Bài tập hóa học đóng vai trò quan trọng trong qua trình dạy và học môn hóa học. Nó giúp học sinh củng cố những kiến thức kĩ năng đã học và là một trong những nguồn để hình thành kiến thức kĩ năng mới. Bài rập hóa học là phương tiện hữu hiệu đẻ rèn luyện và phát triển tư duy học sinh ngoài ra đối với giáo viên bài tập hóa học còn là công cụ hữu hiệu đẻ kiểm tra kiến thức kĩ năng của học sinh. Trong những bài tập hóa học thì bài tập dạng chuỗi phản ứng là dạng bài tập mới mẻ với học sinh, nhưng dạng bài tập này giúp học sinh rèn luyện nhiều kĩ năng mhư: viết đúng công thức hóa học, cân bằng phương trình hóa học,….
Trang 1
Phần 1: MỞ ĐẦU 1.Lí do chọn đề tài:
Do trình độ xã hội ngày một nâng cao, chất lượng giáo dục toàn diện của thế hệ trẻ ngày càng phải đáp ứng yêu cầu phát triển nguồn nhân lực phục vụ công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phù hợp với thực tiễn và truyền thống Việt Nam, tiếp cận trình độ giáo dục phổ thông ở các nước phát triển trên khu vực và trên thế giới…
Bài tập hóa học đóng vai trò quan trọng trong qua trình dạy và học môn hóa học Nó giúp học sinh củng cố những kiến thức kĩ năng đã học và là một trong những nguồn để hình thành kiến thức kĩ năng mới Bài rập hóa học là phương tiện hữu hiệu đẻ rèn luyện và phát triển tư duy học sinh ngoài ra đối với giáo viên bài tập hóa học còn là công cụ hữu hiệu đẻ kiểm tra kiến thức kĩ năng của học sinh Trong những bài tập hóa học thì bài tập dạng chuỗi phản ứng
là dạng bài tập mới mẻ với học sinh, nhưng dạng bài tập này giúp học sinh rèn luyện nhiều kĩ năng mhư: viết đúng công thức hóa học, cân bằng phương trình hóa học,…
Chính vì những lí do trên nên tôi chọn nghiên cứu đề tài “ Một số bài tập chuỗi phản ứng hóa học cho học sinh lớp 8 ”
Phần 2: NỘI DUNG
Chương 1: Cơ sở lí luận và thực tiễn
1.Cơ sở lí luận :
1.1 Cơ sở lí thuyết để giải bài tập bài tập chuỗi phản ứng hóa học lớp 8.
1.1.1 Công thức hóa học.
Công thức hóa học dùng biểu diễn chất, gồm một kí hiệu hóa học (đơn chất) hay hai, ba…kí hiệu (hợp chất) và chỉ số ở chân mỗi kí hiệu
Trang 2Mỗi công thức hóa học chỉ một phân tử của chất (trừ đơn chất kim loại…), cho biết nguyên
tố tạo ra chất, số nguyên tử của mỗi nguyên tố và phân tử khối
1.1.2 Hóa trị.
Hóa trị của nguyên tố (hay mhóm nguyên tử) là con số biểu thị khả năng liên kết của nguyên tử (hay mhóm nguyên tử), được xác định theo hóa trị của H chọn làm đơn vị và hóa trị của O là hai đơn vị
Chọn công thức hóa học của bất kì hợp chất hai nguyên tố: A a x
b
By
Theo quy tắc hóa trị: x a = y b
Biết x, y và a (hoặc b) thì tính được b (hoặc a)
Biết a và b thì tính được x, y để lập công thức hóa học
Chuyển thành tỉ lệ: x y = a b = b a''
Lấy x = bhay b' và y = a hay a' (nếu a', b' là những số nguyên đơn giản hơn
so với a,b)
