Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng trong việc giải bài tập hóa học nhằm phát triển năng lực nhận thức cho học sinh trung học phổ thông lớp 12 phần kim loại

Trong thực tế, có nhiều phương pháp giải bài tập hóa, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm riêng, song việc giải bài tập hóa học theo phương pháp tăng giảm khối lượng là một trong những

LỜI CẢM ƠN

Trong quá trình nghiên cứu và thực hiện khóa luận, tôi đã gặp phải những khó khăn nhất định về chuyên môn và phương pháp Nhưng với sự hướng dẫn và giúp đỡ tận tình của cô giáo Thạc sĩ Hoàng Thị Bích Nguyệt tôi đã hoàn thành khóa luận này

Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc và chân thành nhất đến cô giáo Thạc sĩ Hoàng Thị Bích Nguyệt giảng viên khoa Sinh – Hóa

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa, các thầy cô trong khoa Sinh – Hóa đã tạo điều kiện cho tôi để tôi hoàn thành khóa luận tốt nghiệp

Tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ và động viên của các bạn sinh viên tập thể K55 Đại học sư phạm Hóa

Tôi xin chân thành cảm ơn đến các thầy cô giáo và tập thể lớp 12A1 và 12A2

Trường THPT Phù Yên đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi tiến hành thực nghiệm sư phạm

Cuối cùng tôi xin cảm ơn đến các Phòng, Ban khoa Sinh – Hóa, Trung tâm thư viện đã tạo điều kiện thuận lợi nhất định để tôi hoàn thành tốt khóa luận này

Xin chân thành cảm ơn!

Sơn la, tháng 05 năm 2018

Người thực hiện khóa luận

Nguyễn Thị Thắm

MỤC LỤC

PHẦN 1: MỞ ĐẦU 2

I Lý do chọn đề tài 2

II Lịch sử nghiên cứu 3

III Mục đích, nhiệm vụ của đề tài 3

III.1 Mục đích của đề tài 3

III.2 Nhiệm vụ của đề tài 4

IV Đối tượng nghiên cứu 4

V Phương pháp nghiên cứu 4

VI Giả thiết khoa học 4

VII Đóng góp đề tài 4

PHẦN II: NỘI DUNG 5

CHƯƠNG I: NHỮNG CƠ SỞ LÍ LUẬN CHUNG 5

I.1 KHÁI QUÁT VỀ NHẬN THỨC 5

I.1.1 Khái niệm chung về nhận thức 5

I.1.2 Các giai đoạn của nhận thức 5

I.1.3 Các loại nhận thức: 8

I.1.4 Quá trình hình thành và phát triển năng lực nhận thức cho học sinh I.1.4.1 Năng lực nhận thức 9

I.1.4.2 Quá trình hình thành và phát triển năng lực nhận thức cho học sinh 14

I.1.5 Vai trò của bài tập hóa học trong việc phát triển năng lực nhận thức cho học sinh 14

I.2 TỔNG QUAN VỀ PHẦN KIM LOẠI 15

I.2.1 Đặc điểm chung 15

I.2.1.1 Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn 15

I.2.1.2 Cấu tạo nguyên tử kim loại 15

I.2.1.3 Mạng tinh thể kim loại 15

I.2.1.4 Liên kết kim loại 16

I.2.2 Tính chất chung của kim loại 16

I.2.2.1 Tính chất vật lí 16

I.2.2.2 Một số tính chất vật lí khác 17

I.2.2.3 Tính chất hoá học chung của kim loại 17

I.2.3 Điều chế kim loại 19

I.2.3.1 Phương pháp nhiệt luyện 19

I.2.3.2 Phương pháp thủy luyện 19

I.2.3.3 Phương pháp điện phân 20

I.2.4 Dãy điện hóa kim loại 20

I.2.5 Ăn mòn kim loại và phương pháp chống ăn mòn 21

I.2.5.1 Ăn mòn hóa học 21

I.2.5.2 Ăn mòn điện hóa 21

I.2.5.3 Bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn 21

I.3 KHÁI QUÁT VỀ PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG 22

I.3.1 Cơ sở của phương pháp tăng giảm khối lượng 22

I.3.1.1 Nguyên tắc chung 22

I.3.1.2 Phạm vi sử dụng 23

I.3.1.3 Các dạng bài toán thường gặp về phần kim loại 24

I.3.1.4 Các bước giải bài toán 25

I.3.1.5 Bài tập minh họa 25

I.4 VAI TRÒ CỦA PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG TRONG VIỆC PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC NHẬN THỨC CHO HỌC SINH 29

CHƯƠNG 2: MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP ĐIỂN HÌNH 31

II.1 Dạng 1: Bài tập về kim loa ̣i tác dụng với axit 31

II.2 Dạng 2: Bài tập về kim loại tác dụng với dung dịch muối 35

II.3 Dạng 3: Bài tập về muối 40

CHƯƠNG III: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 47

I Mục đích và phương pháp thực nghiệm 47

I.1 Mục đích 47

I.2 Phương pháp 47

II Nội dung thực nghiệm 47

III Tổ chức thực nghiệm sư phạm 47

IV Kết quả thực nghiệm 48

IV.1 Đánh giá chung về tình hình học tập của học sinh 48

IV.2 Đánh giá định lượng 48

VI.3 Đánh giá định tính 51

PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 52

III.1 Kết luận 52

III.2 Khuyến nghị 52

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1

PHỤ LỤC 2

TN

CT CTTQ t°

g đktc

l

Giáo viên Học sinh Trung học phổ thông Sách giáo khoa Phương trình phản ứng Công thức phân tử Công thức cấu tạo Thí nghiệm Công thức Công thức tổng quát Nhiệt độ Gam Điều kiện tiêu chuẩn

Lít

DANH MỤC CÁC BẢNG

Bảng 3.1 Thống kê một số thông tin chung về học sinh ở các lớp làm thực nghiệm: 48

Bảng 3.2 Kết quả bài kiểm tra số 1 48

Bảng 3.3 Kết quả bài kiểm tra số 2 49

Bảng 3.4 Kết quả bài kiểm tra số 3 49

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1.1 Dãy điện hóa của kim loại 20

PHẦN 1: MỞ ĐẦU

I Lý do chọn đề tài

Sự phát triển kinh tế - xã hội trong bối cảnh toàn cầu hóa đặt ra những yêu cầu mới đối với người lao động, do đó cũng đặt ra những yêu cầu mới cho sự nghiệp giáo dục thế hệ trẻ và đào tạo nguồn nhân lực Định hướng quan trọng trong đổi mới phương pháp giáo dục là phát huy tính tích cực, tự lực và sáng tạo, phát triển năng lực hành động, năng lực công tác làm việc của người học Đó cũng là những xu hướng quốc tế trong cải cách phương pháp giáo dục ở nhà trường phổ thông

Nghị quyết Hội nghị Trung ương 8 khóa XI về đổi mới cơ bản, toàn diện GD&ĐT đac khẳng định: “Tiếp tục đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy và học theo hướng hiện đại; phát huy tích cực, chủ động, sáng tạo và vận dụng kiến thức, kỹ năng của người học Tập trung dạy cách học, cách nghĩ, khuyến khích tự học, tạo cơ sở để người học tự cập nhật và đổi mới tri thức, kỹ năng và phát triển năng lực”

