VẬN DỤNG KIẾN THỨC CHƯƠNG HIĐRO NƯỚC, CHƯƠNG CACBON SILIC, CHƯƠNG HALOGEN ĐỂ PHÂN TÍCH VÀ GIẢI THÍCH CÁC HIỆN TƯỢNG TRONG THỰC TIỄN

Để thực hiện t t n i dung đổi mới “Dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho HS” trong môn hóa học chúng ta cần hiểu hóa học là m t môn khoa học thực nghiệm và lý thuyết, giúp ch

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ HƯƠNG NHUNG

VẬN DỤNG KIẾN THỨC CHƯƠNG HIĐRO – NƯỚC, CHƯƠNG CACBON – SILIC, CHƯƠNG HALOGEN

ĐỂ PHÂN TÍCH VÀ GIẢI THÍCH CÁC

HIỆN TƯỢNG TRONG THỰC TIỄN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC

HÀ NỘI, NĂM 2015

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI

NGUYỄN THỊ HƯƠNG NHUNG

VẬN DỤNG KIẾN THỨC CHƯƠNG HIĐRO – NƯỚC, CHƯƠNG CACBON – SILIC, CHƯƠNG HALOGEN

ĐỂ PHÂN TÍCH VÀ GIẢI THÍCH CÁC

HIỆN TƯỢNG TRONG THỰC TIỄN

Chuyên ngành: Hoá vô cơ

Mã số: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC HOÁ HỌC

Người hướng dẫn khoa học: TS Đào Thị Bích Diệp

HÀ NỘI, NĂM 2015

Lời cảm ơn

Luận văn được hoàn thành vào tháng 10 năm 2015 Để hoàn thành được luận

văn em xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến các thầy cô giáo là:

- TS Đào Thị Bích Diệp, người thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ em

trong quá trình thực hiện luận văn này Cho phép em gửi đến cô lời chúc sức khỏe

và thành đạt

- Các thầy cô giảng dạy lớp Cao học Khoá 23 đã truyền thụ cho em những

kiến thức và kinh nghiệm quí báu

Xin chân thành cám ơn các bạn bè và đồng nghiệp giảng dạy cùng trường

THPT Huyện Điện Biên và các thầy cô đang giảng dạy ở các trường THPT trên địa bàn tỉnh Điện

Đã nhiệt tình giúp em tiến hành thực nghiệm đề tài luận văn này

Hà Nội, tháng 10 năm 2015

Học viên

Nguyễn Thị Hương Nhung

MỤC ỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 1

1 do chọn đ tài 1

2 Mục đ ch củ đ tài 3

3 Đối tượng nghiên cứu: 4

4 Phương pháp nghiên cứu: 4

5 Nhiệm vụ nghiên cứu: 4

6 Giả thuyết kho học 4

7 Cơ sở kho học củ những định hướng nghiên cứu 5

PHẦN 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 6

CHƯƠNG I TỔNG QUAN 6

I.1 Cơ sở l luận và thực tiễn 6

I.1.1 Cơ sở lý luận 6

I.1.2 Cơ sở thực tiễn 9

I.2 Hệ thống kiến thức lý thuyết cơ bản 13

I.2.1 Hidro, nước và m t s hợp chất của hiđro 13

I.2.2 Halogen và m t s hợp chất quan trọng của halogen 18

I.2.3 Cacbon – si ic và m t s hợp chất quan trọng của cacbon – silic 31

CHƯƠNG II XÂY DỰNG HỆ THỐNG CÂU HỎI 40

II.1 Hệ thống câu hỏi v hiđro, nước và một số hợp chất củ hiđro 40

II.1.1 Phân tích phương pháp giải m t s câu hỏi tiêu biểu 40

II.1.2 Sưu tầm và biên soạn hệ th ng câu hỏi 49

n ỏi về halogen và một s hợp chấ q n r n ủa halogen 51

II.2.1 Phân tích phương pháp giải m t s câu hỏi tiêu biểu 51

II.2.2 Sưu tầm và biên soạn hệ th ng câu hỏi 63

II.3 Hệ thống c u hỏi v c cbon – silic và một số hợp chất qu n trọng củ cacbon – silic 70

II.3.1 Phân tích phương pháp giải m t s câu hỏi tiêu biểu 70

II.3.2 Sưu tầm và biên soạn hệ th ng câu hỏi 86

PHẦN III ẾT UẬN VÀ IẾN NGHỊ 96

1 Kết luận 96

2 Kiến nghị 98

3 Hướng phát triển củ đ tài 100

TÀI IỆU TH M HẢO 101 PHỤ LỤC

D NH MỤC HÌNH

Hình 1: Cấu trúc phân tử nước đá 17

Hình 2: Trạng thái và màu sắc của các halogen 19

Hình 3: Cấu hình e ớp ngoài cùng của các halogen Cl, Br và I: 19

Hình 4: C o tác dụng với hai im oại natri và sắt 21

Hình 5: Điều chế và thu hí c o trong ph ng thí nghiệm 24

Hình 6: Thí nghiệm tính tan của HC 26

Hình 7: Điều chế HC trong ph ng thí nghiệm 28

Hình 8: Sản phẩm của công nghệ silicat 39

Hình 9: Mây 41

Hình 10: Thí nghiệm nổ b ng bay hidro 42

Hình 11: Cầu vồng 46

Hình 12: Nước máy trong sinh hoạt 53

Hình 13: Người bị bệnh bướu cổ 56

Hình 14: Thí nghiệm mô tả sự điều chế c o trong ph ng thí nghiệm 58

Hình 15: Khí thải t các nhà máy 61

Hình 16: Hình vẽ mô tả quá trình điều chế dung dịch HCl trong phòng thí nghiệm 67

Hình 17: Hình vẽ mô tả sự điều chế clo trong phòng thí nghiệm 67

Hình 18: Cấu trúc tinh thể im cương và than chì 71

Hình 19: Đ ng Phong nha – Kẻ Bàng 75

Hình 20: Hình ảnh m t s nung thủ công 81

Hình 21: Bình cứu hoả bọt 85

Hình 22: L gạch iểu mới 91

Hình 23: Chu trình của cacbon trong tự nhiên 93

là qu c sách hàng đầu

Nghị quyết s 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 H i nghị Trung ương 8 h a XI về đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo xác

định “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ và đồng bộ các yếu tố cơ bản của giáo dục, đào

tạo theo hướng coi trọng phát triển phẩm chất, năng lực của người học”;

“Tập trung phát triển trí tuệ, thể chất, hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu, định hướng nghề nghiệp cho học sinh Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học, năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn Phát triển khả năng sáng tạo,

tự học, khuyến khích học tập suốt đời” Theo tinh thần đ , các yếu t của

quá trình giáo dục trong nhà trường trung học cần được tiếp cận theo hướng đổi mới B GD&ĐT đã và đang tổ chức rất nhiều các cu c h i thảo và các đợt tập

huấn về “Dạy học theo định hướng phát triển năng lực cho HS” tại khắp các tỉnh

trong cả nước với tất cả các môn học trong đ c phân môn h a học

Để thực hiện t t n i dung đổi mới “Dạy học theo định hướng phát triển năng

lực cho HS” trong môn hóa học chúng ta cần hiểu hóa học là m t môn khoa học

thực nghiệm và lý thuyết, giúp cho học sinh nắm vững những kiến thức cơ bản về các chất, sự biến đổi các chất, m i liên hệ qua lại giữa công nghệ hóa học, môi trường và con người, thông qua đ hình thành các ĩ năng như: ĩ năng quan sát, phân tích, so sánh, phán đoán, tính toán, thực hành thí nghiệm… B môn hoá học

2

trong trường trung học giữ m t vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển trí dục của học sinh Mục đích của môn học là giúp cho học sinh hiểu đúng đắn và hoàn chỉnh, nâng cao cho học sinh những tri thức, hiểu biết về thế giới, con người thông qua các bài học, giờ thực hành của hoá học Hoá học giúp học sinh hiểu và giải thích được các vấn đề thực tiễn, thậm chí hiểu được những dụng ý khoa học hóa học trong những câu ca dao – tục ngữ mà thế hệ trước để lại Hoá học cũng đồng thời là sự khơi nguồn, là cơ sở phát huy tính sáng tạo của người học, nhằm tạo

ra những sản phẩm, ứng dụng phục vụ trong đời s ng của con người Hóa học cũng góp phần giải tỏa, xóa bỏ những hiểu biết sai lệch làm hại đến đời s ng, tinh thần của con người…Để hoá học thật sự mang lại những lợi ích nguyên bản của nó, người giáo viên phải có v n kiến thức về thực tế sâu, r ng, có khả năng gắn bài giảng với thực tế, tạo ra được những giờ học sinh đ ng, nâng cao sự hiểu biết và kích thích sự ham mê học tập của học sinh T đ góp phần xây dựng các năng lực cần có cho mỗi học sinh đặc biệt là năng lực phát hiện và giải quyết vấn đề thông qua môn hoá học và năng lực vận dụng kiến thức hoá học vào cu c s ng

