SKKN Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm trong chương halogen và oxi – lưu huỳnh (hóa học 10) và nitơ – phot pho (Hóa học 11) nhằm nâng cao chất lượng ôn thi học sinh giỏi môn Hóa Học SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT TĨNH GIA 1 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THÍ NGHIỆM TRONG CHƯƠNG HALOGEN VÀ OXI – LƯU HUỲNH (HÓA HỌC 10) VÀ NITƠ – PHOT PHO (HÓA HỌC 11) NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG ÔN THI HỌC SINH GIỎI MÔN HÓA HỌC Người thực hiện Lê Thị Thu Hà Chức vụ Giáo viên SKKN thuộ[.]
Trang 1SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TR ƯỜNG THPT TĨNH GIA 1
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
VÀ NIT Ơ – PHOT PHO (HÓA HỌC 11) NHẰM NÂNG CAO
Người thực hiện: Lê Thị Thu Hà Chức vụ: Giáo viên
SKKN thuộc môn: Hóa học
THANH HOÁ, NĂM 2019
Trang 2MỤC LỤC
2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 3 2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 3 2.3.Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải
2.3.1 Thí nghiệm điều chế cho sẵn dụng cụ hóa chất, cách tiến hành 4
2.3.2 Dạng 2 : Thí nghiệm chứng minh tính chất vật lí, tính chất hóa
2.3.2.1 Thí nghiệm oxi tác dụng với kim loại, phi kim 10 2.3.2.2 Thí nghiệm phản ứng giữa một số kim loại Cu, Fe với dd
2.3.2.3 Thí nghiệm: Tính oxi hóa của HNO3 13 2.3.2.4 Thí nghiệm: Tính chất của NH3 14 2.3.3 Dạng 3 : Bài tập liên quan đến kỹ năng lựa chọn sử dụng dụng
2.3.4 Dạng 4 : Thí nghiệm dự đoán hiện tượng và giải thích 15
2.3.5.4 Kiểm tra kết quả thực nghiệm và thảo luận 17 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục,
Tài liệu tham khảo
Danh mục các đề tài SKKN đã được xếp loại cấp ngành
Phụ lục
Trang 41 Mở đầu
1.1 Lý do chọn đề tài
Trong trường phổ thông, thí nghiệm giúp học sinh làm quen với những tính chất, mối liên hệ và quan hệ có tính quy luật giữa các đối tượng nghiên cứu, giúp làm cơ sở để nắm vững các quy luật,các khái niệm khoa học và biết cách khai thác chúng Đối với bộ môn hóa học, thí nghiệm giữ vai tro đặcbiệt quan trọng như một bộ phận không thể tách rời của quá trình dạy - học Thí nghiệm hóa học có tác dụng phát triển tư duy, giáo dục thế giới quan duy vật biện chứng và củng cố niềm tin khoa học của học sinh, giúp hình thành những đức tính tốt của người lao động: ngăn nắp, trật tự, gọn gàng Vì vậy khuynh hướng chung của việc cải cách bộ môn hóa học ở trong nước và trên thế giới là tăng tỉ lệ giờ cho các thí nghiệm và nâng cao chất lượng các bài thí nghiệm “… Không thể hình dung được việc giảng dạy hóa học trong nhà trường
mà lại không có quan sát, không có thí nghiệm học tập.” B.P Exipốp (trong
cuốn những cơ sở của LLDH) Quan sát và thí nghiệm là các phương pháp
nghiên cứu cơ bản của khoa học tự nhiên, của các môn khoa học thực nghiệm, trong đó có môn hóa học Hóa học là một khoa học đã và sẽ không thể phát triển được nếu không có quan sát, thí nghiệm