Trước những yêu cầu giáo dục ngày càng cao, đó là không ngừng nâng cao chất lượng đại trà và chất lượng mũi nhọn Nhiệm vụ của môn hóa học ở trường phổ thông ngoài việc nắm chắc kiến thức, kỹ năng môn học, còn phải trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức nâng cao, đặc biệt là phương pháp và kỹ năng giải bài tập Đặc thù của môn hóa học là có sự kết hợp giữa lí thuyết với thực nghiệm, việc học tập các cơ sở lí thuyết phải luôn đi đôi với việc vận dụng vào giải bài tập mới nắm vững được kiến thức một cách sâu sắc nhất Mặt khác, số tiết luyện tập trong chương trình lại rất ít, nên việc rèn kĩ năng cho học sinh với giáo viên gặp không ít khó khăn Điều đó, đòi hỏi giáo viên hóa phải có phương pháp dạy học phù hợp để giúp học sinh dễ hiểu, dễ làm, dễ nhớ, dễ vận dụng Trong thực tế, có nhiều phương pháp giải bài tập hóa, mỗi phương pháp đều có những ưu điểm riêng, song việc giải bài tập hóa học theo phương pháp tăng giảm khối lượng là một trong những phương pháp có những ưu điểm như: phù hợp với nhận thức của lứa tuổi học sinh trung học phổ thông, áp dụng được cho nhiều bài toán cả vô cơ và hữu cơ; tránh được việc lập nhiều phương trình, từ đó học sinh không phải giải các phương trình phức tạp; giúp học sinh tìm ra được kết quả của một số bài toán nhanh hơn, mà vẫn đảm bảo độ chính xác

Nội dung phần kim loại rất đa dạng với nhiều dạng bài tập tương đối khó; hơn nữa phần này chiếm một lượng lớn kiến thức trong các đề thi tuyển sinh vào Đại học, Cao đẳng Xuất phát từ thực tiễn đó, với mong muốn giúp các em học sinh ôn tập lại

kiến thức, tăng hứng thú học tập bộ môn, nâng cao chất lượng dạy và học Trong phạm

vi nghiên cứu của đề tài, tôi xin phép trình bày phương pháp tăng giảm khối lượng trong việc giải bài tập hóa học phần kim loại lớp 12

Qua thực tiễn, ở các trường THPT, tôi thấy được nhiều vấn đề mà học sinh còn lúng túng khi làm bài tập đó là: giải quyết các bài toán phải xét nhiều trường hợp, những bài toán phải lập nhiều phương trình, hay những bài tập không biết rõ hiệu suất phản ứng, Hơn nữa, trong các kì thi vào Đại học, Cao đẳng, với hình thức thi trắc nghiệm như hiện nay thì hướng dẫn cho học sinh giải toán theo phương pháp tăng giảm khối lượng

là việc làm rất cần thiết Xuất phát từ thực tế đó, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài:“Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng trong việc giải bài tập hóa học nhằm phát triển năng lực nhận thức cho học sinh trung học phổ thông lớp 12 phần kim loại”

II Lịch sử nghiên cứu

Trong những năm vừa qua, việc nghiên cứu về các phương pháp giải bài tập Hóa học đã có rất nhiều công trình nghiên cứu Đặc biệt là ở trong nước như công trình nghiên cứu của GS.TS Nguyễn Ngọc Quang nghiên cứu lí luận về bài tập Hóa học; PGS.TS Nguyễn Xuân Trường nghiên cứu về các phương pháp giải bài tập Hóa học Mặc dù, đã có rất nhiều công trình nghiên cứu, đề tài nghiên cứu phương pháp tính nhanh, giải bài tập song vẫn chưa đạt được hiệu quả cao

Xuất phát từ đề tài nghiên cứu: :“Sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng trong việc giải bài tập hóa học nhằm phát triển năng lực nhận thức cho học sinh trung học phổ thông” tôi tiến hành nghiên cứu phần kim loại lớp 12 cụ thể hơn, chuyên sâu hơn

Qua đó, nâng cao, tích lũy kiến thức cho HS và quan trọng hơn đó là hành trang, bước đệm

để tôi nâng cao kiến thức cho quá trình học tập sau này Do đó, việc triển khai nghiên cứu

đề tài này là rất cần thiết

III Mục đích, nhiệm vụ của đề tài

III.1 Mục đích của đề tài

- Nghiên cứu cơ sở lí luận của đề tài gồm giải bài tập hóa học theo phương pháp tăng giảm khối lượng

- Nghiên cứu khái quát về năng lực nhận thức và vai trò của bài tập hóa học trong việc phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

- Giúp học sinh sử dụng phương pháp tăng giảm khối lượng một cách linh hoạt, có hiệu quả, góp phần nâng cao chất lượng học tập của học sinh trường THPT

III.2 Nhiệm vụ của đề tài

III.2.1 Nêu được cơ sở lí luận của đề tài

III.2.2 Sưu tầm có chỉnh lí hệ thống các bài tập, đưa ra các phương pháp giải để học sinh thấy rõ vai trò và hiệu quả của phương pháp tăng giảm khối lượng

III.2.3 Tiến hành thực nghiệm sư phạm, từ đó kết luận về tính khả thi của đề tài

IV Đối tượng nghiên cứu

- Học sinh trung học phổ thông (lớp 12)

- Bài tập hóa học vô cơ, hữu cơ và các phương pháp giải bài tập hóa học đặc biệt là phương pháp tăng giảm khối lượng

V Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp lí luận: nghiên cứu tài liệu liên quan đến đề tài

- Phương pháp thực tiễn

- Phương pháp thực nghiệm sư phạm

VI Giả thiết khoa học

Để đạt được kết quả cao trong học tập, các kì thi vấn đề cơ bản là nắm chắc các kiến thức môn học nhằm giải quyết linh hoạt và sang tạo các yêu cầu, vận dụng các kiến thức theo nhiều hướng một cách nhanh chóng có hiệu quả Trong đó phương pháp tăng giảm khối lượng là một trong những phương pháp giải nhanh các bài toán hóa học phổ thông

Nếu học sinh sử dụng thành thạo các phương pháp giải bài tập trong đó có phương pháp tăng giảm khối lượng thì sẽ giúp học sinh vượt qua chướng ngại nhận thức, từ đó nâng cao được hứng thú học tập bộ môn, góp phần nâng cao hiệu quả dạy học

VII Đóng góp đề tài

Đề tài thành công sẽ góp phần nâng cao chất lượng học tập môn hóa học của học sinh Cung cấp nguồn tài liệu thiết thực cho việc giảng dạy của giáo viên, học tập của học sinh ở các trường trung học phổ thông trong giải toán hóa

PHẦN II: NỘI DUNG CHƯƠNG I: NHỮNG CƠ SỞ LÍ LUẬN CHUNG I.1 KHÁI QUÁT VỀ NHẬN THỨC

I.1.1 Khái niệm chung về nhận thức

Theo quan điểm triết học Mác-Lênin, nhận thức được định nghĩa là quá trình phản ánh biện chứng hiện thực khách quan vào trong bộ óc con người, có tính tích cực, năng động, sang tạo, trên cơ sở thực tiễn

Quan niệm trên đây về nhận thức cũng chính là quan niệm duy vật biện chứng

về bản chất của nhận thức Quan niệm này xuất phát tứ bốn nguyên tắc cơ bản sau đây:

- Thừa nhận thế giới vật chất tồn tại khách quan, độc lập với ý thức của con người

- Thừa nhận con người có khả năng nhận thức được thế giới khách quan vào bộ óc của

con người, là hoạt động tìm hiểu khách thể của chủ thể; thừa nhận không có cái gì là không thể nhận thức được mà chỉ có những cái mà con người chưa nhận thức được

- Khẳng định sự phản ánh đó là một quá trình biện chứng, tích cực, tự giác và

sáng tạo Quá trình phản ánh đó diễn ra theo trình tự từ chưa biết đến biết, từ biết ít đến nhiều, từ chưa sâu sắc, chưa toàn diện đến sâu sắc và toàn diện hơn,…

- Coi thực tiễn là cơ sở chủ yếu và trực tiếp nhất của nhận thức; là động lực,

mục đích của nhận thức và là tiêu chuẩn để kiểm tra chân lý

I.1.2 Các giai đoạn của nhận thức

Theo quan điểm của phép tư duy biện chứng, hoạt động nhận thức của con người đi từ trực quan sinh động đến tư duy trừu tượng, và từ tư duy trừu tượng đến thực tiễn Con đường nhận thức đó được thực hiện qua các giai đoạn từ đơn giản đến phức tạp, từ thấp đến cao, từ cụ thể đến trừu tượng, từ hình thức bên ngoài đến bản chất bên trong, như sau:

* Nhận thức cảm tính (hay gọi là trực quan sinh động) là giai đoạn đầu tiên

của quá trình nhận thức Đó là giai đoạn con người sử dụng các giác quan để tác động vào sự vật nhằm nắm bắt sự vật ấy Nhận thức cảm tính gồm các hình thức sau:

Cảm giác: Là hình thức nhận thức cảm tính phản ánh các thuộc tính riêng lẻ

của các sự vật, hiện tượng khi chúng tác động trực tiếp vào các giác quan của con người Cảm giác là nguồn gốc của mọi sự hiểu biết, là kết quả của sự chuyển hoá những năng lượng kích thích từ bên ngoài thành yếu tố ý thức Lênin viết: "Cảm giác

là hình ảnh chủ quan của thế giới khách quan" Nếu dừng lại ở cảm giác thì con người

mới hiểu được thuộc tính cụ thể, riêng lẻ của sự vật Điều đó chưa đủ; bởi vì, muốn hiểu biết bản chất của sự vật phải nắm được một cách tương đối trọn vẹn sự vật Vì vậy nhận thức phải vươn lên hình thức nhận thức cao hơn"

Tri giác: hình thức nhận thức cảm tính phản ánh tương đối toàn vẹn sự vật khi

sự vật đó đang tác động trực tiếp vào các giác quan con người Tri giác là sự tổng hợp các cảm giác So với cảm giác thì tri giác là hình thức nhận thức đầy đủ hơn, phong phú hơn Trong tri giác chứa đựng cả những thuộc tính đặc trưng và không đặc trưng

có tính trực quan của sự vật Trong khi đó, nhận thức đòi hỏi phải phân biệt được đâu

là thuộc tính đặc trưng, đâu là thuộc tính không đặc trưng và phải nhận thức sự vật ngay cả khi nó không còn trực tiếp tác động lên cơ quan cảm giác con người Do vậy nhận thức phải vươn lên hình thức nhận thức cao hơn

Biểu tƣợng: Là hình thức nhận thức cảm tính phản ánh tương đối hoàn chỉnh

sự vật do sự hình dung lại, nhớ lại sự vật khi sự vật không còn tác động trực tiếp vào các giác quan Trong biểu tượng vừa chứa đựng yếu tố trực tiếp vừa chứa đựng yếu tố gián tiếp Bởi vì, nó được hình thành nhờ có sự phối hợp, bổ sung lẫn nhau của các giác quan và đã có sự tham gia của yếu tố phân tích, tổng hợp Cho nên biểu tượng phản ánh được những thuộc tính đặc trưng nổi trội của các sự vật

Giai đoạn này có các đặc điểm:

Phản ánh trực tiếp đối tượng bằng các giác quan của chủ thể nhận thức

Phản ánh bề ngoài, phản ánh cả cái tất nhiên và ngẫu nhiên, cả cái bản chất và không bản chất Giai đoạn này có thể có trong tâm lý động vật

Hạn chế của nó là chưa khẳng định được những mặt, những mối liên hệ bản chất, tất yếu bên trong của sự vật Để khắc phục, nhận thức phải vươn lên giai đoạn cao hơn, giai đoạn lý tính

* Nhận thức lý tính (hay gọi là tư duy trừu tượng) là giai đoạn phản ánh gián

tiếp trừu tượng, khái quát sự vật, được thể hiện qua các hình thức như khái niệm, phán

đoán, suy luận

 Khái niệm: Là hình thức cơ bản của tư duy trừu tượng, phản ánh những đặc

tính bản chất của sự vật Sự hình thành khái niệm là kết quả của sự khái quát, tổng hợp biện chứng các đặc điểm, thuộc tính của sự vật hay lớp sự vật Vì vậy, các khái niệm vừa có tính khách quan vừa có tính chủ quan, vừa có mối quan hệ tác động qua lại với

nhau, vừa thường xuyên vận động và phát triển Khái niệm có vai trò rất quan trọng trong nhận thức bởi vì, nó là cơ sở để hình thành các phán đoán và tư duy khoa học

Phán đoán: Là hình thức tư duy trừu tượng, liên kết các khái niệm với nhau

để khẳng định hay phủ định một đặc điểm, một thuộc tính của đối tượng Thí dụ: "Dân tộc Việt Nam là một dân tộc anh hùng" là một phán đoán vì có sự liên kết khái niệm

"dân tộc Việt Nam" với khái niệm "anh hùng" Theo trình độ phát triển của nhận thức, phán đoán được phân chia làm ba loại là phán đoán đơn nhất (ví dụ: đồng dẫn điện), phán đoán đặc thù (ví dụ: đồng là kim loại) và phán đoán phổ biến (ví dụ: mọi kim loại đều dẫn điện) Ở đây phán đoán phổ biến là hình thức thể hiện sự phản ánh bao quát rộng lớn nhất về đối tượng

Nếu chỉ dừng lại ở phán đoán thì nhận thức chỉ mới biết được mối liên hệ giữa cái đơn nhất với cái phổ biến, chưa biết được giữa cái đơn nhất trong phán đoán này với cái đơn nhất trong phán đoán kia và chưa biết được mối quan hệ giữa cái đặc thù với cái đơn nhất và cái phổ biến Chẳng hạn qua các phán đoán thí dụ nêu trên ta chưa thể biết ngoài đặc tính dẫn điện giống nhau thì giữa đồng với các kim loại khác còn có các thuộc tính giống nhau nào khác nữa Để khắc phục hạn chế đó, nhận thức lý tính phải vươn lên hình thức nhận thức suy luận

Suy luận: Là hình thức tư duy trừu tượng liên kết các phán đoán lại với nhau

để rút ra một phán đoán có tính chất kết luận tìm ra tri thức mới Thí dụ, nếu liên kết phán đoán "đồng dẫn điện" với phán đoán "đồng là kim loại" ta rút ra được tri thức mới "mọi kim loại đều dẫn điện" Tùy theo sự kết hợp phán đoán theo trật tự nào giữa phán đoán đơn nhất, đặc thù với phổ biến mà người ta có được hình thức suy luận quy nạp hay diễn dịch

