Xây dựng hệ thống bài tập thực nghiệm trong chương trình hóa học 10 THPT

Trong các kì thi đại học, cao đẳng 2014 và THPT quốc gia 2015 vừa qua, thường xuất hiện dạng bài tập mang tính thực nghiệm như: hình vẽ điều chế các chất khí, cách thu khí, tính chất hóa

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT HOẰNG HÓA 3

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM

TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 10

Người thực hiện: Tạ Thu Nguyệt Chức vụ: Giáo viên

SKKN thuộc lĩnh vực (môn): Hóa học

THANH HOÁ NĂM 2016

PHẦN A: MỞ ĐẦU

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Đối với bộ môn Hóa học, thí nghiệm có tác dụng phát triển tư duy, giáo dục thế giới quan và duy vật biện chứng, củng cố niềm tin khoa học của học sinh, giúp hình thành những đức tính tốt của người lao động: cẩn thận, cần cù, ngăn nắp, linh hoạt Trong quá trình dạy học môn Hóa học, tôi nhận thấy bài tập thực nghiệm hóa học có vai trò rất quan trọng: vừa củng cố lí thuyết vừa rèn luyện kĩ năng kĩ xảo thực hành Muốn giải đúng loại bài tập này, học sinh cần phải nắm vững lí thuyết, biết cách phân tích thí nghiệm và có kĩ năng thực hành thí nghiệm Thông qua việc giải bài tập thực nghiệm, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập

Trong các kì thi đại học, cao đẳng 2014 và THPT quốc gia 2015 vừa qua, thường xuất hiện dạng bài tập mang tính thực nghiệm như: hình vẽ điều chế các chất khí, cách thu khí, tính chất hóa học của chất, mặc dù đây là dạng bài tập dễ, nhưng

do tính mới mẻ lại chưa có nhiều tài liệu nghiên cứu nên nhiều học sinh vẫn mất điểm trong loại câu hỏi này

Để dạng bài tập này không còn mang tính trừu tượng khó hiểu, gần gũi hơn với học

sinh và lôi cuốn học sinh khi học, tôi chọn đề tài: “Xây dựng hệ thống bài tập thực

nghiệm trong chương trình Hóa học 10 THPT”, góp phần củng cố kiến thức cho

các em, đặc biệt rất cần thiết đối với học sinh ôn thi THPT quốc gia sắp tới

Với những lí do trên đã thôi thúc tôi nghiên cứu đề tài này, với hi vọng đề tài sẽ

là hành trang giúp cho các em học sinh tự tin hơn, yêu thích môn Hóa học hơn

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Nhiều học sinh khi học môn hóa học, thường chỉ học lí thuyết về tính chất vật lí, các phương trình phản ứng liên quan đến tính chất hóa học, cách điều chế của chất

mà bỏ qua những hình vẽ minh họa trong sách giáo khoa Do đó tôi chọn đề tài trên

là nhằm giúp học sinh của mình hiểu được bản chất cách tiến hành thí nghiệm mang tính thực tiễn cao, từ đó học sinh có thể hiểu rõ cách lắp thí nghiệm hợp lí nhằm các mục đích: an toàn, hiệu quả, tiết kiệm, chống ô nhiễm môi trường Mặt khác, bài tập thực nghiệm lại có tác dụng kích thích tính chủ động, sáng tạo, hứng thú trong môn học Đó là mục đích thôi thúc tôi tìm tòi, nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm trên

III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU.

- Các bài tập hóa học thực nghiệm trong chương trình Hóa học 10 THPT

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU.

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết trong sách giáo khoa và các tài liệu khác có liên quan

- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, nghiên cứu tình hình thực tiễn học tập của học sinh để nắm được mức độ nhận thức của học sinh về dạng bài tập thực nghiệm này

- Phương pháp thống kê, xử lí số liệu

PHẦN B: NỘI DUNG

I CƠ SỞ LÍ LUẬN

Khoa học tự nhiên luôn đề cao vai trò của kết quả thực nghiệm, bởi nó mang tới sự chính xác và niềm tin khoa học Đối với bộ môn Hóa học, thí nghiệm có vai trò hết sức to lớn, bởi lẽ, giai đoạn các em thực hành được coi là bước trung gian để giúp các em có thể chuyển hóa những kiến thức lí thuyết đã học đến gần hơn với thực tế Tuy nhiên, qua thực tiễn giảng dạy tôi nhận thấy rằng: không phải tiết học nào có thí nghiệm cũng đều được thực hiện trên lớp, một tiết học chỉ có 45 phút mà phải nghiên cứu rất nhiều vấn đề liên quan như vị trí, cấu hình electron, tính chất vật lí, tính chất hóa học, phương pháp điều chế… thì việc tiến hành lắp ráp thí nghiệm để nghiên cứu tính chất của một chất hay điều chế chất đó bị hạn chế Do

