SKKN sáng kiến kinh ngiệm một số sáng kiến khi dạy học phần axitsunfuric lớp 10

LỜI MỞ ĐẦU Axit sunfuric là một hóa chất rẻ tiền và được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống như sản xuất phân vô cơ, điều chế các hóa chất khác trong phòng thí nghiệm và tr

A ĐẶT VẤN ĐỀ

I LỜI MỞ ĐẦU

Axit sunfuric là một hóa chất rẻ tiền và được ứng dụng rộng rãi trong công nghiệp và đời sống như sản xuất phân vô cơ, điều chế các hóa chất khác trong phòng thí nghiệm và trong công nghiệp sản xuất chất nổ, tinh chế dầu mỏ , chế tạo chất màu, tẩy gỉ kim loại , làm chất điện li trong acqui chì Để nói về các vai trò của axit sunfuric với ngành công nghiệp thì “axit sunfuric là máu của ngành công nghiệp" Do vậy khi nghiên cứu về axit sunfuric yêu cầu học sinh phải nắm vững

lý thuyết, cụ thể về tính chất hóa học của dung dịch axit sunfuric và nắm được cơ

sở lý thuyết của các ứng dụng của axit sunfuric

Trên thực tế, khi nghiên cứu về dung dịch axit sunfuric, ngoài việc biết ứng dụng của axit , học sinh còn được lưu ý axit sunfuric nhất là ở dạng đặc gây bỏng da, cháy quần áo nếu không cẩn thận khi sử dụng, cùng với suy nghĩ chủ quan rằng axit sunfuric đã được học ở lớp 9 THCS Từ đó dẫn đến tình trạng học sinh ngại học, ngại tìm hiểu về tính chất của axit sunfuric

Từ những lí do trên cùng với thực tiễn dạy học của bản thân, tôi muốn chia

sẻ với đồng nghiệp kinh nghiệm: "Một số kinh nghiệm khi dạy học phần

axitsunfuric lớp 10"

II PHẠM VI ĐỀ TÀI VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Phạm vi đề tài.

- Tập trung vào đối tượng học sinh THPT lớp 10

- Chỉ chủ yếu đề cập đến những vấn đề về có liên quan đến những kiến thức phần axitsunfuric

2 Phương pháp nghiên cứu.

- Điều tra

- Thống kê, phân loại, phân tích, tổng hợp

- Thực nghiệm

- Tích hợp, liên ngành

B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Do khả năng khắc sâu kiến thức còn hạn chế nhất là về tính chất hóa học của dung dịch axit sunfuric loãng và dung dịch axit sunfuric đặc nên khi giải bài tập các

em còn nhiều nhầm lẫn , sai sót , hiệu quả học tập chưa cao

Cụ thể với câu hỏi Viết phương trình phản ứng xảy ra ( nếu có ) khi :

khí B với d (A/ H2) < 17

Các câu hỏi này áp dụng đối với lớp 10B2 và 10B4 thì có kết quả như sau :

Từ thực trạng trên, để củng cố, khắc sâu kiến thức lý thuyết, nâng cao hiệu quả học tập, rèn luyện kỹ năng giải bài tập cho học sinh nhất là bài tập về dung dịch axit sunfuric, tôi đề xuất phân loại lý thuyết và bài tập phần kim loại tác dụng với axitsunfuric.Do thời gian và tài liệu nghiên cứu có giới hạn nên khi thực hiện đề tài này khó tránh khỏi thiếu sót Kính mong hội đồng thẩm định góp ý để đề tài của tôi được hoàn thiện hơn

I I CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN

Để thực hiện đề tài này , tôi phân bài tập phần “ kim loại phản ứng với dung dịch axit sunfuric “ thành ba dạng sau :

- Dạng 1 : Kim loại tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng

- Dạng 2 : Kim loại tác dụng với dung dịch axit sunfuric đặc

- Dạng 3 : Kim loại tác dụng với dung dịch axit sunfuric loãng và đặc

Với mỗi dạng bài tập tôi đưa ra các phần :

- Cơ sở lý thuyết

- Bài tập lý thuyết – Hướng dẫn giải

- Bài tập định lượng – Hướng dẫn giải

1 DẠNG I : KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT SUNFURIC LOÃNG

1.1 Cơ sở lý thuyết

với những kim loại đứng trước hidro trong dãy hoạt động hóa học

- Kim loại có nhiều mức oxi hóa : chỉ bị oxi hóa ở mức oxi hóa thấp nhất

- Thứ tự tác dụng của hỗn hợp kim loại , kim loại nào đứng trước trong dãy hoạt động hóa học sẽ tác dụng trước

1.2 Bài tập

Để học sinh nắm chắc cơ sở lý thuyết sau đây tồi đề xuất một số bài tập dạng định tính

dịch NaOH , lấy kết tủa thu được đung nóng ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được rắn B Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra và cho biết chất B là chất gì ?

Hướng dẫn giải :

- Giáo viên nêu vấn đề : + Sắt có những mức oxi hóa nào ?

+ Sắt tác dụng với H2SO4 loãng thì bị oxi hóa như thế nào ?

- Học sinh giải quyết vấn đề Sắt có các mức oxi hóa : 0; +2 ; +3 bị oxi hóa đến mức oxi hóa thấp (+2) Viết phương trình phản ứng

Fe + H2SO4 FeSO4 + H2

và H2SO4 dư

- Khi dung dịch A được thêm dung dịch NaOH dư , thứ tự phản ứng xảy ra như thế nào ? học sinh tư duy và viết được phản ứng :

2 NaOH + H2SO4 Na2SO4 + 2 H2O

2 Fe(OH)2 + ½ O2 Fe2O3 + 2H2O

Vậy chất rắn B là Fe2O3

các phương trình phản ứng có thể xảy ra ?

Hướng dẫn giải :

- Giáo viên đặt vấn đề : thứ tự tác dụng như thế nào ? khả năng phản ứng ?

- Học sinh giải quyết vấn đề : Chỉ có Na phản ứng vì Cu đứng sau Hidro 2Na + H2SO4 (l) Na2SO4 + H2

Để tăng khả năng vận dụng lý thuyết vào bài tập định lượng , tôi đề xuất một số bài toán

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn

a, Tính phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp Y

dư 10% so với lượng cần thiết

c, Tính nồng độ mol/l các chất trong dung dịch A biết thể tích dung dịch không thay đổi trong quá trình phản ứng

Hướng dẫn giải :

- Giáo viên đặt vấn đề : khả năng phản ứng của Al, Fe , Cu thứ tự tác dụng

- Học sinh sẽ tư duy được : Cu không phản ứng 6,4g chất rắn sau phản ứng

là Cu

Viết phản ứng :

2 Al + 3 H2SO4(l) Al2(SO4)3 + 3H2 (1)

Fe + H2SO4(l) FeSO4 + H2 (2)

- Giáo viên hướng dẫn cho học sinh đặt : x = nAl , y = nFe (x,y > 0 )

Hệ phương trình

Trong đó pt (3) là phương trình khối lượng Fe và Al

Pt (4) là phương trình mol khí H2

b, Giáo viên hướng dẫn :

Từ các phản ứng (1) và (2) n H2SO4( cần dùng ) = 0,4 mol

V H2SO4(cần dùng ) = = 0,4 lít = 400 ml Vậy V H2SO4 (đã lấy ) = 400 + 400 0,1 = 440 ml

c, Để tính được nồng độ mol các chất trong dung dịch A phải biết dung dịch A chứa những chất tan gì

+ Al2(SO4)3 : 0,1 mol

+ FeSO4 : 0,1 mol

CM Al2(SO4)3 = CM FeSO4 = 0.2273 M

CM H2SO4 = 0,0909M

Bài tập 4 : A là kim loại hóa trị 2 Cho kim loại A tác dụng với một lượng vừa đủ

11,74% Xác định kim loại A ?

Hướng dẫn giải :

Phản ứng : A + H2SO4 ASO4 + H2

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tính khối lượng dung dịch muối ?

mdung dịch ASO4 = m A + mdd H2SO4 – m H2

= ( MA + 998 )x gam với x = nA (x>0)

Vận dụng C%dd ASO4 = 11,74 %

MA = 24

Vậy A là kim loại magie

2 DẠNG II : KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT SUNFURIC ĐẶC

2.1 Cơ sở lý thuyết

với cả những kim loại đứng trước và sau hidro trong dãy hoạt động hóa học

nhiệt độ của phản ứng S+6 ( H2SO4) có thể bị khử về S+4 (SO2) , S0, S-2 (H2S)

H2SO4 loãng

2.2 Bài tập

Bài tập 1 : Viết các phương trình phản ứng xảy ra khi

Hướng dẫn giải :

- Fe tác dụng với dung dịch H2SO4 đặc nóng : S+6(H2SO4) S+4(SO2)

Fe + 6H2SO4 (đ) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O

4Mg + 5H2SO4(đ) 4MgSO4+ H2S + 4H2O

3Zn + 4 H2SO4 3ZnSO4 + S + 4H2O

Bài tập 2 : Hỗn hợp A gồm Ag và 1 kim loại X Lấy 4,08g A cho tác dụng hoàn toàn với dung dịch H2SO4 đặc nóng dư thu được 0,896 l khí SO2 (đktc) , trong đó

Hướng dẫn giải :

- Giáo viên hướng dẫn học sinh viết phản ứng

2Ag + 2H2SO4(đ) Ag2SO4 + SO2 + 2H2O (1)

2X + 2n H2SO4(đ) X2(SO4)n+nSO2 + 2nH2O (2) ( với n là hóa trị của X )

Đặt x= nAg , y = nX

Từ đề bài hệ phương trình

Trong đó pt (3) : là phương trình khối lượng hỗn hợp kim loại Ag và X

pt (4) : phương trình tỉ lệ mol

M : là nguyên tử khối của kim loại X

Giải ra được: M= 32n

Biện luận nhận cặp nghiệm : n = 2 , M = 64

Vậy X là Đồng (Cu)

phản ứng thu được một chất khí có thể làm mất màu cánh hoa hồng và dung dịch A chỉ chứa một chất tan là muối Tính m ?

Hướng dẫn giải :

+ Muối có thể là Fe2(SO4)3 cũng có thể là FeSO4

Từ đó các em phải xem xét 2 trường hợp

Chỉ xảy ra phản ứng :

2Fe + 6H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1)

Từ phản ứng (1) và theo đề học sinh tính được

m = mFe = n H2SO4 .56 = 3,73 (g)

Xảy ra phản ứng (1) và phản ứng

Fe + Fe2(SO4)3 3FeSO4 (2)

Từ phản ứng (1) và (2) học sinh tính được

m = mFe = ( n H2SO4 + n Fe2(SO4)3 ) 56 = 0,1 56 = 5,6 g

dung dịch H2SO4 đặc nóng có thể sinh ra Fe2(SO4)3 , FeSO4 hoặc hỗn hợp hai muối này tùy thuộc vào lượng kim loại và axit tham gia phản ứng

a, Tính V0 ?

Hướng dẫn giải :

+ Dung dịch A chứa những chất gì ?

Phản ứng 4Zn + 5H2SO4 4 ZnSO4 + H2S + 4H2O (1)

Biện luận H2SO4 dư , n H2SO4 = 0,25 mol

Như vậy : n H2S = nZn = 0,05 mol

V0 = 0,05 * 22,4 = 1,12 lít

H2SO4 + Ba(OH)2 BaSO4 + 2H2O (2)

ZnSO4+ Ba(OH)2 BaSO4 + Zn(OH)2 (3)

Zn(OH)2 + Ba(OH)2 BaZnO2 + 2 H2O (4)

(tan)

Trường hợp 1 : khối lượng kết tủa lớn nhất chỉ xảy ra phản ứng (2) và (3)

Từ (2) và (3) -> n Ba(OH)2 = n H2SO4 + n ZnSO4 = 0,45 mol

V1 = V Ba(OH)2 = = 0,45 (l)

Trường hợp 2 : khối lượng kết tủa bé nhất xảy ra phản ứng (2) , (3) và (4)

Và n Ba(OH)2 cần lấy ≥ n Ba(OH)2 = 0,45 + 0,2 = 0,65 mol

V1 = V Ba(OH)2 cần lấy ≥ = 0,65 lít

3 DẠNG III : KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH AXIT SUNFURIC LOÃNG VÀ ĐẶC

3.1 Cơ sở lý thuyết

3.2 Bài tập

phương trình phản ứng có thể xảy ra

Hướng dẫn giải :

hai khí trong B

Mkhí 1 < MB < Mkhí 2 hay Mkhí 1 < 32< Mkhí 2

+ B không thể chứa H2S và SO2 vì M H2S >32 và M SO2 > 32

+ B có thể là hỗn hợp : ( SO2 và H2) hoặc ( H2S và H2)

Như vậy các phản ứng có thể xảy ra

Trường hợp 1 :

Mg + 2H2SO4 MgSO4 + SO2 + H2O

Mg + H2SO4 MgSO4 + H2

Trường hợp 2 :

4Mg + 5H2SO4 4MgSO4 + H2S + 4H2O

Mg + H2SO4 MgSO4 + H2

- Qua bài tập này học sinh rút ra được kinh nghiệm làm bài kim loại tác dụng với axit H2SO4 không nhất thiết tạo ra sản phẩm bị khử của S+6(H2SO4) hoặc không nhất thiết tạo ra H2 mà có thể tạo hỗn hợp H2 và các sản phẩm bị khử của S+6(H2SO4)

loãng và đặc

Bài tập 2 : Hỗn hợp X gồm 3 kim loại Al , Fe , Ag Chia 10,38 gam X làm 2 phần bằng nhau

Phần 1 : Tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư thu được 2,352 lít H2 (đktc)

Các phản ứng xảy ra hoàn toàn Tính khối lượng mỗi kim loại trong X ?