Rất nhiều hiện tượng trong tự nhiên, đời s ng hàng ngày có thể được lý giải bởi chính học sinh bằng việc vận dụng những kiến thức hoá học rất phổ thông, t

cơ sở cấu tạo nguyên tử phân tử, đến sự chuyển hóa, biến đổi của các chất…Việc

áp dụng những kiến thức phổ thông này vào thực tiễn đời s ng thường ngày không chỉ giúp cho việc học trở nên thú vị, bớt nhàm chán, xa rời thực tế, mà còn có tác dụng kích thích tính chủ đ ng, sáng tạo, hứng thú của học sinh Vì những lý do trên, các câu hỏi, bài tập hóa học yêu cầu học sinh giải thích các hiện tượng trong tự nhiên và cu c s ng t lâu đã trở thành m t phần không thể thiếu trong quá trình ôn tập bồi dưỡng, giúp học sinh nắm bắt t t kiến thức hóa học Đây cũng là m t n i dung quan trọng trong các đề thi đại học, đề thi học sinh giỏi tỉnh, học sinh giỏi

qu c gia và qu c tế trong những năm gần đây

B môn hoá học được đưa vào chương trình giáo dục trung học bắt đầu t

ớp 8 Sau các bài đại cương chung về hoá học thì chương “Hidro – Nước à m t trong hai chương về chất cụ thể được đưa ra ở chương trình hoá học ớp 8 ì vậy

3

việc đưa những câu hỏi hoá học gắn với thực tiễn ngay t những bài đầu tiên này sẽ giúp giáo viên tạo ra những giờ học í thú bổ ích, giúp học sinh cảm thấy hoá học rất gần gũi với các em, do đ khơi dậy được hứng thú học tập cho các em Khi chuyển

ên bậc học THPT, ở chương trình hoá học ớp 10, sau các bài học về hoá học đại cương thì chương “Ha ogen à chương nghiên cứu về chất đầu tiên của chương trình học, chương đầu tiên áp dụng iến thức về cấu tạo nguyên tử để giải thích các chất, khơi gợi niềm đam mê, yêu thích với môn h a học C n ở chương trình hoá học 11 thì chương “Cacbon – Si ic à chương nghiên cứu về chất được áp dụng iến thức về thuyết điện i để giải thích Việc giải quyết các câu hỏi bài tập có liên quan đến thực tiễn ở chương "Halogen" và "Cacbon - Silic" giúp học sinh nắm bắt, khắc sâu các kiến thức cơ sở quan trọng này, tạo điều kiện để học t t các kiến thức quan trọng khác thu c phần hoá học vô cơ khác

Trên cơ sở đ chúng tôi chọn đề tài “Vận dụng kiến thức chương hidro -

nước, chương cacbon - silic, chương halogen để phân tích và giải thích các hiện tượng trong thực tiễn” nhằm góp phần củng c và nâng cao kiến thức, hiểu biết về

m t s hiện tượng kì lạ, lý thú trong tự nhiên, đời s ng và sản xuất Bằng việc xây dựng b câu hỏi và chỉ dẫn, giúp học sinh tự đưa ra những lời thích chính xác, đầy sức thuyết phục cho các hiện tượng, sự vật bí ẩn nhưng lại quen thu c trong cu c

s ng hàng ngày, chúng tôi hy vọng sẽ biến hoá học thành m t môn học dễ hiểu, thiết thực, gần gũi, lôi cu n học sinh… Để hoá học hông c n mang tính đặc thù khó hiểu như m t “thuật ngữ khoa học

2 Mục đ ch củ đ tài

Giới thiệu, phân oại và xây dựng được hệ th ng bài tập về các câu hỏi h a học giải thích các hiện tượng thực tiễn, giúp học sinh hiểu và biết cách vận dụng linh hoạt các kiến thức hoá học Hệ th ng bài tập này có thể được sử dụng như tài liệu tự học, giúp cho cho các học sinh khá giỏi, học sinh chuyên hóa rèn luyện kĩ năng tư duy, logic để có thể tham gia và đạt được thành thích đáng khích lệ trong

các kì thi THPT qu c gia, học sinh giỏi tỉnh, học sinh giỏi qu c gia

4

3 Đối tượng nghiên cứu

Hệ th ng lại lý thuyết và nghiên cứu các các dạng các câu hỏi, bài tập thu c các n i dung: Hidro và nước; Cacbon và hợp chất của cacbon; Silic va hợp chất của silic; Halogen và hợp chất của halogen

4 Phương pháp nghiên cứu

- Nhóm các phương pháp nghiên cứu lý thuyết:

Tổng quan các tài liệu về câu hỏi iên quan đến việc giải thích các hiện tượng trong tự nhiên ở chương hiđro – nước, cacbon – si ic và ha ogen Sử dụng ph i hợp các phương pháp, đánh giá, tổng hợp, hệ th ng hoá… trong nghiên cứu các tài liệu

có liên quan

- Nhóm các phương pháp nghiên cứu thực tiễn:

Điều tra thực trạng dạng bài tập trong chương trình giảng dạy ở các trường phổ thông khu vực Tây Bắc và trao đổi kinh nghiệm với các giáo viên bồi dưỡng học sinh giỏi hóa của m t s trường THPT trên địa bàn tỉnh Điện Biên

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tổng quan cơ sở lý thuyết các n i dung hóa học ở chương hiđro – nước, chương cacbon – si ic và chương halogen

- Tìm hiểu các n i dung Hóa học c iên quan đến đời s ng, sản xuất và môi trường

- Phân tích các dạng câu hỏi giải thích hiện tượng trong tự nhiên hóa học ở hiđro – nước, chương cacbon – si ic và chương halogen

- Sưu tầm và biên soạn các câu hỏi bài tập hóa học ở hiđro – nước, chương cacbon – si ic và chương halogen

6 Giả thuyết kho học

- Về mặt lí luận: Xây dựng được hệ th ng kiến thức lý thuyết – câu hỏi giải

thích được hiện tượng hóa học trong thực tiễn ở chương hiđro – nước, cacbon – si ic

và halogen phục vụ cho việc giảng dạy học sinh THPT đáp ứng quá trình đổi mới dạy học và iểm tra đánh giá theo định hướng phát triển năng ực của người học đồng thời c thể dùng cho bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học

5

- Về mặt thực tiễn: Xây dựng được hệ th ng lý thuyết và câu hỏi giải thích được

hiện tượng hóa học trong tự nhiên ở chương hiđro – nước, chương cacbon – si ic và chương halogen phục vụ cho việc giảng dạy thông thường cũng như bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học Cung cấp cho giáo viên, học sinh yêu thích môn hóa học m t tài liệu tham khảo bổ ích

Hệ th ng câu hỏi và bài tập giúp học sinh giải quyết phần n i dung câu hỏi liên quan đến thực tiễn có thể được khai thác để đưa vào các đề thi THPT qu c gia,

đề thi học sinh giỏi các cấp

7 Cơ sở kho học củ những định hướng nghiên cứu

- Đã c nhiều tài iệu, câu hỏi giải thích hiện tượng trong tự nhiên

- iệc phân oại các dạng câu hỏi giải thích bồi dưỡng học sinh giỏi giải thích được hiện tượng hóa học trong tự nhiên ở chương hiđro – nước, cacbon – si ic

và halogen chưa thật đầy đủ và hệ th ng

6

PHẦN 2 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU CHƯƠNG I: TỔNG QU N I.1 Cơ sở l luận và thực tiễn

I.1.1 Cơ sở lý luận

I.1.1.1 Năng lực tự học

Năng ực tự học được thể hiện qua việc chủ thể tự xác định đúng đắn đ ng

cơ học tập cho mình, có khả năng tự quản lý việc học của mình, c thái đ tích cực trong các hoạt đ ng để có thể tự làm việc, điều chỉnh hoạt đ ng học tập và đánh giá kết quả học tập của chính mình để có thể đ c lập làm việc hợp tác với người khác