Ngoài suy luận, trực giác lý tính cũng có chức năng phát hiện ra tri thức mới một cách nhanh chóng và đúng đắn

Giai đoạn này cũng có hai đặc điểm:

Là quá trình nhận thức gián tiếp đối với sự vật, hiện tượng

Là quá trình đi sâu vào bản chất của sự vật, hiện tượng

Nhận thức cảm tính và lý tính không tách bạch nhau mà luôn có mối quan hệ chặt chẽ với nhau Không có nhận thức cảm tính thì không có nhận thức lý tính

Không có nhận thức lý tính thì không nhận thức được bản chất thật sự của sự vật

I.1.3 Các loại nhận thức:

Cơ sở phân loại là:

Theo chủ nghĩa duy vật của Mác và Lênin

* Dựa trên trình độ thâm nhập vào bản chất của đối tượng có thể chia làm 2

loại:

Nhận thức kinh nghiệm hình thành từ sự quan sát trực tiếp các sự vật, hiện

tượng trong tự nhiên, xã hội hay trong các thí nghiệm khoa học Tri thức kinh nghiệm

là kết quả của nó, được phân làm hai loại:

- Tri thức kinh nghiệm thông thường là loại tri thức được hình thành từ sự

quan sát trực tiếp hàng ngày về cuộc sống và sản xuất Tri thức này rất phong phú, nhờ có tri thức này con người có vốn kinh nghiệm sống dùng để điều chỉnh hoạt động hàng ngày

- Tri thức kinh nghiệm khoa học là loại tri thức thu được từ sự khảo sát các thí

nghiệm khoa học, loại tri thức này quan trọng ở chỗ đây là cơ sở để hình thành nhận thức khoa học và lý luận

Hai loại tri thức này có quan hệ chặt chẽ với nhau, xâm nhập vào nhau để tạo nên tính phong phú, sinh động của nhận thức kinh nghiệm

Nhận thức lý luận (gọi tắt là lý luận) là loại nhận thức gián tiếp, trừu tượng

và khái quát về bản chất và quy luật của các sự vật, hiện tượng Nhận thức lý luận có tính gián tiếp vì nó được hình thành và phát triển trên cơ sở của nhận thức kinh nghiệm Nhận thức lý luận có tính trừu tượng và khái quát vì nó chỉ tập trung phản ánh cái bản chất mang tính quy luật của sự vật và hiện tượng Do đó, tri thức lý luận thể hiện chân lý sâu sắc hơn, chính xác hơn và có hệ thống hơn

* Nhận thức kinh nghiệm và nhận thức lý luận là hai giai đoạn nhận thức khác nhau, có quan hệ biện chứng với nhau Trong đó nhận thức kinh nghiệm là cơ sở của nhận thức lý luận Nó cung cấp cho nhận thức lý luận những tư liệu phong phú, cụ thể Vì

nó gắn chặt với thực tiễn nên tạo thành cơ sở hiện thực để kiểm tra, sửa chữa, bổ sung cho

lý luận và cung cấp tư liệu để tổng kết thành lý luận Ngược lại, mặc dù được hình thành

từ tổng kết kinh nghiệm, nhận thức lý luận không xuất hiện một cách tự phát từ kinh nghiệm Do tính độc lập tương đối của nó, lý luận có thể đi trước những sự kiện kinh nghiệm, hướng dẫn sự hình thành tri thức kinh nghiệm có giá trị, lựa chọn kinh nghiệm

hợp lý để phục vụ cho hoạt động thực tiễn Thông qua đó mà nâng những tri thức kinh nghiệm từ chỗ là cái cụ thể, riêng lẻ, đơn nhất trở thành cái khái quát, phổ biến

Theo học thuyết của chủ nghĩa Mác-lenin, nắm vững bản chất, chức năng của từng loại nhận thức đó cũng như mối quan hệ biện chứng giữa chúng có ý nghĩa phương pháp luận quan trọng trọng việc đấu tranh khắc phục bệnh kinh nghiệm chủ nghĩa và bệnh giáo điều

* Dựa vào tính tự phát hay tự giác của sự xâm nhập vào bản chất của sự vật chia thành:

- Nhận thức thông thường (hay nhận thức tiền khoa học) là loại nhận thức

được hình thành một cách tự phát, trực tiếp từ trong hoạt động hàng ngày của con người Nó phản ánh sự vật, hiện tượng xảy ra với tất cả những đặc điểm chi tiết, cụ thể

và những sắc thái khác nhau của sự vật Vì vậy, nhận thức thông thường mang tính phong phú, nhiều vẻ và gắn với những quan niệm sống thực tế hàng ngày Vì thế, nó thường xuyên chi phối hoạt động của con người trong xã hội Thế nhưng, nhận thức thông thường chủ yếu vẫn chỉ dừng lại ở bề ngoài, ngẫu nhiên tự nó không thể chuyển thành nhận thức khoa học được

- Nhận thức khoa học là loại nhận thức được hình thành một cách tự giác và

gián tiếp từ sự phản ánh đặc điểm bản chất, những quan hệ tất yếu của các sự vật Nhận thức khoa học vừa có tính khách quan, trừu tượng, khái quát lại vừa có tính hệ thống, có căn cứ và có tính chân thực Nó vận dụng một cách hệ thống các phương pháp nghiên cứu và sử dụng cả ngôn ngữ thông thường và thuật ngữ khoa học để diễn

tả sâu sắc bản chất và quy luật của đối tượng nghiên cứu Vì thế nhận thức khoa học có vai trò ngày càng to lớn trong hoạt động thực tiễn, đặc biệt trong thời đại khoa học và công nghệ

I.1.4 Quá trình hình thành và phát triển năng lực nhận thức cho học sinh I.1.4.1 Năng lực nhận thức

- Năng lực nhận thức là năng lực trí tuệ của con người được biểu hiện dưới nhiều góc độ khác nhau

- Các biểu hiện của năng lực nhận thức:

+ Mặt nhận thức: nhanh hiểu, nhanh biết, suy xét tìm ra các quy luật trong các hiện tượng một cách nhanh chóng

+ Khả năng tưởng tượng: óc tưởng tượng phong phú …

+ Qua hành động: nhanh trí, tháo vát, linh hoạt…

+ Qua phẩm chất: óc tò mò, lòng say mê, hứng thú…

- Nghị quyết số 88 ngày 28/11/2014 của Quốc hội về đổi mới Chương trình, sách

giáo khoa giáo dục phổ thông đã quy định: “Mục tiêu giáo dục phổ thông là 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.”