Hướng dẫn giải :

thế nào ? Học sinh tư duy và viết phản ứng

Phần 1 :

2Al + 3 H2SO4(l) Al2(SO4)3 + 3H2 (1)

Fe + H2SO4 (l) FeSO4 + H2 ( 2)

Phần 2 :

2Al + 6 H2SO4(đ) Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (3)

2Fe + 6H2SO4(đ) Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (4)

2Ag + 2H2SO4 Ag2SO4 + SO2 + 2H2O (5)

Giáo viên hướng dẫn học sinh đặt : x =nAl , y = nFe , z = nAg trong X (x,y,z > 0)

Hệ phương trình

Nếu đun nóng nước lọc sau phản ứng lại thu được 10,85 gam kết tủa nữa

Hướng dẫn giải :

Qua bài tập 1 ở dạng III ; học sinh vận dụng vào bài tập này và nhận định được X

có thể chứa H2 và SO2 hoặc H2 và H2S

Các phản ứng

Mg + 2H2SO4 MgSO4 + SO2 + 2H2O (1)

Mg + H2SO4 MgSO4+H2 (2)

SO2 + Ba(OH)2 BaSO3 + H2O (3)

SO2+ Ba(OH)2 Ba(HSO3)2 (4)

Giáo viên hướng dẫn học sinh đặt : x = n SO2 , y = n H2 ( x,y >0)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng nguyên tổ lưu huỳnh

- n SO2 = x = n BaSO3 + 2 n Ba(HSO3)2 = n BaSO3(4) + 2 n BaSO3 (5)= 0,2 mol

Từ (1) và (2)  nMg = 0,4 mol và n H2SO4 = 0,6 mol

C% H2SO4 =

-Qua bài tập này học sinh được rèn luyện kỹ năng biện luận bài toán hóa học

II HÌNH THỨC TỔ CHỨC THỰC HIỆN

1 Tổ chức cho học sinh luyện tập trong các tiết luyện tập sau bài học “Axit sunfuric“ theo phân phối chương trình dưới hai hình thức:

- Mỗi dạng cho học sinh làm bài tập tại lớp một số bài còn lại giao bài tập cho học sinh về nhà làm, Giáo viên kiểm tra , đánh giá

- Thực hiện từng dạng trong từng tiết , có kiểm tra đánh giá

2 Tổ chức cho học sinh luyện tập trong các buổi học bồi dưỡng

3 Củng cố lý thuyết sau bài dạy “ axit sunfuric “ và giao bài tập về nhà , có kiểm tra, đánh giá

4 Giao cho học sinh dưới dạng tài liệu tự học sau đó trao đổi , giải trình

C KẾT LUẬN

I KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

Sau khi áp dụng các hình thức tổ chức thực hiện đề tài , khả năng tư duy , khắc sâu kiến thức được nâng lên , các em không còn ngại khi gặp các bài toán về axit sunfuric cụ thể là phần kim loại tương tác với dung dịch axit sunfuric Hiệu quả học tập được nâng lên rõ rệt

Cụ thể , sau khi vận dụng các hình thức thực hiện đề tài chủ yếu là hình thức luyện tập một dạng trong một tiết cho đối tượng là học sinh lớp 10B2, 10B4

Câu hỏi

1 Viết các phương trình phản ứng xảy ra ( có thể ) khi cho kim loại Mg vào dung dịch H2SO4

2 Hỗn hợp A gồm 2 kim loại Al và Cu Chia A làm hai phần bằng nhau :

H2(đktc)

SO2(đktc)

Tính khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp A

Kết quả khảo sát như sau:

Lớp 10B2

(42HS)

Lớp 10B4

(48HS)

II KIẾN NGHỊ, ĐỀ XUẤT

Hóa học là bộ môn học lý thuyết gắn liền với thực hành , việc khắc sâu kiến thức thông qua thí nghiệm thực hành rất hiệu quả Tuy nhiên trong điều kiện của nhà trường chưa thể tiến hành thí nghiệm thì việc khắc sâu kiến thức lý thuyết hóa học thông qua các dạng bài tập là rất quan trọng

Trên đây mới chỉ là một vấn đề nhỏ về thực hiện khắc sâu kiến thức đối với bộ môn hóa học Tôi chỉ mong muốn rằng sẽ có nhiều vấn đề khác của hóa học cũng

được đưa ra dưới dạng phân loại lí thuyết bài tập cụ thể nhằm nâng cao hiệu quả học tập của học sinh làm tài liệu trong quá trình giảng dạy môn học

XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 05 tháng 05 năm 2014

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của tôi viết, không sao chép nội dung của người khác

Tác giả

Đỗ Thị Loan

TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Cao Thị Thiên An, Phương pháp giải bài tập Hóa học THPT

2 Ngô Ngọc An, Câu hỏi và bài tập Hóa học 10

3 Cao Cự Giác, Cơ sở lý thuyết Hóa học THPT

4 Nhiều tác giả, SGK Nâng cao Hóa học 10

5 Nhiều tác giả, Sách Bài tập Hóa học 10