đó, bài tập dạng thực nghiệm có hình vẽ minh họa có vai trò vô cùng quan trọng trong việc củng cố bài học, giúp học sinh dễ dàng tưởng tượng ra cách tiến hành thí nghiệm cho dù giáo viên và học sinh chưa kịp tiến hành thí nghiệm trên tiết học đó Việc biên soạn dạng bài tập mang tính thực nghiệm là hết sức cần thiết giúp hoàn thiện các năng lực nhận thức của học sinh

II THỰC TRẠNG CỦA VIỆC SỬ DỤNG BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM THỰC NGHIỆM TRONG TRƯỜNG PHỔ THÔNG

1 Thực trạng về giáo viên :

Do dạng bài tập này còn mới mẻ, chưa có nhiều tài liệu đi sâu nên nhiều giáo viên chưa kịp cho học sinh rèn luyện, trải nghiệm

2 Thực trạng về học sinh :

- Đối với học sinh khối 12 đang chuẩn bị cho kì thi THPT quốc gia sắp tới, khi gặp dạng bài tập này thường lúng túng một phần vì đã học từ lớp 10 nên quên kiến thức, phần khác chưa được tiếp xúc thường xuyên, do đó các em thường bị mất điểm dạng bài tập này trong các kì thi thử vừa qua

- Đối với học sinh khối 10, 11 kĩ năng phân tích thí nghiệm còn rất nhiều hạn chế, nhiều em còn chưa hiểu rõ vai trò của các thiết bị, hóa chất thí nghiệm, nên việc làm bài tập trắc nghiệm thực nghiệm sẽ giúp các em hiểu sâu hơn về bản chất của thí nghiệm hóa học

III XÂY DỰNG HỆ THỐNG BÀI TẬP THỰC NGHIỆM TRONG CHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 10 THPT

Câu 1: Hình vẽ dưới đây mô tả thí nghiệm điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm:

Khí Cl2 sinh ra thường lẫn hơi nước và hiđro clorua Để thu được khí Cl2 khô thì bình (1) và bình (2) lần lượt đựng

A Dung dịch H2SO4 đặc và dung dịch NaNO3

B Dung dịch NaCl bão hòa và dung dịch H2SO4 đặc

C Dung dịch H2SO4 đặc và dung dịch AgNO3

D Dung dịch NaOH và dung dịch H2SO4 đặc

Phân tích thí nghiệm:

Phương trình điều chế khí clo trong phòng thí nghiệm:

MnO2 + 4HCl t o

  MnCl2 + Cl2 + 2H2O

- Do khí clo tan được trong nước nên ta không thu khí clo bằng phương pháp đẩy nước mà thu bằng phương pháp đẩy không khí để ngửa bình (do Cl2 không tác dụng với oxi và Cl2 nặng hơn không khí)

- Khí HCl và H2O lẫn trong quá trình điều chế vì dd HCl dùng là dung dịch đậm đặc, dễ bay hơi nên tách ra khỏi dung dịch tạo khí HCl lẫn vào sản phẩm Khi đun nóng, H2O bay hơi một phần tạo hơi H2O, nên sản phẩm ngoài Cl2 còn có HCl và

H2O

- Tại sao bình 1 lại dùng dd NaCl bão hòa mà không dùng dd khác: vì độ háo nước của HCl >NaCl > Cl2 Khi dẫn hỗn hợp sản phẩm vào dd NaCl bão hòa thì HCl hòa tan làm tăng nồng độ Cl- tạo kết tinh NaCl.xH2O, làm giảm khả năng hòa tan của

Cl2

- Vai trò của bình 2 đựng dung dịch H2SO4 đặc: giữ lại hơi nước còn lại ở bình 1

để thu được khí clo khô

- Vai trò của bông tẩm NaOH: ta phải dùng bông để đậy miệng ống mà không dùng nút cao su để khí clo sinh ra đẩy hết không khí trong bình ra ngoài, bông tẩm NaOH để ngăn khí Cl2 thoát ra ngoài không khí gây ô nhiễm môi trường (có thể thay bằng nước vôi trong)