Để thực hiện mục tiêu này, giáo dục phổ thông cần “Nâng cao chất lượng

giáo dục toàn diện, chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống văn hóa, lịch sử, 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”

- Giáo dục phổ thông cần hình thành, phát triển ở học sinh 8 năng lực chính:

c) Nhận ra và điều chỉnh những sai sót, hạn chế của bản thân khi thực hiện các nhiệm vụ học tập thông qua lời góp ý của GV, bạn bè; chủ động tìm kiếm sự hỗ trợ của người khác khi gặp khó khăn trong học tập

2 Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo

a) Phân tích được tình huống trong học tập; phát hiện và nêu được tình huống

e) Hình thành ý tưởng dựa trên các nguồn thông tin đã cho; đề xuất giải pháp cải tiến hay thay thế các giải pháp không còn phù hợp; so sánh và bình luận được về các giải pháp đề xuất

f) Suy nghĩ và khái quát hoá thành tiến trình khi thực hiện một công việc nào đó; tôn trọng các quan điểm trái chiều; áp dụng điều đã biết vào tình huống tương tự với những điều chỉnh hợp lý

g) Hứng thú, tự do trong suy nghĩ; chủ động nêu ý kiến; không quá lo lắng về tính đúng sai của ý kiến đề xuất; phát hiện yếu tố mới, tích cực trong những ý kiến khác

3 Năng lực thẩm mỹ

a) Nhận ra cái đẹp: Có cảm xúc và chính kiến cá nhân trước hiện tượng trong

tự nhiên, đời sống xã hội và nghệ thuật

b) Diễn tả, giao lưu thẩm mỹ: Giới thiệu được, tiếp nhận có chọn lọc thông tin

trao đổi về biểu hiện của cái đẹp trong tự nhiên, trong đời sống xã hội, trong nghệ thuật và trong tác phẩm của mình, của người khác

c) Tạo ra cái đẹp: Diễn tả được ý tưởng của mình theo chủ đề sáng tác, sử dụng

công cụ, kỹ thuật và vật liệu sáng tác phù hợp trong sáng tác mỹ thuật

4 Năng lực thể chất

a) Sống thích ứng và hài hòa với môi trường: Nêu được cơ sở khoa học của chế

độ dinh dưỡng, sinh hoạt, các biện pháp giữ gìn vệ sinh, phòng bệnh, bảo vệ sức khoẻ;

tự vệ sinh cá nhân đúng cách, lựa chọn cách ăn, mặc, hoạt động phù hợp với thời tiết

và đặc điểm phát triển của cơ thể; thực hành giữ gìn vệ sinh môi trường sống xanh, sạch, không ô nhiễm

b) Rèn luyện sức khoẻ thể lực: Thường xuyên, tự giác tập luyện thể dục, thể

thao; lựa chọn tham gia các hoạt động thể dục, thể thao phù hợp với tăng tiến về sức khoẻ, thể lực, điều kiện sống và học tập của bản thân và cộng đồng

c) Nâng cao sức khoẻ tinh thần: Lạc quan và biết cách thích ứng với những điều

kiện sống, học tập, lao động của bản thân; có khả tự điều chỉnh cảm xúc cá nhân, chia

sẻ, cảm thông với mọi người và tham gia cổ vũ động viên người khác

5 Năng lực hợp tác

a) Chủ động đề xuất mục đích hợp tác khi được giao các nhiệm vụ; xác định được loại công việc nào có thể hoàn thành tốt nhất bằng hợp tác theo nhóm với quy

mô phù hợp;

b) Biết trách nhiệm, vai trò của mình trong nhóm ứng với công việc cụ thể; phân tích nhiệm vụ của cả nhóm để nêu được các hoạt động phải thực hiện, trong đó tự đánh giá được hoạt động mình có thể đảm nhiệm tốt nhất để tự đề xuất cho nhóm phân công;

c) Nhận biết được đặc điểm, khả năng của từng thành viên cũng như kết quả làm việc nhóm; dự kiến phân công từng thành viên trong nhóm các công việc phù hợp;

d) Chủ động và gương mẫu hoàn thành phần việc được giao, góp ý điều chỉnh thúc đẩy hoạt động chung; chia sẻ, khiêm tốn học hỏi các thành viên trong nhóm;

e) Biết dựa vào mục đích đặt ra để tổng kết hoạt động chung của nhóm; nêu mặt được, mặt thiếu sót của cá nhân và của cả nhóm

6 Năng lực sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông ( ICT )

a) Sử dụng đúng cách các thiết bị ICT để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể; nhận biết các thành phần của hệ thống ICT cơ bản; sử dụng được các phần mềm hỗ trợ học tập thuộc các lĩnh vực khác nhau; tổ chức và lưu trữ dữ liệu vào các bộ nhớ khác nhau, tại thiết bị và trên mạng

b) Xác định được thông tin cần thiết để thực hiện nhiệm vụ học tập; tìm kiếm được thông tin với các chức năng tìm kiếm đơn giản và tổ chức thông tin phù hợp; đánh giá sự phù hợp của thông tin, dữ liệu đã tìm thấy với nhiệm vụ đặt ra; xác lập mối liên hệ giữa kiến thức đã biết với thông tin mới thu thập được và dùng thông tin đó để giải quyết các nhiệm vụ học tập và trong cuộc sống;

7 Năng lực giao tiếp

- Sử dụng tiếng việt :

a) Nghe hiểu nội dung chính hay nội dung chi tiết các bài đối thoại, chuyện kể, lời giải thích, cuộc thảo luận; nói chính xác, đúng ngữ điệu và nhịp điệu, trình bày được nội dung chủ đề thuộc chương tŕnh học tập; đọc hiểu nội dung chính hay nội dung chi tiết các văn bản, tài liệu ngắn; viết đúng các dạng văn bản về những chủ đề quen thuộc hoặc cá nhân ưa thích; viết tóm tắt nội dung chính của bài văn, câu chuyện ngắn;

b) Phát âm đúng nhịp điệu và ngữ điệu; hiểu từ vựng thông dụng được thể hiện trong hai lĩnh vực khẩu ngữ và bút ngữ, thông qua các ngữ cảnh có nghĩa; phân tích được cấu trúc và ý nghĩa giao tiếp của các loại câu trần thuật, câu hỏi, câu mệnh lệnh,

câu cảm thán, câu khẳng định, câu phủ định, câu đơn, câu ghép, câu phức, câu điều kiện;

c) Có vốn từ vựng tương đối phong phú cho học tập và giao tiếp hàng ngày; sử dụng tương đối linh hoạt và có hiệu quả các kiểu câu khác nhau; nói rõ ràng, mạch lạc,

tự tin và đúng ngữ điệu; kể được các câu chuyện ngắn, đơn giản về các chủ đề khác nhau; trình bày được nội dung chủ đề thuộc chương trình học tập; biết trình bày và bảo vệ quan điểm, suy nghĩ của mình; kết hợp lời nói với động tác cơ thể và các phương tiện hỗ trợ khác…;

d) Nghe hiểu nội dung chính hay nội dung chi tiết các bài đối thoại, chuyện kể, lời giải thích, cuộc thảo luận; có thái độ tích cực trong khi nghe; có phản hồi phù hợp,

- Sử dụng ngôn ngữ : Đạt năng lực bậc 2 về 1 ngoại ngữ

- Xác định mục đích giao tiếp: Bước đầu biết đặt ra mục đích giao tiếp và hiểu được vai trò quan trọng của việc đặt mục tiêu trước khi giao tiếp

- Thể hiện thái độ giao tiếp: Khiêm tốn, lắng nghe tích cực trong giao tiếp; nhận ra được bối cảnh giao tiếp, đặc điểm, thái độ của đối tượng giao tiếp

- Lựa chọn nội dung và phương thức giao tiếp: Diễn đạt ý tưởng một cách tự tin; thể

8 Năng lực tính toán

a) Sử dụng được các phép tính (cộng, trừ, nhân, chia, luỹ thừa, khai căn) trong học tập và trong cuộc sống; hiểu và có thể sử dụng các kiến thức, kĩ năng về đo lường, ước tính trong các tình huống quen thuộc

b) Sử dụng được các thuật ngữ, kí hiệu toán học, tính chất các số và của các hình hình học; sử dụng được thống kê toán học trong học tập và trong một số tình huống đơn giản hàng ngày; hình dung và có thể vẽ phác hình dạng các đối tượng, trong môi trường xung quanh, nêu được tính chất cơ bản của chúng

c) Hiểu và biểu diễn được mối quan hệ toán học giữa các yếu tố trong các tình huống học tập và trong đời sống; bước đầu vận dụng được các bài toán tối ưu trong học tập và trong cuộc sống; biết sử dụng một số yếu tố của lôgic hình thức để lập luận

và diễn đạt ý tưởng

d) Sử dụng được các dụng cụ đo, vẽ, tính; sử dụng được máy tính cầm tay trong học tập cũng như trong cuộc sống hàng ngày; bước đầu sử dụng máy vi tính để tính toán trong học tập

Từ các năng lực chung, mỗi môn học xác định những năng lực cá biệt và những yêu cầu đặt ra cho từng môn học, từng hoạt động giáo dục

I.1.4.2 Quá trình hình thành và phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

- Quá trình hình thành và phát triển năng lực nhận thức cho học sinh trung học

phổ thông là học sinh hình thành và phát triển năng lực nhận thức theo định hướng của

giáo viên

- Giáo viên lựa chọn con đường hình thành những kiến thức bộ môn phù hợp

với quy luật logic và tổ chức các quá trình học tập cho từng giai đoạn, xuất hiện tình huống bắt buộc học sinh phải thực hiện các thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic mới có thể giải quyết được vấn đề và hoàn thành nhiệm vụ học tập

- Giáo viên đưa ra những câu hỏi để định hướng cho học sinh tìm các thao tác

tư duy hay phương pháp suy luận thích hợp cho mỗi loại bài cụ thể

- Giáo viên phân tích các câu trả lời của học sinh, chỉ ra chỗ sai xót khi thực

hiện các thao tác tư duy, phương pháp suy luận và hướng dẫn cách sửa chữa

- Giáo viện giúp học sinh khái quát kinh nghiệm thực hiện suy luận logic dưới

một số quy tắc, quy luật đặc thù đơn giản cho học sinh làm quen với kiểu mẫu suy luận logic được lặp lại nhiều lần Trong trường hợp phải xây dựng chuỗi lập luận logic phức tạp, giáo viên phải xây dựng hệ thống câu hỏi định lượng cho học sinh trước khi hành động

I.1.5 Vai trò của bài tập hóa học trong việc phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

Bài tập hóa học là dạng bài gồm những bài toán, những câu hỏi bắt buộc học sinh vận dụng kiến thức đã lĩnh hội được để giải quyết Ngoài ra bài tập hóa học được xem là một phương tiện then chốt trong quá trình dạy học, dùng để khai thác kiến thức, củng cố kiến thức hình thành kĩ năng, kĩ xảo cho học sinh, kiểm tra và đánh giá chất lượng học tập của học sinh; nó giúp cho thầy và trò điều chỉnh được việc dạy và học nhằm đạt kết quả cao hơn Như vậy, có thể coi bài tập là “vũ khí” sắc bén cho giáo viên, học sinh trong quá trình dạy học nhằm nâng cao chất lượng đào tạo Với ý nghĩa

đó việc xây dựng hệ thống bài tập nhằm củng cố kiến thức cho học sinh Với mục đích khi giải bài tập học sinh phải nhớ lại kiến thức đã học, phải đào sâu một khía cạnh nào

đó hoặc tổ hợp huy động kiến thức để giải bài tập Tất cả các thao tác đó góp phần củng cố, khắc sâu mở rộng kiến thức cho học sinh Thông qua việc vận dụng kiến thức

vào giải bài tập, học sinh sẽ nắm vững kiến thức một cách sâu sắc, rèn trí thong minh

và phát triển khả năng nhận thức, tư duy sang tạo cho học sinh

Việc xây dựng hệ thống bài tập theo các phương pháp giải nhanh là một trong những biện pháp giúp học sinh phát triển khả năng nhận thức khi giải một bài toán hóa học Vì vậy, việc lựa chọn xây dựng và hệ thống bài theo mục đích dạy học hóa học của giáo viên có vai trò nâng cao hiệu quả của quá trình dạy học, phát triển năng lực nhận thức cho học sinh trung học phổ thông

I.2 TỔNG QUAN VỀ PHẦN KIM LOẠI

I.2.1 Đặc điểm chung

I.2.1.1 Vị trí của kim loại trong bảng tuần hoàn

Hơn 80% các nguyên tố hóa học là kim loại Trong bảng tuần hoàn, kim loại gồm:

- Các nguyên tố s thuộc nhóm IA và IIA (trừ H, He)

- Các nguyên tố p thuộc nhóm IIIA (trừ Bo), Sn, Pb (nhóm IVA), Bi (nhóm VA) và Po (nhóm VIA)

- Tất cả các nguyên tố d (thuộc các nhóm B)

- Tất cả các nguyên tố f (thuộc họ Lantan và họ Actini)

→ Kim loại tập trung ở phía dưới và bên trái của bảng tuần hoàn

I.2.1.2 Cấu tạo nguyên tử kim loại

- Nguyên tử kim loại có ít e ở lớp ngoài cùng: thường từ 1 đến 3e

- Bán kính nguyên tử lớn và điện tích hạt nhân nhỏ so với các phi kim trong cùng chu kì

- Năng lượng ion hóa thấp và độ âm điện nhỏ so với các phi kim cùng chu kỳ

I.2.1.3 Mạng tinh thể kim loại

1 Mạng tinh thể kim loại

- Trong tinh thể kim loại, nguyên tử và ion kim loại nằm ở những nút của mạng tinh thể Các electron hoá trị liên kết yếu với hạt nhân nên dễ tách khỏi nguyên tử và chuyển động tự do trong mạng tinh thể

Đa số các kim loại tồn tại dưới ba kiểu mạng tinh thể phổ biến sau :

a) Mạng tinh thể lục phương

Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 74%, còn lại 26% là các khe rỗng Thuộc loại này có các kim loại : Be, Mg, Zn,

b) Mạng tinh thể lập phương tâm diện

Các nguyên tử, ion kim loại nằm trên các đỉnh và tâm các mặt của hình lập phương Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chiếm 74%, còn lại 26% là các khe rỗng Thuộc loại này có các kim loại : Cu, Ag, Au, Al,

c) Mạng tinh thể lập phương tâm khối

Các nguyên tử, ion dương kim loại nằm trên các đỉnh và tâm của hình lập phương Trong tinh thể, thể tích của các nguyên tử và ion kim loại chỉ chiếm 68%, còn lại 32% là các khe rỗng Thuộc loại này có các kim loại : Li, Na, K, V, Mo,

I.2.1.4 Liên kết kim loại

- Liên kết kim loại là liên kết được hình thành giữa các nguyên tử và ion kim loại trong mạng tinh thể do sự tham gia của các electron tự do

I.2.2 Tính chất chung của kim loại

I.2.2.1 Tính chất vật lí

1 Tính dẻo

- Khác với phi kim, kim loại có tính dẻo : dễ rèn, dễ dát mỏng và dễ kéo sợi Vàng là kim loại có tính dẻo cao, có thể dát thành lá mỏng đến mức ánh sáng có thể xuyên qua