1.1.3 Phản ứng hóa học.
Phản ứng hóa học là quá trình biến đổi chất này thành chất khác Trong phản ứng hóa học chỉ có liên kết giữa các nguyên tử thay đổi làm cho phân tử này biến đổi thành phân tử khác Phản ứng xảy ra được khi các chất tham gia tiếp xúc với nhau, có trường hợp cần đun nóng, có trường hợp cần xúc tác…Nhận biết phản ứng xảy ra dựa vào dấu hiệu có chất mới tạo thành
1.1.4 Phương trình hóa học.
Phương trình hóa học biểu diễn ngắn gọn phản ứng hóa học.Các bước lập phương trình hóa học:
Viết sơ đồ phản ứng, gồm công thức hóa học của các chất phản ứng và sản phẩm Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức
Viết phương trình hóa học
1.1.5 Tính chất hóa học của các chất và cách điều chế.
Trang 31.1.5.1 Tính chất hóa học của oxi và cách điều chế oxi.
Khí oxi là một đơn chất phi kim rất hoạt động, đặc biệt ở nhiệt độ cao, dễ dàng tham gia phản ứng hóa học với nhiều phi kim, nhiều kim loại và hợp chất Traong các hợp chất hóa học nguyên tố oxi có hóa trị II
S (r) + O2 (k) t0
SO2 (k) 4P + 5O2 (k) t0
2P2O5 (r) 3Fe + 2O2 (k) t0
Fe3O4 (r)
CH4 (k) + 2O2 t0
CO2 (k) + 2H2O (h) Trong công nghiệp, khí oxi được sản xuất từ không khí và từ nước.Trong phòng thí nghiệm, khí oxi được điều chế bằng cách đun nóng những hợp chất giàu oxi và dễ bị phân hủy ở nhiệt độ cao
2H2O d/p
2H2 + O2
2KClO3
0
t
2KCl + 3O2 2KMnO4
0
t
K2MnO4 + MnO2 + O2
CaCO3 t0
CaO + CO2
1.1.5.2 Tính chất hóa học của hiđro và cách điều chế hiđro.
Khí hiđro có tính khử, ở nhiệt độ thích hợp, hiđro không những kết hợp được với đơn chất oxi, mà nó còn có thể kết hợp với nguyên tố oxi trong một số oxit kim loại Các phản ứng này đều tỏa nhiệt
2H2 + O2
0
t
2H2O 2H2 + CuO t0
H2O + Cu Trong công nghiệp khí hiđro được điều chế bằng cách điện phân nước hoặc dùng than khử oxi của nước trong lò khí than hoặc điêu chế khí hiđro từ khí tự nhiên, khí dầu mỏ Trong phòng thí nghiệm, khí hiđro được điều chế bằng cách cho axit (HCl hoặc H2SO4 loãng) tác dụng với kim loại kẽm (hoặc sắt, nhôm)
Trang 42H2O d/p
2H2 + O2
Zn + 2HCl ZnCl2 + H2
1.1.5.3 Tính chất hóa học của nước:
Nước tác dụng với một số kim loại ở nhiệt độ thường (như Na, K, Ca…) tạo thành bazơ và hiđro ; tác dụng với một số oxit bazơ tạo ra bazơ như NaOH, KOH, Ca(OH)2 ; tác dụng với nhiều oxit axit tạo ra axit