Nhận xét: đáp án B đúng

Câu 2 : Cho hình vẽ mô tả sự điều chế clo trong phòng thí nghiệm dưới đây:

Phát biểu nào sau đây không đúng:

A Không thể thay dung dịch HCl bằng

dung dịch NaCl

B Có thể thay MnO2 bằng KMnO4 hoặc

KClO3

C Dung dịch H2SO4 đặc có vai trò hút

nước, có thể thay H2SO4 bằng CaO

D Khí Clo thu được trong bình nón là khí

Clo khô

Phân tích: từ phân tích thí nghiệm ở câu 1, ta dễ dàng nhận thấy:

Không thể thay H2SO4 bằng CaO vì CaO có khả năng tác dụng với khí clo theo phương trình: CaO + Cl2  CaOCl2

Chọn đáp án C

Câu 3: Cho thí nghiệm sau:

Hiện tượng xảy ra trong thí nghiệm bên là

A Có khí màu vàng sinh ra, đồng thời có kết tủa

B Chỉ có khí màu vàng thoát ra

C Chất rắn KClO3 tan dần

D Cả B và C

Phân tích thí nghiệm :

Đây là thí nghiệm điều chế một lượng nhỏ khí Cl2 trong phòng thí nghiệm để học sinh quan sát hiện tượng, xảy ra phản ứng sau :

KClO3 + 6HCl (đ)  KCl + 3Cl2 + 3H2O

Hiện tượng : có khí màu vàng lục mùi xốc thoát ra, lượng KClO3 tan dần

Chọn đáp án : D

Câu 4:

Trong thí nghiệm ở hình bên người ta dẫn

khí clo mới điều chế từ MnO2 rắn và dung

dịch axit HCl đặc Trong ống hình trụ có

đặt một miếng giấy màu Hiện tượng gì

xảy ra với giấy màu khi lần lượt :

a) Đóng khóa K b) Mở khóa K

A a) Mất màu b) Không mất màu

B a) Không mất màu b) Mất màu

C a) Mất màu b) Mất màu

KClO3

dd HCl đặc

Khãa K

GiÊy mµu

2 4

Dung dÞch

H SO Clo

D a) Không mất màu b) Không mất màu

Phân tích thí nghiệm : hình vẽ trên muốn học sinh phân biệt được tính tẩy màu

của khí clo ẩm và khí clo khô

- Khi đóng khóa K, khí clo vừa mới được điều chế có lẫn hơi nước được dẫn vào dung dịch H2SO4 đặc để hút nước, chỉ còn lại khí clo khô đi qua ống nghiệm có mẩu giấy màu, khí clo khô không có khả năng làm mất màu của giấy

- Khi mở khóa K, lúc này cả khí clo và hơi nước đều đi qua mẩu giấy màu, ta có khí clo ẩm sẽ xảy ra phản ứng sau : Cl2H O2    HCl HClO

Vì sinh ra axit HClO có tính tẩy màu nên làm mất màu mẩu giấy

Đáp án đúng : B

Giáo viên có thể củng cố bài tập này trong khi dạy bài ‘‘Clo’’ – Hóa học 10

Câu 5: Cho sơ đồ điều chế axit clohiđric trong phòng thí nghiệm như sau:

Phát biểu nào sau đây đúng?

A Sơ đồ trên không thể dùng để điều

chế HBr, HI

B Để thu được HCl người ta đun nóng

dung dịch hỗn hợp NaCl và H2SO4

loãng

C Không được sử dụng H2SO4 đặc vì

nếu dùng H2SO4 đặc thì sản phẩm tạo

thành là Cl2

D Để xử lý HCl thoát ra gây ô nhiễm

môi trường, ta dùng bông tẩm dung

dịch NaNO3

Phân tích:

Phương pháp sunfat là cho muối halogenua kim loại tác dụng với axit sunfuric đặc, nóng để điều chế hiđrohalogenua dựa vào tính dễ bay hơi của hiđrohalogenua Phương pháp này chỉ áp dụng để điều chế HF, HCl, không điều chế được HBr và HI

vì axit H2SO4 đặc có tính oxi hóa mạnh còn HBr, HI trong dung dịch là những chất khử, do đó áp dụng phương pháp sunfat sẽ không thu được HBr và HI mà thu được

Br2, I2

Các phương trình phản ứng:

CaF2 + H2SO4 đặc, nóng  CaSO4 + 2HF

NaCl (tt) + H2SO4 đặc, nóng  NaHSO4 + HCl

2NaCl (tt) + H2SO4 đặc, nóng  Na2SO4 + 2HCl

NaBr + H2SO4 đặc, nóng  NaHSO4 + 2HBr

2HBr + H2SO4 đặc, nóng  SO2 + Br2 + 2H2O

NaI + H2SO4 đặc, nóng  NaHSO4 + 2HI

8HI + H2SO4 đặc, nóng  H2S + 4I2 + 4H2O

Đáp án A đúng

Đáp án B sai vì phải dùng H2SO4 đặc

Đáp án C sai vì sản phẩm tạo thành là HCl

Đáp án D sai vì ta dùng bông tẩm dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)2 để hấp thụ HCl, ngăn HCl thoát ra ngoài gây ô nhiễm môi trường

Câu 6 : Cho sơ đồ điều chế axit clohiđric trong phòng thí nghiệm:

Phản ứng xảy ra:

NaCl + H2SO4  NaHSO4 + HCl (1)

2NaCl + H2SO4  Na2SO4 +2HCl (2)

Phát biểu nào sau đây sai:

A Phản ứng thứ nhất xảy ra ở nhiệt

độ không quá 250o C

B Phản ứng thứ hai xảy ra ở nhiệt

độ cao hơn 400o C

C HCl là axit yếu hơn H2SO4 nên bị

đẩy ra khỏi dung dịch muối

D HCl sinh ra sau phản ứng ở dạng

khí được hòa tan vào nước cất ta được

dung dịch axit clohiđric

Phân tích:

Phản ứng xảy ra được là do HCl sinh ra đang ở trạng thái khí không có khả năng tác dụng trở lại với dung dịch H2SO4 đặc

Chọn đáp án C

Câu 7: Khí hidro clorua là chất khí tan rất nhiều trong nước tạo thành dung dịch

axit clohidric Trong thí nghiệm thử tính tan của khí hidroclorua trong nước, có hiện tượng nước phun mạnh vào bình chứa khí như hình vẽ mô tả dưới đây

Nguyên nhân gây nên hiện tượng đó là

A Do khí HCl tác dụng với nước kéo

nước vào bình

B Do HCl tan mạnh làm giảm áp suất

trong bình

C Do trong bình chứa khí HCl ban đầu

khơng cĩ nước

D.Tất cả các nguyên nhân trên đều

đúng

Phân tích thí nghiệm: Lấy một bình thủy tinh trong suốt nạp đầy khí HCl, đậy bình

bằng nút cao su cĩ một ống thủy tinh vuốt nhọn xuyên qua Nhúng một đầu ống thủy tinh vào cốc thủy tinh chứa nước cĩ pha vài giọt dung dịch quỳ tím Một lát sau, nước trong cốc theo ống phun vào bình thành những tia nước mầu đỏ Do khí hidroclorua tan rất nhiều trong nước làm áp suất trong bình giảm và nước bị hút vào bình Quỳ tím bị chuyển thành màu đỏ là do dung dịch HCl cĩ tính axit

Đáp án đúng: B

Câu 8:

Cho TN về tính tan của khi HCl như hình vẽ bên,

trong bình ban đầu chứa khí HCl, trong nước cĩ

nhỏ thêm vài giọt quỳ tím Hiện tượng xảy ra

trong bình khi cắm ống thủy tinh vào nước là

A Nước phun vào bình và chuyển sang màu đỏ

B Nước phun vào bình và chuyển sang màu xanh

C Nước phun vào bình và vẫn cĩ màu tím

D Nước phun vào bình và chuyển thành khơng

màu

Đáp án đúng: A

Câu 9: Cho hình vẽ mơ tả quá trình điều chế dung dịch X trong phịng thí nghiệm

Trong điều kiện thích hợp, dung dịch X

cĩ thể phản ứng được với mấy chất

trong số các chất sau: Na2CO3, Fe3O4,

NaHCO3, K2O, Cu, Al, Al(OH)3, dung

dịch AgNO3?