- Kim loại có tính dẻo là vì các ion dương trong mạng tinh thể kim loại có thể trượt lên nhau dễ dàng mà không tách ra khỏi nhau nhờ những electron tự do chuyển động dính kết chúng với nhau

2 Tính dẫn điện

- Khi đặt một hiệu điện thế vào hai đầu dây kim loại, những electron tự do trong kim loại sẽ chuyển động thành dòng có hướng từ cực âm đến cực dương, tạo thành dòng điện Kim loại dẫn điện tốt nhất là Ag, sau đó đến Cu, Au, Al, Fe,…

- Nhiệt độ của kim loại càng cao thì tính dẫn điện của kim loại càng giảm do ở nhiệt độ cao, các ion dương dao động mạnh cản trở dòng electron chuyển động

3 Tính dẫn nhiệt

- Tính dẫn nhiệt của các kim loại cũng được giải thích bằng sự có mặt các electron tự do trong mạng tinh thể

- Các electron trong vùng nhiệt độ cao có động năng lớn, chuyển động hỗn loạn

và nhanh chóng sang vùng có nhiệt độ thấp hơn, truyền năng lượng cho các ion dương

ở vùng này nên nhiệt lan truyền được từ vùng này đến vùng khác trong khối kim loại

Thường các kim loại dẫn điện tốt cũng dẫn nhiệt tốt

+ d < 5: kim loại nhẹ (K, Na, Mg, Al)

+ d > 5: kim loại nặng (Zn, Fe )

- Nhiệt độ nóng chảy: biến đổi từ -390C (Hg) đến 34100C (W) Thường thì: + t° < 10000C: kim loại dễ nóng chảy

I.2.2.3 Tính chất hoá học chung của kim loại

Trong một chu kì, nguyên tử của các nguyên tố kim loại có bán kính tương đối lớn hơn và điện tích hạt nhân nhỏ hơn so với phi kim, số electron hoá trị ít, lực liên kết với hạt nhân của những electron này tương đối yếu nên chúng dễ tách khỏi nguyên tử

Vì vậy, tính chất hoá học chung của kim loại là tính khử M → Mn+ + ne

1 Tác dụng với phi kim

+ Các kim loại từ Pb → Hg không cháy nhưng tạo thành màng oxit trên bề

mặt

+ Các kim loại từ Ag → Au không cháy và không tạo thành lớp màng oxit trên bề

mặt

- Phản ứng với oxi của kim loại phụ thuộc vào bề mặt của lớp oxit tạo thành:

nếu bề mặt không khít thì phản ứng hoàn toàn; nếu bề mặt khít thì chỉ phản ứng ở trên

c Với các phi kim khác

- Các kim loại còn phản ứng được với nhiều phi kim khác như Br2, I2, S

3 Tác dụng với dung dịch axit

a Với các dung dịch axit HCl, H 2 SO 4 loãng, H 3 PO 4 (H + )

Chỉ kim loại đứng trước H2 mới có phản ứng → muối + H2

Fe + H2SO4 loãng → FeSO4 + H2

Chú ý: Na, K, Ba, Ca… khi cho vào ddịch axit thì phản ứng với H+ trước, nếu

dư thì phản ứng với H2O Pb đứng trước nhưng không tác dụng với HCl và

H2SO4 loãng do tạo muối khó tan bám trên mặt cản trở phản ứng

b Tác dụng với dung dịch các axit có tính oxi hóa mạnh HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng

- Hầu hết các kim loại đều có phản ứng (trừ Au, Pt) tạo thành muối (KL có hóa trị cao nhất) + H2O + sản phẩm được hình thành từ sự khử S+6 hoặc N+5

- Al, Fe, Cr thụ động với H2SO4 đặc nguội và HNO3 đặc nguội

4 Tác dụng với dung dịch muối

- Với Na, K, Ca và Ba phản ứng với nước trước sau đó dung dịch kiềm tạo thành sẽ phản ứng với muối

- Với các kim loại không tan trong nước, kim loại hoạt động (đứng trước) đẩy được kim loại kém hoạt động (đứng sau) ra khỏi dung dịch muối của chúng theo quy tắc α

Fe + CuSO4 → FeSO4 + Cu

Chú ý: 2Fe3+ + Fe → 3Fe2+

Cu + 2Fe3+ → Cu2+ + 2Fe2+

Fe2+ + Ag+ → Ag + Fe3+

5 Phản ứng với dung dịch kiềm

- Các kim loại tan trong nước: Na, K, Ca và Ba tác dụng với nước có trong dung dịch

- Một số kim loại có hiđroxit tương ứng là chất lưỡng tính tác dụng với dung dịch bazơ

Al + H2O + NaOH → NaAlO2 + 3

2H2 2Al + 6H2O + 2NaOH → 2Na[AlOH]4 + 3H2

I.2.3 Điều chế kim loại

I.2.3.1 Phương pháp nhiệt luyện

- Nguyên tắc: dùng chất khử CO, C, Al, H2 khử oxit kim loại ở nhiệt độ cao

- Phạm vi sử dụng: thường dùng trong công nghiệp với kim loại sau Al

I.2.3.2 Phương pháp thủy luyện

- Nguyên tắc: Dùng dung dịch thích hợp (HCl, HNO3, nước cường toan, CN-…) hòa tan nguyên liệu sau đó lấy kim loại mạnh (không tan trong nước) đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch của nó

- Phạm vi sử dụng: thường dùng trong phòng thí nghiệm để điều chế các kim loại sau Mg (thường là kim loại yếu)

I.2.3.3 Phương pháp điện phân

a Điện phân nóng chảy

- Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại trong chất điện li nóng chảy (muối halogenua, oxit, hidroxit)

- Phạm vi sử dụng: có thể dùng để điều chế tất cả các kim loại nhưng thường dùng với kim loại mạnh: K, Na, Mg, Ca, Ba và Al

b Điện phân dung dịch

- Nguyên tắc: Dùng dòng điện một chiều khử ion kim loại yếu trong dung dịch muối của nó

- Phạm vi sử dụng: Dùng điều chế các kim loại yếu

I.2.4 Dãy điện hóa kim loại

- Dãy điện hóa là một dãy các cặp oxi hóa - khử được xếp theo chiều tính oxi hóa của dạng oxi hóa tăng dần và tính khử của dạng khử giảm dần Dãy điện hóa được xây dựng từ thực nghiệm Thế điện cực của các cặp oxi hóa - khử tăng dần từ trái sang phải Dựa vào dãy điện hóa chúng ta có thể dự đoán chiều hướng phản ứng giữa các cặp oxi hóa - khử, tính được suất điện động của pin điện tạo thành từ các cặp oxi hóa - khử, so sánh được tính chất của các cặp oxi hóa - khử

Hình 1.1 Dãy điện hóa của kim loại

- Ý nghĩa: Dãy điện hóa của kim loại cho phép dự đoán chiều của phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa – khử theo quy tắc anpha: Phản ứng giữa 2 cặp oxi hóa – khử sẽ xảy ra theo chiều chất oxi hóa mạnh hơn sẽ oxi hóa chất khử mạnh hơn, sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn

I.2.5 Ăn mòn kim loại và phương pháp chống ăn mòn

- Ăn mòn kim loại là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim dưới tác dụng của môi trường xung quanh