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
CaO + H2O Ca(OH)2
P2O5 + 3H2O 2H3PO4
1.2 Cơ sở lí luận về phân loại bài tập hóa học THCS và phương pháp giải bài tập chuỗi phản ứng hóa học lớp 8.
1.2.1 Cơ sở lí luận về phân loại:
Bài tập hóa học THCS gồm 2 loại chính đó là bài tập định tính và bài tập định lượng Trong đó, bài tập định tính là dạng bài tập phổ biến và quan trọng nhất trong chương trình THCS Trong phần bài tập định tính lại chia thành 2 loại đó là bài tập lí thuyết và bài tập thực nghiệm Bài tập lí thuyết được đưa ra dưới dạng những câu hỏi lí thuyết xoay quanh các kiến thức cơ bản ở THCS về các khái niệm hóa học, thành phần cấu tạo, tính chất và ứng dụng của các loại chất vô cơ và một số chất hữu cơ Bài tập lí thuyết được phân thành các kiểu sau:
Kiểu bài tập “Viết các phương trình phản ứng, thực hiện các biến hóa ”
Kiểu bài tập “ Xét các khả năng phản ứng có thể xảy ra”
Kiểu bài tập “ Nhận biết các chất”
Kiểu bài tập “ Tách một chất ra khỏi hỗn hợp”
Kiểu bài tập “ Điều chế các chất”
Trong đề tài nghiên cứu này tôi chỉ tập trung nghiên cứu về kiểu bài tập “ Viết các phương trình phản ứng, thực hiện các biến hóa ”
1.2.2 Cơ sở lí luận về phương pháp giải bài tập chuỗi phản ứng hóa học lớp 8.
Trang 5Kiểu bài tập “Viết các phương trình phản ứng, thực hiện các biến hóa” được chia thành 3 kiểu sau:
-Kiểu bài tập đơn giản nhất: “Cho biết công thức hóa học của các chất tham gia và tạo thành sau phản ứng”
Thí dụ:
HgO Hg + O2
Zn + HCl ZnCl2 + H2
KMnO4 K2MnO4 + MnO2 + O2
2KClO3 2KCl + 3O2 Thực chất loại bài tập này dùng để rèn luyện kĩ năng cân bằng các phương trình hóa học Đối với học sinh THCS, đặc biệt là ở lớp 8 chúng ta khó có thể đưa ra để giới thiệu với học sinh một cách cân bằng nào đó theo các phương pháp thông thường Dọ vậy học sinh THCS thường rất lúng túng và mất nhiều thời gian thậm chí để học thuộc cả hệ số đặt trước công thức hóa học của các chất trong một phương trình hóa học nào đó
Sau đây tôi sẽ trình bày một cách viết phương trình đơn giản và có thể dùng để hoàn thành hầu hết các phương trình hóa học có trong chương trình phổ thông, theo các bước sau:
+Tìm công thức hóa học của chất nào có số nguyên tử lẻ cao nhất và công thức phứa tạp nhất trong phương trình đó (tạm gọi là hợp chất A)
+Làm chẵn số nguyên của hợp chất A bằng các hệ số 2, 4…(nếu dùng hệ số 2 chưa thỏa mãn thì thay thế bằng các hệ số chẵn cao hơn)
+Cân bằng tiếp các hệ số còn lại trong phương trình (các đơn chất thực hiện sau cùng) Thí dụ, trong 4 phương trình nêu trên thì A lần lượt là HgO, HCl, KClO3, KMnO4
với các hệ số đứng đầu đều là 2
Các thí dụ khác:
Cân bằng: FeS2 + O2 Fe2O3 + SO2
Chất Fe2O3 là chất A vì trong công thức có 3 nguyên tử O, lẻ và phức tạp hơn so với công thức FeS2 và SO2 (có 1 nguyên tử Fe hoặc S)
Vậy ta cần làm chẵn hệ số của Fe2O3 là 2 Từ đó suy ra hệ số của các chất còn lại
Cân bằng: KMnO4 + HCl KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
Trang 6Chất A là KMnO4 vì tuy các chất KMnO4, HCl, KCl đều có 2 nguyên tố có số nguyên tử lẻ nhưng công thức KMnO4 phức tạp hơn
Vậy ta cần làm chẵn hệ số của KMnO4 là 2 -> Hệ số của KCl, MnCl2 và H2O -> Các hệ
số còn lại
Cân bằng: HCl + MnO2 MnCl2 + Cl2 + H2O
Chất A là HCl với hệ số là 4 (Nếu dùng hệ số 2 sẽ không thỏa mãn do vế phải đã có ít nhất 4 nguyên tử Cl)
Có thể gặp hai trường hợp không thích ứng với cách làm trên: Cân bằng một số phản ứng oxi hóa khử phức tạp hoặc một vài phương trình mà bản thân chất A không cần thêm các hệ số chẵn vào nữa, song dạng này là không nhiều
- Kiểu bài tập cơ bản: "Viết phương trình phản ứng khi cho biết các chất tham gia
phản ứng"
Ví dụ:
H2SO4 + Ba(NO3)2 ->
HCl + AgNO3 ->
Trước hết cần tìm hiểu chất tham gia phản ứng thuộc loại chất nào đã học, đối chiếu với kiến thức lý thuyết để dự đoán sản phẩm phải thuộc loại chất nào (Tạo ra muối mới và axit mới) Căn cứ vào thành phần chất tham gia phản ứng để khẳng định thành phần chất tạo thành sau phản ứng
Ở mức độ cao hơn cần xử lý tình huống như phải lựa chọn chất tham gia phản ứng thích hợp, xét đến điều kiện để phản ứng xẩy ra được hoặc phản ứng xẩy ra được hoàn toàn Ví dụ:
Ba(NO3)2 + X -> BaSO4 + Y Chất X có thể là một hợp chất tan có gốc sunfat trong phân tử Còn trường hợp:
Na2SO4 + X -> NaCl + Y thì X phản là một muối clorua tan và Y phải là một muối sunfat không tan nên cần phải lựa chọn một kim loại phù hợp sao cho muối clorua của kim loại đó (X) tan được còn muối sunfat của chính kim loại đó phải không tan, ví dụ Ba: BaCl2 (X) và BaSO4 (Y)
Hoặc trong trường hợp CaCO3 + X -> Ca(NO3)2 +
thì X thỏa mãn duy nhất là HNO3 vì CaCO3 không tan
Trang 7- Kiểu bài tập: "Thực hiện quá trình biến hóa".
Ví dụ: Viết các phương trình phản ứng để thực hiện các biến hóa sau:
Fe FeCl3 Fe(OH)3 Fe2O3
FeCl2 Fe(OH)2 FeSO4
hay:
Tinh bột Glucozo Rượu etylic Axit axetic
Thực hiện theo các bước sau:
+ Đánh số các mũi tên rồi viết lại thành các phương trình riêng biệt:
Fe - FeCl3 (1) FeCl3 - Fe(OH)3 (2) Fe(OH)3 - Fe2O3 (3) và:
(C6H10O5)n - C6H12O6 (1)
C6H12O6 - C2H5OH (2)
C2H5OH - CH3COOH (3) Phần viết trên sẽ là rất nhanh vì mỗi mũi tên ứng với một phương trình hóa học, trong đó sản phẩm của phản ứng trên là chất tham gia của phản ứng dưới Ta sẽ rèn luyện cho học sinh cả các kĩ năng kháckhi viết nhiều phương trình như sự cân đối, thẳng hàng, chừa khoảng trống, đánh số thứ tự, giữa hai vế chỉ viết gạch ngang để sau khi cân bằng xong sẽ điền tiếp (như vậy khi kiểm tra hoặc khi phải viết nhiều phương trình mà gặp phải phương trình nào đó chưa hoàn thành ngay được thì có thể tạm dừng lại làm sang phần khác, nếu có thời gian dẻ quay lại làm tiếp thì sẽ tìm ngay được chỗ đang làm dở)
+ Phần còn lại chỉ là việc giải quyết theo các dạng bài đã trình bày ở trên
1.3 Một số bài tập mẫu:
1.3.1 Bài tập 1: Lập phương trình háo học của các sơ đồ phản ứng cho sau đây:
a) Mg + O2 -> MgO
b) KMnO4 > K2MnO4 + MnO2 + O2
c) Fe + CuCl2 > FeCl2 + Cu
Giải
Trang 8- Chọn công thức hóa học của hợp chất có số nguyên lẻ cao nhất và công thức phức tạp nhất, trong các phản ứng trên đó là các công thức: KMnO4, MgO
- Làm chẵn số nguyên tử của hợp chất KMnO4, MgO bằng các hệ số 2, 4 …
a) Mg + O2 -> 2 MgO
b) 2KMnO4 > K2MnO4 + MnO2 + O2
c) Fe + CuCl2 > FeCl2 + Cu
- Cân bằng tiếp các hệ số còn lại trong phương trình (các đơn chất thực hiện sau cùng)
a) 2Mg + O2 t0
2 MgO b) 2KMnO4 t0
K2MnO4 + MnO2 + O2
c) Fe + CuCl2 FeCl2 + Cu
1.3.2 Bài tập 2: Hoàn thành những phản ứng hóa học sau:
a) Al + H2SO4 >
b) CaO + H3PO4 >
c) KClO3 >
Giải
- Xác định các chất tạo thành
a) Al + HCl > AlCl3 + H2
b) CaO + H3PO4 > Ca3(PO4)2 + H2O
c) KClO3 > KCl + O2
- Các bước tiếp theo làm như bài tập 1 ở trên:
a) 2Al + 6 HCl 2AlCl3 + 3H2
b) 3CaO + 2H3PO4 Ca3(PO4)2 + 3H2O
c) 2KClO3 t0
2KCl + 3O2
1.3.3 Bài tập 3:Viết các phương trình hóa học biểu diễn những biến hóa sau:
a) Cu )1 CuO )2 Cu
b) Na )1 NaOH
Na2O
(3) (2)
Trang 9- Đánh số các mũi tên rồi viết lại thành các phương trình riêng biệt:
a) Cu CuO (1)
CuO - Cu (2)
b) Na - NaOH (1)
Na - Na2O (2)
Na2O - NaOH (3)
- Phần còn lại chỉ là việc giải quyết theo các dạng bài tập đã trình bày ở trên: a) 2Cu + O2 t0 2CuO (1)
CuO + H2 t0 Cu + H2O (2)
b) 2Na + 2H2O 2NaOH + H2 (1)
4Na + O2 t0 2Na2O (2)
Na2O + H2O 2NaOH (3)
Ba bài tập mẫu trên thuộc kiểu bài tập “Viết các phương trình phản ứng, thực hiện các biến hóa”, với mức độ từ đơn giản đến phức tạp Ở chương trình hóa học 8 thì học sinh thường gặp nhất là dạng đơn giản và dạng cơ bản
2.Cơ sở thực tiễn
2.1 Cấu trúc chương trình hóa học 8:
Theo chương trình mới của Trường phổ thông , bộ môn hóa học được dạy ở lớp 8 2
tiết /tuần x 35 tuần = 70 tiết
Số
Lí thuyết
Luyện tập
Thực hành
Ôn tập kì I, cuối năm
Kiểm tra Tổng
1 Chất – Nguyên tử - Phân
Trang 105 Hidro – Nước 8 2 2 12
Ôn tập học kì I,
2.2 Cấu trúc và nội dung một bài học trong sách giáo khoa mới môn hóa học 8:
Một bài học trong sách giáo khoa hóa học 8 mớinói chung thường gồm 3 hay 4 đơn vị kiến thức - ứng với 3 hay 4 tiểu mục Mỗi tiểu mục thường có cấu trúc như sau: thí nghiệm hoặc quan sát làm cơ sở cho học sinh nhận xét tự rút ra kết luận và kiến thức cần lĩnh hội, sau đó là nhận xét và kết luận rút ra từ thí nghiệm hoặc quan sát Cũng có thể mở đầu một tiểu mục là các câu hỏi gợi ra những sự kiện trong thực tiển đời sống hay các kiến thức cũ của học sinh có lien quan đến vấn đề sắp nghiên cứu làm cơ sở cho học sinh liên hệ, vận dụng và hình thành kiến thức mới
Cấu trúc như trên của nhiều tiểu mục trong các bài học nhằm giúp cho học sinh nắm vững bốn loại hoạt động chủ yếu khi học tập, đó là thu thập thông tin, xử lí thông tin, vận dụng và ghi nhớ Đó là điều cơ bản cần dạy cho học sinhveef phương pháp họa tập hóa học nói riêng và học tập ở trường THCS nói chung Đó cũng là nội dung sách giáo khoa hóa học lớp 8 mới
Ở bài 32, Hóa học 8 mới – “Phản ứng oxi hóa khử” được bắt đầu không phải bằng tiến hành thí nghiệm mà gợi lại thí nghiệm đã làm ở bài 31 để học sinh có cơ sở phân tích, suy luận về quá trình hóa học đã xảy ra trong phản ứng
CuO + H2 t0
Cu + H2O
Và học sinh tự rút ra kết luận: “ Ở đây đã xảy ra sự khử oxi(nói gọn là sự khử) của oxit kim loại” và “sự tách oxi ra khởi hợp chất gọi là sự khử”
Sau đó, để hình thành khái niệm “ Sự oxi hóa” cũng gợi lại các thí nghiệm về tác dụng của oxi với các chất lưu huỳnh, sắt… mà học sinh đã từng làm hoặc xem biểu diễn (khi học
Trang 11bài 25), trên cơ sở đó học sinh tự rút ra kết luận “Sự tác dụng của oxi với một chất là sự oxi hóa”
Ở cuối mỗi bài có phần bài tập để học sinh vận dụng và phần “Đọc thêm” hoặc “Em có biết” nhằm cung cấp thêm một số kiến thức thực tiễn hoặc nâng cao chút ít
2.3 Đặc điểm của bài tập hóa học trong sách giáo khoa hóa học 8:
Thường sau mỗi bài học có phần bài tập và sau mỗi chương có từ 1-2 bài luyện tập để cho học sinh vận dụng kiến thức đã học để giải các bài tạp đó nhằm khắc sâu kiến thức hơn Trong chương trình hóa học THCS nói chung và hóa học 8 nói riêng bài tập hóa học chủ yếu
là bài tập định tính, trong đề tài nghiên cứu này tôi chủ yếu tìm hiểu về dạng bài tập “viết phương trình phản ứng, thực hiện các biến hóa” Trong sách giáo khoa hóa học 8 không có bài tập nào về chuỗi phản ứng (“thực hiện các biến hóa”) mà chỉ có các bài tập viết phương trình phản ứng, ví dụ như: bài 26 (có 2 bài tập), bài 32 (có 1 bài tập), bài 33 (có 1 bài tập), bài 34 (có 1 bài tập), bài 38 (có 1 bài tập) Như vậy trong sách giáo khoa hóa học 8 chỉ có 6 bài tập “viết phương trình phản ứng”, từ đó cho thấy số lượng bài tập này rất ít
Chương 2 Thực trạng vấn đề
1 Thực trạng của trường THCS :
2 Thực trạng của môn học hóa học 8:
Hoá học là môn học thực nghiệm kết hợp lí thuyết, thực tế việc giải các bài tập hoá học đối với học sinh lớp 8 còn gặp rất nhiều khó khăn vì đây là môn học học sinh mới được tiếp cận Trong khoảng thời gian thực tập ngắn ngủi, từ ngày 23/02/09 đến 21/03/09 tại trường THCS Nguyễn Thị Lựu, qua quá trình dạy học tôi thấy một số học sinh còn yếu về cách làm một số bài toán hoá học, đa số học sinh còn lúng túng trong việc làm bài tập hoá học và chủ yếu học sinh chưa phân loại được các bài tập và chưa định hướng được phương pháp giải các bài tập gặp phải Cụ thể nhiều học sinh viết công thức hoá học sai dẫn đến cân bằng phương trình hoá học cũng sai Trước tình hình học tập của học sinh lớp 8 hiện nay, tôi