- ai tr :

+ Giúp người học xác định mục tiêu và hoạch định kế hoạch học tập của mình + Giúp người học thực hiện theo kế hoạch và điều chỉnh các hoạt đ ng học tập + Giúp người học tự dánh giá kết quả và tiến trình học tập của mình

- Ý nghĩa: Các hoạt đ ng học tập nên được thiết kế theo hướng góp phần tăng cường năng ực tự học của người học, tức là dựa trên nguyên í người học tự điều chỉnh học tập của mình qua việc đề ra kế hoạch học tập, thực hiện và điều chỉnh kế hoạch học tập và sau cùng đánh giá ết quả và tiến trình của chính mình Vì vậy mà năng ực tự học c ý nghĩa vô cùng quan trọng trong quá trình tự học của bản thân người học

I.1.1.2 Hóa học với thực tiễn cuộc sống

a) Tác đ ng của hóa học đến đời s ng con người :

Không có môn khoa học nào lại có nhiều ứng dụng như môn H a học :

- Trong tự nhiên, nhờ có hóa học mà chúng ta có thể khám phá thiên nhiên, nắm được tính chất, quy luật của thiên nhiên và con người ngày càng thành công trong ngành khoa học hám phá vũ trụ, trái đất,…

- Trong đời s ng, sản xuất: Hóa học được ứng dụng trong việc nghiên cứu thành phần, tác dụng, chế biến, bảo quản ương thực, thực phẩm, các quy trình sản xuất (sản xuất, chế biến các nguồn nguyên liệu thô thành các nguyên liệu có thể sử dụng trong đời s ng sản xuất, chế biến các loại nông sản, chế tạo ra các đồ dùng, vật dụng hằng ngày)

7

b) Tác dụng của các kiến thức thực tế về hóa học :

- Giúp học sinh nắm được cơ sở hóa học, nắm vững và củng c kiến thức cơ bản về hóa học

- Nắm nhanh và ĩ các iến thức đã học trong bài Hóa học là ngành hóa học thực nghiệm, học lý thuyết và kiểm tra lại bằng các thí nghiệm Chính việc tiến hành các thí nghiệm sẽ phát sinh các vấn đề để các em có thể hiểu sâu và ĩ các iến thức đã học, qua đ các em hiểu bài hơn

- Các kiến thức hóa học thực tế làm cho học sinh hiểu được vai trò to lớn của hóa học trong đời s ng: kinh tế, qu c phòng, sinh hoạt… thúc đẩy sự ham hỏi của học sinh

- Giúp học sinh hiểu được bản chất của sự vật, hiện tượng trong đời s ng hằng ngày m t cách đúng đắn Các em sẽ nhận thức được những gì có ích, những gì

có hại để điều chỉnh hành vi của mình

I.1.1.3 Tác dụng của việc liên hệ thực tế trong giảng dạy

a) Với người thầy :

- Phát huy khả năng truyền thụ kiến thức của người thầy Khi mở r ng kiến thức hóa học thực tế trong bài giảng sẽ nâng cao hiệu quả giảng dạy

- Mở r ng kiến thức hóa học thực tế rèn luyện m t s kỹ năng dạy học : + Kỹ năng diễn đạt

+ Kỹ năng sử dụng phương tiện dạy học

+ Kỹ năng tiến hành thí nghiệm

+ Kỹ năng phân b thời gian

+ Kỹ năng giao tiếp

- Kích thích lòng ham thích học tập của học sinh

- Tạo ra giờ học lý thú bổ ích Khi mở r ng kiến thức hóa học thực tế sẽ có rất nhiều câu hỏi đặt ra kích thích học sinh tư duy trả lời, bầu không khí của lớp sẽ trở nên sôi đ ng, tạo điều kiện cho các học sinh còn nhút nhát tham gia vào bài giảng

- Giúp giáo viên gần gũi với học sinh Khi giáo viên thực hành các kỹ năng nhằm tăng hứng thú học tập cho học sinh, giáo viên sẽ có nhiều cơ h i giao tiếp với học sinh Nhờ đ mà sẽ tạo được ấn tượng t t với học sinh

8

b) Với học sinh :

- Khi học sinh được hiểu thấu đáo các vấn đề hóa học, được tham gia vào các hoạt đ ng thực tế… Các em sẽ có hứng thú yêu thích hơn với môn hoá học vì các

em đã nắm được tầm quan trọng của môn học, t đ nâng cao thành tích học tập

- Nắm được các kiến thức cơ bản của hóa học Các kiến thức hóa học thực tế lấy nền tảng là các kiến thức hóa học mà học sinh đã học ở nhà trường, tác dụng của các kiến thức này là giải thích các bản chất của sự vật, hiện tượng do đ các em sẽ

có nhiều cơ h i tiếp xúc các kiến thức hóa học, các em sẽ nắm rõ các kiến thức hơn

- Hình thành kỹ năng tư duy, sử dụng sách… Các iến thức mới luôn thúc đẩy học sinh tìm tòi phát hiện kiến thức trong sách báo

- Phát huy tính tích cực sáng tạo trong học tập

I.1.1.4 Liên hệ thực tế, giải thích các hiện tượng tự nhiên là một biện pháp gây hứng thú học tập cho học sinh

Cái mới luôn là cái kích thích chúng ta tìm hiểu nhất Việc liên hệ thực tế sẽ thúc đẩy học sinh tìm tòi khám phá trong học tập Hiểu và giải thích được các hiện tượng tự nhiên là m t đ ng cơ thúc đẩy học sinh học tập Các hiện tượng trong tự nhiên, đời s ng và sản xuất khi được lồng ghép vào các bài giảng hoá học sẽ giúp thu hút sự chú ý lắng nghe trong giờ học và kích thích niềm yêu thích học hỏi, tìm kiếm sách vở, rèn luyện khả năng sử dụng sách… Qua đ , học sinh sẽ thấy được sự hấp dẫn và lý thú của các kiến thức đã học, tăng thêm lòng yêu thích môn học

Hứng thú học tập là m t trong những yếu t quyết định kết quả học tập của học sinh Học sinh có khả năng mà hông c hứng thú thì cũng hông đạt kết quả, giáo viên giỏi chuyên môn mà không có kỹ năng tạo hứng thú học tập cho học sinh thì chưa thành công Do đ đ i hỏi người giáo viên phải h i tụ kiến thức và tất cả các yếu t phục vụ cho công việc dạy học Kỹ năng tạo hứng thú là kỹ năng quan trọng nhất, mà để c được kỹ năng này thì đầu tiên người giáo viên phải có kiến thức sâu, r ng, phải luôn cung cấp cho học sinh ượng kiến thức : ĐỦ, ĐÚNG, MỚI, THIẾT THỰC Với giáo viên b môn Hóa học, kiến thức hóa học thực tế sẽ đáp

ứng mặt thiết thực của kiến thức

9

I.1.2 Cơ sở thực tiễn

I.1.2.1 Thực trạng vấn đề dạy học ở trường phổ th ng

a Đ c điểm đối tƣợng học sinh THPT v ng c o T y ắc

- Tâm sinh ý: iệc chuyển môi trường học tập t THCS lên THPT c nhiều thay đổi tác đ ng đến việc học tập của các em học sinh đồng thời cũng ảnh hưởng đến tâm sinh lý của các em Chương trình THPT c ượng kiến thức lớn và h hơn THCS nên nhiều em HS cảm thấy h hăn hi tiếp nhận tri thức Chẳng hạn ở b môn hóa học, ngay bài đầu lớp 10 đã học về phần cấu tạo nguyên tử rất tr u tượng nên HS cần có những phương pháp học mới để dễ tiếp thu Trong khi đ , tại nhiều trường phổ thông trong địa bàn vẫn tồn tại cách dạy học theo kiểu thầy đọc, trò chép, khiến việc học trở nên nhàm chán, gây ra sức ì và ảnh hưởng tiêu cực đến tâm

lý tự học của các em Ngoài ra, HS THCS lên THPT có sự chuyển biến mạnh mẽ về tâm sinh lý, bắt đầu có sự thay đổi về hình thể, tính cách, biết cách chăm chút sắc đẹp của bản thân và bắt đầu có nhiều biểu hiện của tuổi mới lớn bắt đầu biết yêu nên ảnh hưởng rất nhiều tới việc hoc tập của các em Nhiều em HS khi lên THPT là

sa đà vào chuyện yêu đương mà quên nhiệm vụ quan trọng của mình là học tập Vì thế, gia đình và giáo viên phải gần gũi, chia sẻ giúp các em hiểu phải biết sắp xếp thời gian hợp lý để chuyện tình cảm không những không ảnh hưởng đến học tập mà đôi khi còn là đ ng lực giúp các em học t t hơn