H2SO4 đặc

NaCl

Bông

HCl (1)

(2)

khí

dd X

Phân tích: Hình vẽ trên mô tả thí nghiệm điều chế khí HCl, dung dịch X thu được

là dung dịch HCl, có thể tác dụng được với các chất sau: Na2CO3, Fe3O4, NaHCO3,

K2O, Al, Al(OH)3, dung dịch AgNO3

Phương trình phản ứng:

Na2CO3 + 2HCl  2NaCl + CO2 + H2O

Fe3O4 + 8HCl  FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O

NaHCO3 + HCl  NaCl + CO2 +H2O

K2O + 2HCl  2KCl + H2O

2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2

Al(OH)3 + 3HCl  AlCl3 + 3H2O

AgNO3 + HCl  AgCl + HNO3

Đáp án đúng: B

Câu 10:

Trong phòng thí nghiệm, người ta

điều chế và thu khí oxi như hình

vẽ dưới đây vì oxi:

A nặng hơn không khí

B nhẹ hơn không khí

C rất ít tan trong nước

D nhẹ hơn nước

Phân tích: Trong phòng thí nghiệm khí oxi được điều chế bằng cách nhiệt phân

những hợp chất giàu oxi, kém bền với nhiệt như KMnO4, KClO3, H2O2…

ở thí nghiệm trên xảy ra phương trình phản ứng:

o

t

2KMnO   K MnO + MnO + O 

Người ta thu khí O2 bằng phương pháp đẩy nước sẽ tinh khiết hơn do khí oxi tan rất

ít trong nước

Đáp án đúng: C

Câu 11:

2

H O

Cho hình vẽ mô tả thí nghiệm điều chế

khí Y từ chất rắn X Khí Y là

A HCl

B Cl2

C O2

D NH3

B Cl2

D NH3

Phân tích:

Điều chế khí Y bằng cách nhiệt phân chất rắn X, thu khí Y bằng phương pháp đẩy nước, khí đó phải tan ít trong nước, khí Y chỉ có thể là oxi Chất rắn X là KMnO4

Phương trình phản ứng:

2KMnO4

o t

  K2MnO4 + MnO2 + O2

Đáp án đúng: C

Câu 12: Cho hình vẽ thu khí như sau:

Những khí nào trong số các khí H2, N2, NH3 , Cl2, CO2, HCl, SO2, H2S

có thể thu được theo cách trên?

A H2, NH3, N2, HCl, CO2

B H2, N2, NH3, CO2

C Cl2, H2S, SO2, CO2, HCl

D Tất cả đáp án trên

Phân tích:

Đây là hình vẽ giúp HS phân biệt được cách thu khí bằng phương pháp đẩy không khí đặt ngửa bình, với cách này dùng để thu khí nặng hơn không khí và không có khả năng tác dụng với oxi không khí ở điều kiện thường

Đáp án đúng: C

Câu 13:

Cho hình vẽ bên về cách thu khí bằng

phương pháp đẩy nước, có thể áp dụng

để thu được những khí nào trong các khí

sau đây:

A H2, N2, O2, CO2, HCl, H2S

B O2, N2, H2, CO2

C NH3, HCl, CO2, SO2, Cl2

D NH3, O2, N2, HCl, CO2

Phân tích: Phương pháp đẩy nước được dùng để thu chất khí tan ít trong nước

Đáp án A loại vì có khí HCl tan nhiều trong nước

Đáp án C, D loại vì chứa khí HCl và NH3 tan nhiều trong nước

Chọn đáp án B

Câu 14 : Các chất khí X, Y, Z, T được điều chế trong phòng thí nghiệm và được

thu theo nguyên tắc theo các hình vẽ dưới đây:

Nhận xét nào sau đây là sai?

C khí Y là cacbonic D khí Z là hidro clorua

Phân tích:

Đáp án A: khí T thu bằng phương pháp đẩy nước nên T phải ít tan trong nước, T là oxi thỏa mãn

Đáp án B: khí X được thu bằng phương pháp đẩy không khí (đặt ngửa bình), khí X phải không tác dụng với oxi không khí ở điều kiện thường và nặng hơn không khí,

X là clo thỏa mãn

Đáp án D: tương tự cách thu khí X, Z là HCl thỏa mãn

Đáp án C: khí Y được thu bằng phương pháp đẩy không khi (đặt úp bình), khí Y phải nhẹ hơn không khí, Y là CO2 không thỏa mãn

Chọn đáp án C

Câu 15: Trong phòng thí nghiệm, khí C được điều chế bằng bộ dụng cụ như hình vẽ:

Khí C có thể là dãy các khí nào sau đây?

A N2O, CO, H2, H2S B NO, CO2, C2H6, Cl2

C NO2, Cl2, CO2, SO2 D N2, CO2, SO2, NH3

Phân tích thí nghiệm: