất : Al(OH) 3 + KOH → K[Al(OH) 3 ]

Số mol KOH hòa tan Al(OH) 3 = 0,2 mol → nKOH = 1,3 mol → V = 1,3 lit

b.Bài toán mở rộng: Cho từ từ dung dịch Ba(OH) 2 1M vào dung dịch chứa 0,24 mol Al 2 (SO 4 ) 3 , 0,1 mol K 2 SO 4 Tính thể tích dung dịch Ba(OH) 2 để thu được kết tủa lớn nhất, nhỏ nhất và tính lượng kết tủa đó

* Trường hợp Al(OH) 3 kết tủa lớn nhất ( TH1) :

3Ba(OH) 2 + Al 2 (SO 4 ) 3 → 3BaSO 4 + 2Al(OH) 3

n(Ba(OH) 2 )=3.n(Al 2 (SO 4 ) 3 )=0,72mol, còn một lượng SO 4 2- chưa phản ứng

11

Khi thêm Ba(OH) 2 thì Al(OH) 3 bị hòa tan, kết tủa bị giảm đi so với TH1 nhưng kết tủa BaSO 4 lại tăng lên

Nếu Ba(OH) 2 pứ hết với K 2 SO 4 : Ba 2+ + K 2 SO 4 → BaSO 4 + 2K +

Tính được nBaSO 4 (thêm) = 0,1 mol → +∆m so với TH1 là 23,3 gam

Có 1 phần Al(OH) 3 bị hòa tan: nAl(OH) 3 bị hòa tan = nOH - = 0,2 mol → khối lượng kết tủa giảm so với TH1 là 0,2.78 = 15,6 gam < 23,3 gam

Vậy với bài toán này, trường hợp tạo kết tủa lớn nhất lại là trường hợp Al(OH) 3 bị hòa tan còn kết tủa nhỏ nhất là trường hợp Al(OH) 3 lớn nhất

- Lựa chọn để xây dựng những bài tập có nhiều cách giải

VD: a.Bài toán có nhiều cách giải

Người ta dự tính hoà tan 10 -3

mol Mg(NO 3 ) 2 trong một lít dung dịch NH 3 0,5M ; để tránh sự tạo thành kết tủa Mg(OH) 2 phải thêm vào dung dịch tối thiểu bao nhiêu mol NH 4 Cl? Cho

5 3

10 ( 10 )

1,8.100,5 10

Vậy phải thêm tối thiểu 0,09 mol NH 4 Cl để không tạo được kết tủa Mg(OH) 2

*Cách giải 2: Điều kiện để không tạo kết tủa Mg(OH) 2 là [Mg 2+ ].[OH - ] ≤ 10 -11

Điều kiện để không tạo kết tủa Mg(OH)2 là [Mg 2+ ].[OH 

] 2 10 -11 Với C 0(Mg 2+ ) = 10 -3 thì [OH - ]  10 -4 → [H + ] ≥ 10 -10

→ pH ≤ 10 Khi thêm NH 4 Cl sẽ được dung dịch đệm bazơ (NH 3 + NH4)



, thay pH = 10, pK = 4,76 , [NH 3 ] = 0,5 sẽ tính được [NH 4 + ] = 0,09 M → n(NH 4 + ) = 0,09 mol

12

- Thay đổi yêu cầu cho một bài toán, một dạng toán

VD: a.Bài toán gốc : Một khoáng chất có chứa 0,95%Nhôm; 21,7%Silic và còn lại là O và H (về khối lượng) Hãy xác định công thức của khoáng chất này

* Đặt % khối lượng Oxi = a thì % khối lượng Hidro = 57,37 – a

Vậy công thức khoáng chất là Al 2 Si 2 O 9 H 4 hay Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O ( cao lanh )

b Bài toán thay đổi mức độ yêu cầu : Một khoáng chất sẵn có trong thiên nhiên có chứa 20,93% lượng Nhôm và còn chứa các nguyên tố Si, O, H Hãy xác định công thức của khoáng chất này và gọi tên

* Gọi công thức khoáng chất là xAl2O3.ySiO2.zH2O

→ x = 1, y = z = 2 là hợp lí → công thức khoáng chất là Al 2 O 3 2SiO 2 2H 2 O

- Xây dựng những bài tập có sử dụng các phương pháp giải bài tập hóa học phổ thông thông dụng như phương pháp bảo toàn, phương pháp đường chéo, phương pháp chọn lượng chất, phương pháp tăng giảm, đồ thị… đặc biệt những bài tập có yếu tố biện luận

VD: Chất rắn A tác dụng vừa đủ với 500 ml dd HNO3 0,294M thu được 470,4 ml khí NO (đktc) (không chứa khí khác) và dd X chỉ chứa một muối duy nhất

1 A có thể là chất nào trong số các chất cho sau đây:

Cu, Cu2O, Cu(OH)2, Fe, FeCO3, Fe2O3, NaOH, Fe(OH)2

2 Xác định A nếu khối lượng muối sinh ra trong dd X là 11,844 gam

Cách giải : n NO = 0,021 (mol), n

3

HNO = 0,147 (mol)