- Về nhận thức: cho đến nay, m t b phận đồng bào DTTS vẫn chưa nhận

thức đầy đủ về vai trò của giáo dục Nhiều phụ huynh không biết chữ hoặc trình đ văn h a c hạn nên thường phó mặc con cái cho thầy, cô giáo và nhà trường

- Phong tục tập quán: Phần lớn học sinh ở miền núi Tây Bắc là con em dân

t c thiểu s (chiếm hơn 80%) Kèm theo đ , các tập quán sinh hoạt lạc hậu, các phong tục ma chay, cưới xin, lễ h i cũng ảnh hưởng không nhỏ đến quỹ thời gian dành cho học tập của học sinh tới môi trường giáo dục của nhà trường Đặc biệt, tập quán kết hôn sớm ở m t s t c người khiến nhiều em phải bỏ học giữa ch ng (nhất

à các em gái), tác đ ng tiêu cực đến giáo dục phổ thông M t s trường hợp hôn nhân cận huyết còn gây ảnh hưởng đến nòi gi ng, làm suy giảm chất ượng giáo dục

10

b Thực tr ng vấn đ d y học hoá học ở trường ph thông

Môn hoá học trong trường phổ thông là m t trong môn học khó, nếu không có những bài giảng và phương pháp hợp lý phù hợp với thế hệ học trò dễ làm cho học sinh thụ đ ng trong việc tiếp thu, cảm nhận Đã c hiện tượng m t s b phận học sinh không mu n học hoá học, ngày càng lạnh nhạt với giá trị thực tiễn của hoá học

Cơ sở vật chất để phục vụ cho việc giảng dạy c n thiếu rất nhiều với các hu vực miền núi, vùng cao, hải đảo c n nhiều h hăn trong đ c hu vực Tây Bắc Hệ

th ng trang thiết bị thí nghiệm cho các môn hoa học thực nghiệm như môn hoá học

c n hạn chế Hệ th ng máy tính c ết n i internet c n thiếu nên việc tự học, tự hai thác và tìm hiểu thông tin của học sinh vùng cao cũng hạn chế

Nhiều giáo viên chưa quan tâm đúng mức đ i tượng giáo dục: Chưa đặt ra cho mình nhiệm vụ và trách nhiệm nghiên cứu, hiện tượng dùng đồng loạt cùng m t cách dạy, m t bài giảng cho nhiều lớp, nhiều thế hệ học tr à hông ít Do phương pháp ít có tiến b mà người giáo viên đã trở thành người cảm nhận, truyền thụ tri thức m t chiều Giáo viên nên à người hướng dẫn học sinh chủ đ ng trong quá trình ĩnh h i tri thức hoá học

Có những vấn đề hoá học có thể giúp học sinh giải thích những hiện tượng trong tự nhiên, tránh việc mê tín dị đoan, thậm chí hiểu được những dụng ý khoa học hoá học trong những câu ca dao – tục ngữ mà thế hệ trước để lại và có thể ứng dụng trong thực tiễn đời s ng thường ngày Việc liên hệ các kiến thức hoá học phổ thông với thực tiễn sản xuất và đời s ng sẽ tạo ra hứng thú trọng học tập, kích thích tính chủ đ ng, sáng tạo cho học sinh; biến hoá học thành m t môn học thành m t môn học gần gũi, hấp dẫn chứ không phải là m t khoa học khô khan, và phức tạp Để có thể lồng ghép các kiến thức thực tế vào các bài giảng hoá học m t cách linh hoạt khéo léo, thì việc xây dựng m t hệ th ng các câu hỏi và bài tập có n i dung gắn với thực tiễn là việc làm hết sức cần thiết

I.1.2.2 hân tích, đánh giá cấu trúc và nội dung hệ thống bài tập trong sách hóa học TH T

- u điểm: Cấu trúc và hệ th ng bài tập trong sách giáo hoa đã đảm bảo đầy

đủ được tính hệ th ng khoa học và n i dung kiến thức cho học sinh

11

- Hạn chế: m t s dạng bài tập còn mang tính khái quát, tr u tượng khó hiểu khi học sinh vận dụng làm bài tập

- Hệ th ng câu hỏi và bài tập liên quan đến thực tiễn hầu như rất ít, trong khi

đ những câu hỏi c liên quan đến hiện tượng tự nhiên và các vấn đề trong thực tiễn đang xuất hiện ngày m t nhiều trong các đề thi t t nghiệp THPT và đại học những năm trước hay ì thi THPT qu c gia trong năm học 2014-2015

I.1.2.3 Thực trạng sử dụng các dạng bài tập trong chương tr nh giảng dạy ở trường TH T khu vực Tây c

Qua trao đổi, khảo sát thông qua các phiếu điều tra với các thầy cô giáo giảng dạy

ở trường THPT khu vực Tây Bắc, tôi nhận thấy hệ th ng bài tập được đưa vào giảng dạy cho học sinh chủ yếu à các bài tập trong sách giáo hoa và sách bài tập đơn thuần Do điều kiện h khăn nên việc mua các sách tham hảo đ i với các em học sinh hầu như rất hạn chế Đồng thời do hả năng nhận thức và tư duy của các em học sinh miền núi

c n chậm nên yêu cầu của giáo viên đặt ra cho các em chỉ là àm t t các bài tập đơn giản trong SGK và m t s bài trong sách bài tập Đ i với hệ th ng câu hỏi và bài tập liên can đến thực tiễn, chỉ có m t s giáo viên ở các vùng thuận lợi hơn về điều kiện kinh tế sử dụng để giảng dạy cho đ i tượng học sinh c hả năng nhận thức t t hoặc cho học sinh trong các đ i tuyển học giỏi các cấp

Các GV cho rằng xây dựng m t hệ th ng BTHH gắn với thực tiễn là cần thiết (dựa trên phiếu điều tra: rất cần thiết: 30/55 phiếu chiếm 54,55%, cần thiết : 25/55 phiếu chiếm 45,45%) Các G cũng c ý iến nên đưa nhiều hơn oại BTHH thực tiễn vào DH ì vậy, việc sưu tầm, tuyển chọn xây dựng hệ th ng câu hỏi và bài tập hoá học iên quan đến các vấn đề, hiện tượng trong thực tiễn để phổ biến

r ng cho các học sinh hu vực Tây Bắc à rất cần thiết

I.1.2.4 Lịch sử vấn đề nghiên cứu

Để HS hứng thú hơn với môn hóa học thì trong quá trình DH GV cần chỉ ra được m i quan hệ giữa môn học với thực tiễn SGK mới hiện nay có rất nhiều các tư liệu kèm theo các hình ảnh s ng đ ng phần nào đ đáp ứng được yêu cầu đổi mới trong DH Tuy nhiên, do nhiều nguyên nhân nên việc gắn bài học với các n i dung có

12

liên quan đến thực tiễn còn rất hạn chế Nhiều BTHH còn xa rời thực tiễn cu c s ng

và sản xuất, quá chú trọng đến các tính toán phức tạp Để phần nào đáp ứng nhu cầu đổi mới n i dung, phương pháp giảng dạy và học tập môn hóa học phổ thông theo hướng gắn bó với thực tiễn, đã có m t s sách tham khảo được xuất bản như:

(1) Nguyễn Hữu Đĩnh, Lê Xuân Trọng (2002), Bài tập định tính và câu hỏi thực tế Hóa học 12, Tập 1, Nhà xuất bản giáo dục

(2) Đặng Thị Oanh (Chủ biên), Trần Trung Ninh, Đỗ Công Mỹ (2006), Câu hỏi lý thuyết và bài tập thực tiễn THPT, Tập 1, Nhà xuất bản giáo dục

(3) Nguyễn Xuân Trường (2006), 385 câu hỏi và đáp về Hóa học với đời

(5) Nguyễn Thị Thu Hằng (2007), Xây dựng, lựa chọn hệ th ng BTHH thực tiễn THPT (phần hóa học hữu cơ), Luận văn thạc sĩ Giáo dục học, Đại học Sư phạm Hà N i

(6) Ngô Thị Kim Tuyến (2004), Xây dựng hệ th ng bài tập thực tiễn Hóa học lớp 11 THPT, Luận văn thạc sĩ Giáo dục học, Đại học Sư phạm Hà N i

7) Mai Thị Huế (2013), Tuyển chọn - xây dựng và sử dụng hệ th ng bài tập

h a học gắn với thực tiễn trong dạy học h a học ở trường trung học phổ thông, luận

văn thạc sĩ khoa học giáo dục, Đại học sư phạm Hà N i

M t s bài báo về dạng bài tập này cũng được đăng trên tạp chí Hóa học & Ứng dụng

(8) Lương Thiện Tài, Hoàng Anh Tài, Nguyễn Thị Hiển (2007), “Xây dựng BTHH thực tiễn trong dạy học phổ thông , Tạp chí Hóa học và ứng dụng (s 64)

Ngoài ra còn khá nhiều công trình khác của các học viên cao học và sinh viên về việc khai thác, vận dụng các kiến thức hóa học phổ thông để giải thích các hiện tượng trong thực tiễn Tuy nhiên, hệ th ng câu hỏi c iên quan đến các chương hiđro – nước, cacbon – si ic và halogen còn chưa thật chưa đầy đủ và hệ th ng

I.2 Hệ thống kiến thức l thuyết cơ bản

Các chương "Hidro – Nước", chương "Halogen" và chương "Cacbon – Silic"

là những chương giới thiệu về chất được đưa vào chương trình hoá học sau khi các

em HS đã được học các bài đại cương chung về hoá học Cụ thể chương "Hidro – Nước" à m t trong hai chương về chất được đưa ra ở chương trình hoá học ớp 8 là kiến thức mở đầu cho toàn b chương trình hoá học phổ thông ì vậy việc đưa những câu hỏi hoá học gắn với thực tiễn ngay t những bài đầu tiên này sẽ giúp giáo viên tạo ra những giờ học í thú bổ ích, giúp học sinh cảm thấy hoá học rất gần gũi với các em, do đ hơi dậy được hứng thú học tập cho các em Khi chuyển ên bậc học THPT, ở chương trình hoá học ớp 10, sau các bài học về hoá học đại cương thì chương "Halogen" à chương nghiên cứu về chất đầu tiên của chương trình học, chương đầu tiên áp dụng kiến thức về cấu tạo nguyên tử để giải thích các chất, hơi gợi niềm đam mê, yêu thích với môn h a học Chuyển sang chương trình hoá học 11 thì chương "Cacbon – Silic" à chương nghiên cứu về chất được áp dụng iến thức về thuyết điện i để giải thích Để giải quyết các câu hỏi bài tập có liên quan đến thực tiễn đ i hỏi mỗi học sinh phải nắm vững hệ th ng kiến thức lý thuyết

cơ sở Do đ việc hệ th ng kiến thức lý thuyết của các chương Hidro – Nước , chương Ha ogen và chương Cacbon – Silic" là việc cần thiết Hơn nữa để xây dựng hệ th ng bài tập t cơ bản đến nâng cao, phục vụ cho cả học sinh thường lẫn bồi dưỡng học sinh giỏi, phần tóm tắt kiến thức sẽ không chỉ giới hạn trong n i dung ở sách giáo khoa mà sẽ bao gồm những kiến thức nâng cao, để àm tư iệu tham khảo cho giáo viên và tự học cho học sinh khá giỏi

I.2.1 Hidro, nước và một số hợp chất của hiđro

I.2.1.1 Hiđro

Hiđro t tiếng Latinh: hydrogenium) à m t nguyên t h a học trong hệ

th ng tuần hoàn các nguyên t với nguyên tử s bằng 1 Hiđro à nguyên t phổ

14

biến nhất trong vũ trụ, tạo nên hoảng 75% tổng h i ượng vũ trụ và tới trên 90% tổng s nguyên tử Đồng vị phổ biến nhất của hiđro là proti, í hiệu à H, với hạt nhân à m t proton duy nhất và hông c nơtron Ngoài ra hiđro c n c m t đồng vị bền à dơteri, í hiệu à D, với hạt nhân chứa m t proton và m t nơtron và m t đồng

vị ph ng xạ à triti, í hiệu à T, với hai nơtron trong hạt nhân

ới vỏ nguyên tử chỉ c m t electron, nguyên tử hiđro à nguyên tử đơn giản nhất được biết đến, và cũng vì vậy nguyên tử hidro tự do c m t ý nghĩa to ớn về mặt ý thuyết Chẳng hạn, vì nguyên tử hiđro à nguyên tử trung h a duy nhất

mà phương trình Schrödinger c thể giải được chính xác nên việc nghiên cứu năng ượng và cấu trúc electron của n đ ng vai tr quan trọng trong sự phát triển của

cả cơ học ượng tử và hóa học ượng tử

1 nh chất ho h c

Tính chất hoá học của hiđro được quyết định bởi ba quá trình:

- Mất e ectron để tạo ra ion H+ thể hiện tính hử

H – 1e → H+; ∆H0 = 1312 kJ/mol Ion H- c cấu trúc của nguyên tử He 1s2), c hả năng tồn tại trong tinh thể hiđrua dạng mu i như NaH, BaH2… Liên ết trong hợp chất à iên ết ion, với huynh hướng này hiđro thể hiện bản chất phi im

- Nhận e ectron để tạo ra ion H- thể hiện tính oxi hoá

2H2 + O2 → 2H2O phản ứng nổ) Phản ứng c ng hợp

Phản ứng với các hợp chất hữu cơ chưa bão hoà phân tử c iên ết b i) hi

c mặt xúc tác Ni hoặc Pd

15

H2 + CH2= CH2 Ni  ,t

C2H6 Phản ứng hử oxit im oại

M t s oxit im oại bị hidro hử về im oại hi nung n ng

2H2O  đp

2H2 + O2NaCl + 2H2O đpdd   ,

2NaOH + H2 + Cl2

CH4 + H2O  700    1100 o C

CO + 3H2Lượng hiđro bổ sung c thể thu được t monoxit cacbon thông qua phản ứng nước-khí sau:

I.2.1.2 Hợp chất của hiđro.

Hợp chất hiđrua à thuật ngữ để chỉ sản phẩm phản ứng hi cho các nguyên t hoá hợp với hiđro tạo ra hợp chất phù hợp hoá trị hoặc hông phù hợp hoá trị Dựa vào bản chất iên ết hoá học trong hợp chất hiđrua người ta chia các hiđrua thành 3 oại chủ yếu à:

Nước à m t hợp chất h a học của oxy và hiđro, c công thức h a học

là H2O ới các tính chất í h a đặc biệt ví dụ như tính ưỡng cực, iên ết hiđro và tính bất thường của h i ượng riêng) nước à m t chất rất quan trọng trong nhiều ngành hoa học và trong đời s ng

Bên cạnh nước thông thường c n c nước nặng và nước siêu nặng Ở các oại nước này, các nguyên tử hiđro bình thường được thay thế bởi các đồng

vị đơteri và triti Nước nặng c tính chất vật ý điểm n ng chảy cao hơn, nhiệt đ sôi cao hơn, h i ượng riêng cao hơn) và h a học hác với nước thường

1 Cấu trúc hình h c:

Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hiđro và m t nguyên tử oxy ề mặt hình học thì phân tử nước c g c iên ết à 104,45° Do các cặp điện tử tự do chiếm nhiều chỗ nên g c này sai ệch đi so với g c ý tưởng của hình tứ diện Chiều dài của iên ết O-H là 0,9584A

2 nh lưỡng cực

Oxy c đ âm điện cao hơn hiđro iệc cấu tạo thành hình ba g c và việc tích điện t ng phần hác nhau của các nguyên tử đã dẫn đến cực tính dương ở các nguyên tử hiđrô và cực tính âm ở nguyên tử ôxy, gây ra sự ưỡng cực

3 Liên kết hidro

Các phân tử nước tương tác ẫn nhau thông qua iên ết hiđro Liên ết hidro

à 1 iên ết rất yếu được hình thành bởi ực hút tĩnh điện giữa hiđro đã iên ết trong 1 phân tử) với 1 nguyên tử c đ âm điện mạnh c ích thước bé N,O, F ) ở

1 phân tử hác hoặc trong cùng 1 phân tử) iệc tạo chuỗi của các phân tử nước

17

thông qua liên ết cầu n i hiđro à nguyên nhân cho nhiều tính chất đặc biệt của nước í dụ, nước ở thể ỏng trong điều iện tiêu chuẩn dù c h i ượng mo nhỏ hoảng 18 g/mo ) Ngược lại, H2S h i ượng hoảng 34 g/mo ) tồn tại ở dạng hí cùng ở trong những điều iện này do hông c iên ết H giữa các phân tử

4 C c t nh chất hóa lý của nước

Ở điều kiện thường nước là chất lỏng, không màu o

s

t = 100oC; o

nc

t = 0oC; Dưới áp suất bình thường nước có kh i lượng riêng (tỷ trọng) cao nhất là ở 4 °C: 1 g/cm³ tức là nước vẫn tiếp tục giãn nở khi nhiệt đ giảm xu ng dưới 4 °C Điều này không được quan sát ở bất kỳ m t chất nào khác Điều này có nghĩa là: Với nhiệt đ trên 4 °C, nước có đặc tính gi ng mọi vật khác là nóng nở, lạnh co; nhưng với nhiệt

đ dưới 4 °C, nước lại lạnh nở, nóng co.Nguyên nhân là do cấu trúc hình học đặc biêt của các phân tử nước (với góc liên kết 104,45°), khi bị làm lạnh các phân tử phải dời

xa ra để tạo liên kết tinh thể lục giác mở Vì vậy mà tỉ trọng của nước đá nhẹ hơn nước thể lỏng

Hình : Cấu trúc ph n t nước đ

Nước à m t dung môi t t nhờ vào tính ưỡng cực Các hợp chất phân cực hoặc c tính ion đều dễ tan trong nước Nước tinh hiết hông dẫn điện Mặc dù vậy, do c tính h a tan t t, nước hay c tạp chất pha ẫn, thường à các mu i, tạo ra các ion tự do trong dung dịch nước cho phép d ng điện chạy qua

18

ề mặt h a học, nước à m t chất ưỡng tính, c thể phản ứng như

m t axit hay bazơ Ở pH=7 trung tính) hàm ượng các ion hidroxit (OH-) cân bằng với hàm ượng của hiđroni (H3O+) Khi phản ứng với m t axit mạnh hơn thí dụ như

HC , nước phản ứng như m t chất iềm: HCl + H2O ↔ H3O+ + Cl

ới ammoniac nước ại phản ứng như m t axit: NH3 + H2O ↔ NH4+

+ OH

-I.2.2 Halogen và một số hợp chất quan tr ng của halogen

I.2.2.1 Halogen.

1 Vị tr củ nhóm h logen trong bảng tuần hoàn

- Nhóm halogen: nhóm VIIA Các nguyên t nhóm halogen có bán kính nguyên tử bé nhất, đ âm điện ớn nhất so với các nguyên t thu c cùng chu ì

- Nh m ha ogen: gồm F o F), C o C ), Brom Br) và Iot I) và tatin t) à nguyên t ph ng xạ

+ C 7e ở ớp ngoài cùng : ns2np5 Dễ nhận thêm 1e : X +1e → X -)

+ F o uôn c s oxi hoá à -1 f o à phi im mạnh nhất)

+ Trong hợp chất C o,brom, iot c nhiều s oxi hoá hác nhau: -1, +1, +3, +5, +7 + Bán ính tăng : F2 < Cl2 < Br2 < I2

e ectron

ớp ngoài cùng

Bán ính nguyên

tử

Bán ính ion X – (nm)

Năng ượng iên ết

X – X (25oC, 1atm) (kJ/mol)

Đ

âm điện

Trạng thái tập hợp màu sắc đơn chất (20oC)

Màu sắc Nhiệt

đ

n ng chảy (oC)

Nhiệt

đ sôi (oC)

- Trạng thái và màu sắc: Flo(khí, ục nhạt), Clo(khí, vàng ục), Brom ỏng,

đỏ nâu) và Iot rắn, đen tím, dễ thăng hoa)

19

Hình 2: rạng thái và màu sắc của c c halogen

- Giữa các phân tử X2 chỉ c ực hút an der Waa s yếu nên các ha ogen hoặc ở trạng thái khí (F2, Cl2) hoặc ở trạng thái ỏng Br2) dễ bay hơi, cũng c thể ở trạng thái rắn I2) dễ thăng hoa

- T flo đến iot, nhiệt đ nóng chảy và nhiệt đ sôi tăng dần

- Flo không tan trong nước, các halogen khác tan tương đ i ít trong nước và tan nhiều trong m t s dung môi hữu cơ

3 Cấu hình e nguyên tử và cấu t o ph n tử củ các h logen

- Cấu hình e ớp ngoài cùng: ns2np5.

a)

b)

Hình 3: Cấu hình e lớp ngoài c ng của c c halogen Cl, Br và I:

a) trạng thái cơ bản; b trạng thái kích thích

- Công thức đơn chất: X2: (F2, Cl2, Br2, I2)

20

- Cấu tạo phân tử: X - X Liên ết trong phân tử đơn chất halogen là liên ết

c ng hóa trị không phân cực

4 hái quát v t nh chất hó học củ các h logen

- ì ớp e ectron ngoài cùng c cấu hình tương tự nên các ha ogen c nhiều điểm gi ng nhau về tính chất hoá học của đơn chất cũng như về thành phần và tính chất của các hợp chất

- Ha ogen c ái ực e ectron ớn Do ớp electron ngoài cùng đã có 7 electron nên halogen là những phi kim điển hình, dễ nhận thêm 1 electron để tạo thành ion

âm X- c cấu hình e ectron của hí hiếm iền ề trong bảng tuần hoàn thể hiện tính oxi hóa mạnh

- Các ha ogen đều c đ âm điện ớn Đ âm điện của F o 3,98) à ớn nhất trong tất cả các nguyên t hoá học T f o i t bán ính nguyên tử tăng dần và đ

âm điện giảm dần nên tính oxi hóa của các halogen giảm dần khi đi t F2 đến I2

- Trong các hợp chất, F chỉ có mức oxi hóa -1; các halogen khác ngoài mức oxi hóa -1 còn có mức +1; +3; +5; +7

- Ở dạng đơn chất, các ha ogen tồn tại dưới dạng phân tử X2 C bậc oxi h a trung gian à 0 à bậc oxi h a trung gian Nên n v a thể hiện tính oxi h a v a thể hiện tính hử

* Tác dụng với kim loại

Các halogen phản ứng với hầu hết các kim oại tr Au và Pt (riêng F2 phản ứng được với tất cả các kim oại) → mu i halogenua Các phản ứng thường xảy ra ở nhiệt đ cao

2M + nX2 → 2MXn n: à h a trị cao nhất của im oại M)

21

Hình : Clo t c dụng với hai kim loại natri và sắt

- Br2: Oxi h a được nhiều im oại, phản ứng cần đun nóng

2Fe + 3Br2  t0

2FeBr3 Sắt III) bromua)

- I2: Oxi h a được nhiều im oại, phản ứng chỉ xảy ra hi đun n ng hoặc hi

c mặt của chất xúc tác

2Al + 3I2  H2O 2AlI3 (Nhôm iotua)

(Riêng phản ứng của Fe với I2 chỉ tạo sản phẩm là FeI2.)

* Tác dụng với hiđro tạo thành hiđro halogenua

H2 + X2 → 2HX

- Các halogen tham gia phản ứng c ng H2 với điều iện khác nhau:

+ F2: phản ứng được ngay cả trong bóng t i, ở nhiệt đ rất thấp (-252oC ), gây nổ

F2+ H2     252 0C

2HF + Cl2: phản ứng khi được chiếu sáng, tỷ lệ mol H2 : Cl2 = 1:1, phản ứng gây nổ mạnh nhất Cl2 + H2  as

2HCl + Br2: phản ứng xảy ra khi được đun nóng ở nhiệt đ cao

Br2 + H2  300    0

2HBr + I2: phản ứng có tính thuận nghịch và phải được đun nóng

22

Ghi nhớ: Khí HX tan trong nước tạo ra dung dịch axit HX, đều à các dung dịch

axit mạnh tr HF)

* Tác dụng với phi kim

Các ha ogen tác dụng được với hầu hết các phi im tr N2, O2, C

Ghi nhớ: - Ha ogen c tính mạnh hơn đấy được ha ogen c tính oxi h a yếu hơn ra

hỏi dung dịch mu i tr F2) Các cặp oxi hóa - hử của halogen được xếp theo

chiều giảm dần tính hử của các ion X-:I2/2I- > Br2/2Br- > Cl2/2Cl

í dụ: F2 + dd NaCl  hông xảy ra phản ứng: F2 + 2NaCl  2NaF + Cl2

23

- Br2 và Cl2 c phản ứng thuận nghịch với nước, brom phản ứng chậm hơn clo:

H2O + X2 ↔ HX + HXO (axit halogen hiđric và axit hipoha ogenơ)

í dụ: H2O + Cl2 ↔ HCl + HClO

Khi để lâu hoặc bị chiếu sáng thì HClO bị phân hủy: HClO → HCl + O Vì HClO có chứa ion ClO- có tính oxi hóa mạnh nên có thể dùng nước Clo để tẩy màu hoặc sát trùng

- I2 không phản ứng với nước

Chú ý: - F2 tác dụng mãnh iệt với nước chỉ thể hiện tính oxi hoá mạnh:

2H2O + 2F2 → 4HF + O2

→ Phản ứng chứng minh F2 có tính oxi hóa mạnh hơn của O2

* hản ứng với dung dịch kiềm

- Nếu dung dịch iềm loãng ngu i:

X2 + 2NaOH → NaX + NaXO + H2O

- Nếu dung dịch iềm đặc nóng:

3X2 + 6KOH → 5KX + KXO3 + 3H2O

Riêng F 2 : 2F2 + 2NaOH → 2NaF + H2O + OF2

Chú ý: I2 ết hợp với hồ tinh b t → hợp chất màu xanh tím

ết luận: Trong phản ứng với kim oại, với H2 và m t s hợp chất c ính hử ha ogen à chất oxi h a Khi tác dụng với chất oxi hoá mạnh hơn, ha ogen à chất hử Còn trong phản ứng với nước và dung dịch iềm, các halogen v a là chất hử, v a là chất oxi hóa

24

Hình : Điều chế và thu kh clo trong ph ng th nghiệm

* Trong công nghiệp:

- Điện phân dung dịch mu i halogenua của kim oại iềm có màng ngăn:

2NaCl + 2H2O   dpdd ,mn

2NaOH + H2 + Cl2 (K) (A)

Nếu hông c màng ngăn thì hí c o thoát ra sẽ phản ứng với NaOH tạo ra nước Javen

Cl2 + 2NaOH  NaCl + NaClO + H2O

c Điều chế r 2 , I 2 :

* Trong ph ng thí nghiệm: Dùng chất oxi h a mạnh như MnO2 oxi hóa ion

I, Br trong môi trường axit H2SO4

2NaI + MnO2 + 2H2SO4  t0

MnSO4 + I2 + Na2SO4 + 2H2O 2NaBr + MnO2 + 2H2SO4  t0

MnSO4 + Br2 + Na2SO4 + 2H2O Hoặc: C thể điều chế Br2, I2 bằng cách dùng C 2 v a đủ) oxi h a ion I, Br

Cl2 + 2NaBr  2NaCl + Br2

Cl2 + 2NaI  2NaCl + I2

* Trong công nghiệp:

- Nguồn chính để sản xuất Br2 trong công nghiệp nước biển và nước hồ mu i,

được axit h a bằng H2SO4, sau đ cho hí C 2 v a đủ) sục qua

Cl2 + 2NaBr  2NaCl + Br2

- Dùng làm chất sát trùng trong hệ th ng cung cấp nước sạch, khi xử lí nước thải

- Tẩu trắng vải, sợi, giấy

- Là nguyên iệu để sản xuất nhiều hợp chất hữu cơ và vô cơ

b ng dụng của flo

- Làm chất oxi hóa cho nhiên iệu ỏng dùng trong tên ửa

- Dùng trong công nghiệp sản xuất nhiên liệu hạt nhân để làm giàu 235U

- Ứng dụng quan trọng của flo là ở dạng dẫn xuất:

+ Dẫn xuất halogen của flo có nhiều ứng dụng: teflon (-CF2-CF2-)n là chất dẻo chịu được axit, iềm và nhiều hóa chất khác; Freon chủ yếu là CFCl3 và CF2Cl2) đường dùng trong các tủ ạnh và máy ạnh

+ NaF được dùng làm thu c ch ng sâu răng

c ng dụng của brom

- Chế tạo dược phẩm, phẩm nhu m

- Dùng để chế tạo AgBr là chất nhạy cảm với ánh sáng để tráng lên phim ảnh

d ng dụng của iot

- Dùng chủ yếu ở dạng cồn iot làm chất sát trùng

- Có trong thành phần của nhiêu dược phẩm

- Tr n KI và KIO3 vào mu i ăn tạo ra mu i iot

8 rạng th i tự nhiên

Chỉ tồn tại ở dạng hợp chất:

- Clo chủ yếu tồn tại ở dạng mu i clorua Flo có trong men răng của người và đ ng vật, trong lá của m t s oại cây Phần ớn có trong 2 oại khoáng vật là florit (CaF2)

26

và criolit (Na3AlF6 hay AlF3.3NaF) Brom chủ yếu có trong mu i bromua của kali, natri, magie có trong nước biển, nước của m t s hồ cùng với mu i clorua Iot được tích trong các mô của m t s oại rong biển Nó còn có trong tuyến giáp của người

I.2.2.2 Một số hợp chất quan trọng của halogen.

Các hợp chất của halogen chứa các halogen có s oxi hóa t -1(thấp nhất) đến +7 (cao nhất)

1 Số oxi hóa -1

Với s oxi hóa -1 halogen tồn tại ở dạng HX hoặc mu i halogenua

a Hiđrohalogenua và axit halogenic

Hình 6: h nghiệm t nh tan của HCl

ì đ bền của liên kết H - X giảm dần t H - F đến H - I, đ mạnh của axit HX tăng dần t HF (axit yếu) đến HI Các axit HC , HBr, HI đều là các axit mạnh, trong nước phân li hoàn toàn

 Các axit HCl, HBr, HI thể hiện đầy đủ tính chất của m t axit mạnh

- Làm quỳ t m hóa đỏ

- Tác dụng với bazơ  muối + nước

Riêng HI: 16HI + 2Fe3O4 2I2 + 6FeI2 + 8H2O

- Tác dụng với kim loại  Mu i có hóa trị thấp + H2

‎ 2M + 2nHX  2MXn + nH2

Đ M đứng trước H2 (K  Pb); n: hóa trị thấp của M

- Tác dụng với dung dịch muối

- HF: Không thể hiện tính khử ở điều kiện thường, chỉ có thể oxi hóa bằng

d ng điện Vì phân tử HF rất bền

- HC : Khi đặc, thể hiện tính khử ‎yếu, chỉ tác dụng với các chất oxi hóa mạnh như MnO2, KMnO4, K2Cr2O7, PbO2, KClO3, CaOCl2, NaC O … ì phân tử HCl tương đ i bền

MnO2 + 4NaCl + 4H2SO4  t0

MnCl2 + 4NaHSO4 + Cl2 + 2H2O 2KMnO4 + 16HCl  2MnCl2 + Cl2 + 2KCl + 8H2O

- HBr, HI: Đều là những chất khử mạnh, vì phân tử tương đ i kém bền

Na2SO4 + 2HCl

Hình 7: Điều chế HCl trong ph ng th nghiệm

+ Phương pháp tổng hợp (trong công nghiệp):

H2 + Cl2 → 2HCl (ánh sáng, nhiệt đ cao)

● HBr, HI: ì hai axi này c tính hử mạnh, phản ứng với H2SO4 đặc nên không thể dùng phương pháp sunfat để điều chế như điều chế HF và HCl

2NaBr (k) + 2H2SO4 đ)  Br2 + SO2 + 2H2O + Na2SO4 8NaI(k) + 5H2SO4 đ)  4I2 + H2S + 4H2O + 4Na2SO4

- Các halogenua kim loại đều tan nhiều trong nước tr halogenua của Ag+,

Pb+,Hg(I) Đ tan này giảm dần t c orua đến iođua

- Nhận biết ion Cl, Br, I: Dùng dung dịch mu i Ag+ thường là AgNO3) làm thu c thử

+ AgF tan trong dung dịch

+ AgCl kết tủa trắng (AgCl tan trong dung dịch amoniac do tạo phức với NH3)

Cl + Ag+  AgCl

29

+ AgBr kết tủa vàng nhạt (không tan trong NH3 dư)

Br + Ag+  AgBr + AgI kết tủa vàng đậm (không tan trong NH3 dư)

Ví dụ: HOCl: axit hipoc orơ; NaOCl: natri hipoclorit

HOX có CTCT là H - O - X Trong CTCT không có O liên kết cho nhận với

Clo nên HOCl là axit yếu

Dung dịch mu i MClO bị thủy phân mạnh cho ra dung dịch c môi trường bazơ

HOX và MOX không bền, dễ mất oxi: 2HOX  2HX + O2

HOX và MOX đều có tính oxi hóa mạnh

Lúc này trong công thức chỉ có 1 oxi liên kết cho nhận nên đây cũng chỉ là m t

axit yếu, đ mạnh của axit giảm dần t HClO2 đến HIO2

Với s oxi hóa trung gian +3, HXO2 và MXO2 có cả hai tính chất oxi hóa và khử

4 Số oxi hóa +5

Với s oxi hóa +5 halogen tồn tại ở dạng HXO3 (axit halogenic) và mu i

MXO3 (mu i halogenat)

Ví dụ: HClO3: axit cloric; KClO3: kali clorat

Có CTCT: O

H - O - X

O

30

Với 2 oxi tham gia liên kết cho nhận với X nên đây à m t axit mạnh

Tồn tại ở s oxi hóa trung gian +5, các hợp chất có cả hai tính chất oxi hóa và khử, đặc biệt còn cho phản ứng tự oxi hóa khử:

Ví dụ: 4KClO3  t0

3KClO4 + KCl

- Mu i KClO3 được dùng làm thu c nổ, diêm tiêu:

6P + 5KClO3 → 3P2O5 + 5KCl + Nhiệt phân KClO3: Nếu có xúc tác MnO2: 2KClO3 → 2KCl + 3O2

Nếu không có xúc tác MnO2: 4KClO3 → 3KClO4 + KCl

5 Số oxi hóa +7

Dạng tồn tại: HXO4 (axit pehalogenic) và mu i MXO4 (mu i pehalogenat)

Ví dụ: HIO4: axit peiođic và KIO4: a i peiođat

Trong dạng này halogen tồn tại ở s oxi hóa cao nhất nên các hợp chất chỉ có tính chất oxi hóa chứ không thể hiện tính khử

* HClO4 (axit pecloric)

- Là axit rất mạnh, tan nhiều trong nước Phản ứng loại nước t HClO4 có mặt

P2O5 → Cl2O7

2HClO4 → Cl2O7 + H2O

- Điều chế t KClO4

KClO4 + H2SO4 → HClO4 + KHSO4

Chú ý: T HClO đến HClO2,HClO3, HClO4: Tính axit và tính bền tăng, tính oxi hóa giảm

6 Nước j ven và cloru vôi

a Nước javen: ( dung dịch chứa: NaCl và NaClO )

-Tính chất: Có tính oxi hoá mạnh : dùng tẩy trắng, sát trùng

NaClO kém bền trong không khí: NaClO + CO2 + H2O → NaHCO3 + HClO -Điều chế : Cl2 + 2NaOH → NaC + NaC O + H2O

Hoặc điện phân dung dịch NaC hông màng ngăn

b Clorua vôi: CaOCl 2

-Tính chất : có tính oxi hoá mạnh : dùng sát trùng tẩy uế

31

Trong không khí : 2CaOCl2 + CO2 + H2O → CaCO3 + CaCl2 + 2HClO

-Điều chế : Cl2 + Ca(OH)2 → CaOC 2 + H2O

Ghi nhớ: Nước gia ven, clorua vôi đều là chất oxi hóa mạnh Chúng có tính tẩy

màu và sát trùng

I.2.3 Cacbon – silic và một số hợp chất quan tr ng của cacbon – silic

I.2.3.1 Cacbon một số hợp chất quan trọng của cacbon

1 Cacbon

Cacbon là nguyên t hoá học trong bảng tuần hoàn c ý hiệu à C và s

hiệu nguyên tử bằng 6

Cacbon tồn tại trong mọi sự s ng hữu cơ và n à nền tảng của hoá hữu cơ C

c thể iên ết với n và với m t oạt các nguyên t hác Phi im này c n c thu c tính h a học đáng chú ý à c hả năng tự iên ết với n và iên ết với m t oạt các nguyên t hác, tạo ra gần 10 triệu hợp chất đã biết Khi iên ết với oxy n tạo

ra cacbon đioxit à rất thiết yếu đ i với sự sinh trưởng của thực vật Khi iên ết với hydro, n tạo ra m t oạt các hợp chất gọi à các hiđrocacbon à rất quan trọng

đ i với công nghiệp trong dạng của các nhiên iệu hoá thạch Khi iên ết với cả oxy

và hiđro n c thể tạo ra rất nhiều nh m các hợp chất bao gồm các axít béo, à cần thiết cho sự s ng, và este, tạo ra hương vị của nhiều oại hoa quả Đồng vị cacon -

14 hay C14 được sử dụng phổ biến trong xác định niên đại bằng ph ng xạ

a nh chất vật lí

C c nhiều dạng thù hình: im cương, than chì và C vô định hình, fu eren:

- Kim cương à chất tinh thể trong su t, hông màu, hông dẫn điện, dẫn nhiệt

ém Kim cương c cấu trúc tinh thể nguyên tử và cứng nhất trong tất cả các chất

- Than chì là tinh thể màu xám đen, c ánh im, dẫn điện t t nhưng ém im oại Tinh thể than chì c cấu trúc ớp

b nh chất ho h c

- C có thể tồn tại với nhiều mức oxi hóa khác nhau nhưng thường gặp là: -4; 0; +2; +4

- C c cả tính hử và tính oxi hoá nhưng tính hử vẫn à chủ yếu

*Tính khử

32

- Tác dụng với các phi im: C + O2 → CO2

- Tác dụng với oxit im oại:

+ C hử được oxit của các im oại đứng sau trong dãy hoạt đ ng h a học của

im oại:

CuO + C  t0

Cu + CO + ới CaO và Al2O3:

CaO + 3C → CaC2 + CO trong điện)

2Al2O3 + 9C → Al4C3 + 6CO (2000oC)

- Tác dụng với các chất oxi h a mạnh thường gặp H2SO4 đặc, HNO3, KNO3, KClO3,

K2Cr2O7 trong các phản ứng này, C bị oxi h a đến mức +4 CO2)

- Kim cương được dùng àm đồ trang sức Trong ĩ thuật, im cương được dùng

àm mũi hoan, dao cắt thuỷ tinh, b t mài

- Than chì được dùng àm điện cực; àm nồi, chén để nấu chảy các hợp im chịu nhiệt; chế tạo chất bôi trơn; àm bút chì đen

- Than c c được dùng àm chất hử trong uyện im để uyện im oại t quặng

- Than gỗ được dùng để chế thu c nổ đen, thu c pháo, chất hấp phụ

- Than mu i được dùng àm chất đ n hi ưu hoá cao su, để sản xuất mực in, xi đánh giày

d rạng th i tự nhiên

- Kim cương và than chì là cacbon ở dạng tự do gần như tinh hiết

- Cacbon c n c trong các hoáng vật như canxit đá vôi, đá hoa, đá phấn đều chứa CaCO3), magiezit (MgCO3), đo omit CaCO3.MgCO3) Dầu mỏ, hí thiên nhiên à

- C nhiều hợp chất của cacbon à những chất đ c chết người như các xyanua), hay cacbon monoxit, CO và m t s các chất c nguồn g c tự nhiên hay tổng hợp hác

2 Cacbon monooxit - CO

a Cấu tạo ph n t và t nh chất vật l

- Cấu tạo của CO à C≡O trong đ c 1 iên ết thu c iểu cho - nhận)

- CO à chất hí, hông màu, hông mùi, hông vị, tan rất ít trong nước và rất bền với nhiệt

- CO à hí đ c vì n ết hợp với hemog obin ở trong máu tạo thành hợp chất bền

àm cho hemog obin mất tác dụng vận chuyển hí O2

+ CO hử oxit của các im oại đứng sau trong dãy hoạt đ ng h a học của

im oại phản ứng xảy ra ở nhiệt đ cao)