Đối với quá trình dạy học các môn khoa học tự nhiên, khoa học thực nghiệm, quan sát và thí nghiệm cũng là phương pháp làm việc của học sinh, nhưng với học sinh những bài tập quan sát hoặc các thí nghiệm được giáo viên trình bày hay do chính các em tiến hành một cách độc lập (thực hành quan sát, thí nghiệm của học sinh) dưới sự tổ chức, hướng dẫn của giáo viên thường để giải quyết những vấn đề đã biết trong khoa học, rút ra những kết luận cũng đã biết tuy vậy đối với các em học sinh vẫn là mới
Thông qua quan sát, thí nghiệm, bằng các thao tác tư duy phân tích, tổng hợp, trừu tượng hóa và khái quát hóa giúp các em xây dựng các khái niệm Bằng cách đó các em nắm kiến thức một cách vững chắc và giúp cho tư duy phát triển Quan sát và thí nghiệm đòi hỏi phải có những thiết bị dạy học như tranh ảnh,
mô hình, các mẫu vật tự nhiên và các phương tiện thiết bị phục vụ cho việc tiến hành các thí nghiệm
Quan sát và thí nghiệm không chỉ cho phép học sinh lĩnh hội tri thức một cách sâu sắc, vững chắc mà còn tạo cho các em một động lực bên trong, thúc đẩy các em thêm hăng say học tập
Tục ngữ có câu “Trăm nghe không bằng một thấy, trăm thấy không bằng
một làm/ một sờ”, đủ nói lên vai trò của quan sát thí nghiệm Người Ấn Độ và
người Trung Hoa cũng đã nói: “Nghe thì quen, nhìn thì nhớ, làm thì hiểu” [4]
Những kết quả phân tích trên đây không chỉ cho chúng ta thấy rõ tầm quan trọng của thí nghiệm thực hành hóa học (TNTHHH) mà còn nhấn mạnh đến phương pháp sử dụng các TNTHHH đó như thế nào để có thể đạt được hiệu quả cao, đáp ứng mục tiêu dạy học hiện nay của sự nghiệp giáo dục
Trong quá trình giảng dạy và nghiên cứu, tôi nhận thấy, bài tập hóa học thực nghiệm là một trong số loại bài tập có tác dụng củng cố lí thuyết, rèn luyện
kĩ năng, kĩ xảo thực hành, có ý nghĩa lớn trong việc gắn liền lí thuyết và thực hành Loại bài tập này vừa mang tính chất lí thuyết và tính chất thực hành Mối
Trang 5quan hệ hữu cơ giữa lí thuyết và thực hành được thể hiện rõ khi giải loại bài tập này Muốn giải được loại bài tập này học sinh cần nắm vững lí thuyết, vận dụng
lí thuyết để vạch phương án giải quyết và vận dụng những kĩ năng kĩ xảo thực hành để thực hiện phương án đã vạch ra
Nội dung chương trình sách giáo khoa hoá học 10, 11 đã đưa những thí nghiệm bằng hình vẽ và có thêm tiết thực hành, nhưng số lượng thí nghiệm học sinh được làm và theo dõi từ thầy cô giáo làm còn hạn chế, nên việc hình thành
kĩ năng thực hành thí nghiệm cũng hạn chế: ví dụ như cách thu khí, thực hiện phản ứng giữa chất khí và chất rắn
Đối với đối tượng là các học sinh dự thi các kì thi học sinh giỏi thì việc nghiên cứu các thí nghiệm hóa học học sinh cần hiểu sâu hơn về thao tác lựa chọn hóa chất, dụng cụ; kĩ năng thao tác lắp đặt dụng cụ hóa chất vô cùng cấp thiết Việc nghiên cứu sâu hơn về thực nghiệm này giúp tăng cường kĩ năng giải quyết các bài tập tình huống thí nghiệm trong các kì thi học sinh giỏi các cấp
Đặc biệt trong các kì thi học sinh giỏi các cấp trong những năm gần đây bài tập về thí nghiệm được khai thác triệt để nhằm đưa bộ môn hóa học tiến gần hơn với thực tiễn
Vì vậy Tôi mạnh dạn trình bày ý tưởng của mình trong sáng kiến kinh
nghiệm “Xây dựng hệ thống bài tập thí nghiệm trong chương: Halogen và oxi
l ưu huỳnh (hóa học lớp 10) và chương nito - phot pho (hóa học 11) nhằm nâng cao chất lượng ôn thi học sinh giỏi môn hóa học.
1.2.Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu phân loại các dạng thí nghiêm trong chương: Halogen và oxi
lưu huỳnh (hóa học lớp 10) và chương nito - phot pho (hóa học 11) nhằm phân tích đưa ra những giải thích, những lưu ý liên quan đến thực tiễn thí nghiệm giúp học sinh nắm vững kiến thức lí thuyết và phương pháp thực nghiệm Từ đó đưa
ra bộ câu hỏi, bài tập thí nghiệm để kiểm tra, củng cố kiến thức cho học sinh Phân loại các thí nghiệm này thành các dạng :
Dạng 1: thí nghiệm điều chế có sẵn hóa chất, dụng cụ, cách tiến hành Giải thích các vấn đề liên quan đến thí nghiệm này
Dạng 2: thí nghiệm chứng minh tính chất, chưa cho sẵn dụng cụ hóa chất, cách tiến hành
Dạng 3: thí nghiệm dự đoán hiện tượng,
Dạng 4: thí nghiệm tìm hóa chất, dụng cụ và cách tiến hành phù hợp cho thí nghiệm có hiện tượng cho sẵn
Ở mỗi loại thí nghiệm phải đưa ra được những lưu ý khi sử dụng cụ hóa chất, cách tiến hành và giải thích được vì sao đưa ra những lưu ý trên
Thông qua đề tài giúp học sinh hiểu được bản chất của các quá trình phản ứng và có phương pháp tư duy giải các dạng bài tập trên một cách dễ dàng và ngắn gọn để giải quyết tốt bài tập thực nghiệm trong các đề thi học sinh giỏi các cấp nhằm nâng cao hiệu quả dạy - học đội tuyển học sinh giỏi nói riêng và dạy học môn hóa ở trường THPT Tĩnh gia 1 nói chung
1.3 Đối tượng nghiên cứu
Nghiên cứu các thí nghiệm trong chương: Halogen và oxi lưu huỳnh (hóa
học lớp 10) và chương nito - phot pho (hóa học 11)
Trang 61.4 Phương pháp nghiên cứu
Để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: xây dựng cơ sở lí thuyết, thực nghiệm sư phạm, thống kê, xử lí số liệu
2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm
2.1 Cơ sở lý luận
Phân loại các thí nghiệm theo mức độ tư duy
Mức 1:Từ các thí nghiệm đã cho sẵn dụng cụ hóa chất, cách lắp dụng cụ thí nghiệm, dựa trên kiến thức về tính chất vật lí tính chất hóa học của các chất đã biết giải thích cách lựa chọn hóa chất, cách lắp dụng cụ, cách tiến hành thí nghiệm như đã cho sẵn Từ đó khắc sâu kiến thức
Mức 2: Các thí nghiệm chỉ cho các dụng cụ hóa chất có sẵn học sinh phải dựa vào kiến thức của mình lựa chọn các hóa chất, cách tiến hành phù hợp nhất Mức 3: Các thí nghiệm cho sẵn dụng cụ, hóa chất, cách tiến hành học sinh phải nêu được kết quả của thí nghiệm (hiện tượng quan sát, viết phương trình hóa học) Từ đó khắc sâu kiến thức
Mức 4: Các thí nghiệm chỉ cho hiện tượng quan sát được học sinh tự suy luận để tìm hóa chất, dụng cụ cho phù hợp với hiện tượng
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
Trên thực tế trong các giờ học môn Hóa học ở trường học sinh tiếp thu kiến thức thực hành thí nghiệm một cách thu động: các thí nghiệm đã cho sẵn sơ
đồ điều chế trong sách giáo khoa hoặc video thí nghiệm và học sinh chỉ tiến hành viết pTHH liên quan đến thí nghiệm Việc đi sâu phân loại thí nghiệm giải thích những vấn đề xung quanh thí nghiệm chưa được khai thác triệt để do đó học sinh chưa khắc sâu được kiến thức Đặc biệt đối với các dạng thí nghiệm tự lựa chọn dụng cụ, hóa chất, cách tiến hành thì học sinh càng lúng túng hơn do ở trường phổ thông trong khuôn khổ chương trình thì các tiết học thực hành không nhiều
Hiện nay số lượng và chất lượng TNTHHH chưa đáp ứng được yêu cầu của việc dạy học nói chung và đặc biệt là yêu cầu việc đổi mới dạy học nói riêng Tình trạng đó có thể có nhiều nguyên nhân, phần vì kinh phí cho khu vực này còn hạn hẹp tuy đã có nhiều cố gắng, phần vì trách nhiệm của nhà sản xuất (còn
mà không dùng được, dùng được thì cũng chóng hỏng), phần vì thiếu một sự quản lí chỉ đạo, động viên những người tốt, việc tốt trong sử dụng và cải tiến sáng tạo TNTHHH hiện có…
Như đã phân tích, hiệu quả dạy học còn tùy thuộc vào phương pháp sử dụng các thí nghiệm thực hành hóa học Nếu một bức tranh, một thí nghiệm chỉ được
sử dụng để minh họa và củng cố những điều giáo viên đã trình bày đầy đủ về phương diện lý thuyết sẽ hạn chế mất tư duy sáng tạo của học sinh, học sinh hầu như không thu lượm được thêm gì về mặt kiến thức, nếu không phải chỉ là để rèn luyện kĩ năng quan sát, thí nghiệm
Nhưng nếu được sử dụng theo con đường tìm tòi nghiên cứu (khám phá) để
đi đến kiến thức cần lĩnh hội (kiến thức mới) sẽ có ý nghĩa khác cơ bản so với loại hình thí nghiệm trên, nó giúp học sinh có điều kiện, cơ hội phát triển tư duy sáng tạo - một phẩm chất và năng lực cần có ở con người mới mà nhà trường có trách nhiệm đào tạo
Trang 7Đi theo con đường này, sau khi đã hiểu được nhiệm vụ cần làm sáng tỏ (mục đích của thí nghiệm) bằng tư duy tích cực, học sinh sẽ hình thành được các giải định (trong nghiên cứu khoa học đây chính là bước xây dựng giả thuyết về vấn
đề nghiên cứu (từ sự nảy sinh câu hỏi: “Điều gì sẽ xảy ra nếu…?” Câu hỏi được hình thành từ những liên tưởng dựa trên vốn kiến thức và kinh nghiệm có của học sinh
Khi giả định được hình thành, trong đó hàm chứa con đường phải giải quyết, học sinh dự kiến kế hoạch giải quyết để chứng minh cho giả định đã nêu
Hai bước nêu giả định và dự kiến kế hoạch giải quyết chứng minh cho giả định là hai bước đòi hỏi tư duy tích cực và sáng tạo Đây là những cơ hội rèn luyện tu duy sáng tạo cho học sinh rất tốt, là giai đoạn tiến hành thí nghiệm tưởng tượng (“thí nghiệm trong tư duy”) định hướng cho hành động thí nghiệm tiếp theo dựa trên kế hoạch đã đượchọc sinh thiết kế (kế hoạch dự kiến)
Cuối cùng, căn cứ vào kết quả của thí nghiệm, học sinh rút ra kết luận, nghĩa
là học sinh lĩnh hội được kiến thức từ thí nghiệm mà không phải do thầy truyền đạt và học sinh tiếp thu một cách thụ động
Hiện nay hầu hết các bài thực hành thí nghiệm sinh học ở THPT trong chương trình và SGK được bố trí ở cuối mỗi chương chỉ mang tính chất củng cố minh họa cho các kiến thức lý thuyết đã được trình bày trong các bài học của chương trình dưới hình thức phần lớn là “bày sẵn” từng bước cho học sinh Hơn nữa số tiết thực hành quy định trong chương trình và SGK cũng còn rất hạn chế Rồi đây, chắc chắn số tiết này có thể sẽ được nâng lên cho phù hợp với xu thế chung của giáo dục thế giới và tương ứng với tính chất của các môn khoa học thực nghiệm
Trong các đề thi THPTQG, đề minh họa kì thi THPTQG các năm, các đề thi thử THPTQG của các sở giáo dục các năm từ năm 2016 đến nay đặc biêt trong các đề thi học sinh giỏi cấp tỉnh dành cho học sinh lớp 10, lớp 11 những năm
2017, 2018, 2019 dạng bài tập về thí nghiệm luôn xuất hiện trong các đề thì với mức độ ngày càng khó dần Đối với các thí sinh thì đây là các dạng bài tập lạ, khó
Trên thực tế các bài tập thí nghiệm này là khai thác những kiến thức liên quan đến thực tiễn các bài học mà học sinh đã được học rải rác trong chương trình Tôi đã tập hợp các thí nghiệm này hệ thống và phân loại theo mức độ khó dần
2.3.Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
2.3.1 Thí nghiệm điều chế cho sẵn dụng cụ hóa chất, cách tiến hành 2.3.1.1 Điều chế clo
Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế Cl2 từ MnO2 và dung dịch HCl [1]
Trang 8Câu hỏi kiểm tra và mở rộng
Câu 1: Bình 1 đựng dung dịch gì? Bình 2 đựng dung dịch gì? Nêu vai trò của bình 1 và bình 2?
Câu 2:Tại sao phải dùng bông tẩm dung dịch NaOH? Có thể thay bông tẩm NaOH bằng bông tẩm dung dịch KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 được không?
Câu 3: Có thể thay MnO2 bằng chất nào sau đây: KMnO4, KClO3, KNO3,
K2Cr2O7, CaCl2?
Câu 4: Khí Clo khô thu được ở bình tam giác có màu gì?
Câu 5:Nếu cho giấy màu ẩm vào bình tam giác sẽ có hiện tượng gì? Tại sao? Câu 6:Viết phương trình hóa học điều chế Clo theo hình vẽ trên, cân bằng? Cho biết tỉ lệ số phân tử chất bị oxh trên số phân tử chất bị khử?
Trả lời
Câu 1: Bình 1 đựng dd NaCl bão hòa để giữ HCl Bình 2 đựng H2SO4 đặc để giữ H2O
Câu 2: Clo là khí độc nên phải dùng bông tẩm dung dịch NaOH để đậy
không cho khí Clo thoát ra
Câu 3:Có thể thay bông tẩm NaOH bằng bông tẩm KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2 Câu 4:Có thể thay MnO2 bằng: KMnO4, KClO3, K2Cr2O7
Câu 5:Khí Clo có màu vàng lục
Cho giấy màu ẩm vào bình tam giác giấy màu sẽ bị nhạt màu và mất
hẳn Vì Cl2 + H2O HCl + HClO HClO có tính oxi hóa mạnh nên
làm mất màu giấy
Câu 6:MnO2 + 4HCl t 0 MnCl2 + Cl2 + 2H2O
Tỉ lệ số phân tử bị oxh trên số phân tử bị khử là 2/1
Đề học sinh giỏi lớp 10 năm học 2018-2019 trường thuận thành 2
Trang 92.3.1.2 Điều chế HX: HF, HCl, HBr
Cho hình vẽ mô tả quá trình điều chế dung dịch X trong phòng thí
nghiệm:[2]
Câu hỏi kiểm tra và mở rộng
Câu 1:Viết phương trình phản ứng xảy ra để điều chế khí X trong thí nghiệm
trên
Câu 2:Nếu thay NaCl trong thí nghiệm trên lần lượt bằng các chất NaF,
NaBr, NaI thì X là khí gì? Viết phương trình phản ứng xảy ra
Câu 3: Có thể dùng H2SO4 loãng và NaCl dung dịch được không?
Câu 4: Làm cách nào để nhận ra khí thu đã đầy?
Câu 5: Tác dụng của nhúm bông
Câu 6: Để tránh hiện tượng nước trào ngược trở lại ống nghiệm cần tiến hành thí nghiệm như thế nào?
Trả lời:
Câu 1: NaCl + H2SO4 (đặc) 0 NaHSO4 + HCl↑
t
Hoặc 2NaCl + H2SO4 ( đặc) 0 Na2SO4 + 2HCl↑
t
Câu 2: NaF + H2SO4 ( đặc) t 0 NaHSO4(hoặc Na2SO4) + HF↑
2NaBr + 2H2SO4 ( đặc) t0 Na2SO4 + Br2 + SO2↑ + 2H2O
8NaI + 5H2SO4 ( đặc) t0 4Na2SO4 + 4I2 + H2S↑ + 4H2O
Hoặc 2NaI + 2H2SO4 ( đặc) t0 Na2SO4 + I2 + SO2↑ + 2H2O
Câu 3: Không thể dùng H2SO4 loãng và NaCl dung dịch Khi đó thí nghiệm không xảy ra
Câu 4:Đặt một mẫu quỳ ẩm lên miệng ống nghiệm thu khí Khi nào quỳ hóa đỏ chứng tỏ khi đó khí đã đầy và dừng thí nghiệm
Câu 5: Nhúm bông ngăn cho khí không thoát ra ngoài
Câu 6: Để tránh hiện tượng nước trào ngược trở lại ống nghiệm cần tiến hành thí nghiệm tháo ống dẫn khí trước khi tắt đền cồn
2.3.1.3 Điều chế oxi
Cho hình vẽ mô tả quá trình điều chế khí X trong phòng thí nghiệm: [1]
Trang 10khí oxi
(I)
Câu hỏi kiểm tra và mở rộng [6,8]
Câu 1:Tại sao khi lắp ống nghiệm vào giá sắt hay kẹp gỗ thì miệng ống nghiệm
có đựng hóa chất (KClO3 + MnO2 ) phải hơi chúc xuống?
Câu 2: Vì sao có thể thu oxi bằng cách đẩy nước hoặc đẩy không khí?
Câu 3: Tại sao phải tháo rời ống dẫn khí trước khi tắt đèn cồn?
Câu 4: Khi dùng KMnO4 làm nguyên liệu để điều chế oxi, phải dùng bông đậy
ở phía gần miệng ống nghiệm nhằm :
A Lọc khí oxi B Giữ khí oxi thoát ra từ từ
C Tăng diện tích tiếp xúc C Ngăn KMnO4 bị cuốn theo oxi khi
nung nóng
Câu 5: Trong quá trình điều chế khí oxi bằng phương pháp đẩy nước, muốn
dừng thí nghiệm ta phải lưu ý điều gì?
A Rút nhanh đèn cồn ra khỏi ống nghiệm chứa hóa chất
B Rút nhanh ống dẫn khí trước khi tắt đèn cồn
C Khóa ngay đường ống dẫn khí
D Thổi tắt ngay đèn cồn
Câu 6: Phải đặt bình thu như thế nào khi thu khí oxi bằng phương pháp đẩy
không khí ?
Câu 7: Khi lắp hệ thống điều chế oxi, ta phải đặt ống nghiệm chứa hóa chất như
thế nào ?
A (2) B (2) và (3) C (1) D (3)
KClO3 +MnO
O2
O2 KMnO4 Lớp bông
khí oxi
(II)
khí oxi
khí oxi
(IV) (III)
Khí oxi
KMnO 4
Khí oxi
(1)
KMnO 4
Khí oxi
(2)
(3)