- Ăn mòn kim loại gồm ăn mòn hóa học và ăn mòn điện hóa

I.2.5.1 Ăn mòn hóa học

- Nguyên nhân: do kim loại có phản ứng hóa học trực tiếp với các chất ở môi trường xung quanh

- Điều kiện: kim loại được đặt trong môi trường có chứa chất oxi hóa mà kim loại có thể tham gia phản ứng thường là chất khí, hơi nước, dung dịch axit

- Bản chất: là phản ứng oxi hóa - khử trong đó kim loại đóng vai trò chất khử Electron chuyển trực tiếp từ kim loại vào môi trường

I.2.5.2 Ăn mòn điện hóa

- Ăn mòn điện hóa là sự phá hủy kim loại hoặc hợp kim do tiếp xúc với dung dịch chất điện li tạo nên dòng điện

- Điều kiện xảy ra sự ăn mòn điện hóa:

+ Có 2 điện cực khác nhau về bản chất (kim loại + kim loại; kim loại + phi kim; kim loại + hợp chất)

+ 2 điện cực phải được tiếp xúc điện với nhau

+ 2 điện cực cùng được tiếp xúc với dung dịch chất điện li (không khí ẩm)

- Cơ chế của quá trình ăn mòn điện hóa:

+ Kim loại mạnh đóng vai trò là cực âm (anot)

+ Kim loại yếu hơn hoặc phi kim đóng vai trò cực dương(catot)

+ Tại cực âm, kim loại mạnh bị ăn mòn (bị oxi hóa) M → Mn+ + ne

+ Tại cực dương, môi trường bị khử:

- Môi trường axit: 2H+ + 2e → H2

- Môi trường trung tính, bazơ: 2H2O + O2 + 4e → 4OH

(phản ứng phụ): Mn+ + nOH- → M(OH)n (tạo gỉ)

- Bản chất của ăn mòn điện hóa: là sự oxi hóa kim loại ở cực âm và sự khử môi trường ở cực dương Electron được chuyển từ kim loại mạnh sang kim loại yếu (hoặc phi kim) rồi vào môi trường

I.2.5.3 Bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn

Để bảo vệ kim loại khỏi sự ăn mòn có thể sử dụng các phương pháp sau:

- Cách li kim loại với môi trường: sơn, mạ, tráng, nhúng nhựa

- Dùng chất kìm hãm

- Tăng khả năng chịu đựng: hợp kim chống gỉ

- Phương pháp điện hóa: dùng kim loại mạnh hơn kim loại ở cực âm không tác dụngvới nước gắn vào vật bị ăn mòn phần chìm trong dung dịch điện li

I.3 KHÁI QUÁT VỀ PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG

Từ năm học 2006 – 2007 Bộ giáo dục và đào tạo đã chuyển đổi hình thức thi tự luận sang thi trắc nghiệm đối với các môn học: Hóa học, Vật lý, Sinh học, Ngoại ngữ

trong các kì thi THPT và tuyển sinh vào các trường đại học và cao đẳng

Hình thức thi trắc nghiệm có rất nhiều ưu điểm, tuy nhiên với lượng câu hỏi đa dạng và thời gian để hoàn thành một câu trắc nghiệm không nhiều ( trung bình từ 1,5 – 1,8 phút) nên các em gặp rất nhiều khó khăn trong việc hoàn thành bài thi của mình trong thời gian ngắn như vậy Đặc biệt, đối với các câu hỏi làm bài toán trắc nghiệm, không phải là một vấn đề đơn giản Vì vậy “phương pháp giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học” là rất cần thiết để các em học sinh rèn luyện kĩ năng giải nhanh bài toán hóa học nhằm phát triển năng lực nhận thức, khả năng tư duy cho học sinh

Trong quá trình giải bài tập, muốn giải nhanh thì ngoài việc nắm chắc các bước giải, chúng ta phải dựa vào các đặc điểm của bài toán, biết áp dụng một số quy luật, định luật, phương pháp giải nhanh, giải nhẩm được cho từng dạng bài tập

Các phương pháp giải nhanh bài tập hóa học thường được sử dụng trong giải toán hóa học phổ thông:

- Phương pháp đại số

- Phương pháp bảo toàn

- Phương pháp tăng giảm khối lượng

- Phương pháp trung bình

- Phương pháp đường chéo

- Phương pháp các dạng quy đổi

Trong phạm vi đề tài này chúng tôi xin đề cập đến phương pháp tăng giảm khối lượng để giải bài tập hóa học

I.3.1 Cơ sở của phương pháp tăng giảm khối lượng

I.3.1.1 Nguyên tắc chung

Khi chuyển từ chất này sang chất khác, khối lượng có thể tăng hay giảm do các chất khác nhau về khối lượng mol phân tử Dựa vào mối quan hệ tỉ lệ thuận của sự tăng giảm, ta có thể tính được lượng chất tham gia hay tạo thành sau phản ứng

+ Dựa vào sự tăng hoặc giảm khối lượng khi chuyển 1 mol chất X thành 1 hoặc nhiều mol chất Y (có thể qua các giai đoạn trung gian) ta dễ dàng tính được số mol của các chất và ngược lại, từ số mol hoặc quan hệ về số mol của 1 chất mà ta sẽ biết được

sự tăng hay giảm khối lượng của các chất X, Y

+ Mấu chốt của phương pháp là:

* Xác định đúng mối liên hệ tỉ lệ mol giữa các chất đã biết ( chất X) với chất cần xác định ( chất Y) ( có thể không cần thiết phải viết phương trình phản ứng, mà chỉ cần lập sơ đồ chuyển hóa giữa hai chất này, nhưng phải dựa vào sự bảo toàn nguyên tố

Tổng quát:

1 mol chất A chuyển thành 1 mol chất B thì m↑ (↓)=|MA – MB|= a (gam)

x mol chất A chuyển thành x mol chất B thì m↑ (↓)= b (gam)

Một số bài tập thường dùng phương pháp tăng giảm khối lượng là:

+ Kim loại tác dụng với dung dịch axit ( HCl, H2SO4), dung dịch muối

+ Muối cacbonat, oxit tác dụng với dung dịch axit ( HCl, H2SO4)

+ Phản ứng halogen mạnh đẩy halogen yếu ra khỏi muối

+ Nhiệt phân các muối nitrat, cacbonat

+ Ancol tác dụng với Na, K

+ Phenol, axit cacboxylic tác dụng với dung dịch bazơ (NaOH, Ba(OH)2, ), tác dụng với kim loại hoạt động mạnh (Na, K,Ba, )

+ Phản ứng thủy phân este, chất béo

+ Aminoaxit tác dụng với dung dịch axit, dung dịch bazơ…

I.3.1.3 Các dạng bài toán thường gặp về phần kim loại

Dạng 1: Bài toán kim loại + axit (hoặc chất có nhóm OH linh động)  muối + H2

2M + 2nHX  2MXn + nH2 (1)

2M + nH2SO4  M2(SO4)n + nH2 (2)

2R(OH)n + 2nNa  2R(ONa)n + 2nH2 (3)

Từ (1), (2) ta thấy: Khối lượng kim loại giảm vì đã tan vào dung dịch dưới dạng ion, nhưng nếu cô cạn dung dịch thì sau phản ứng khối lượng chất rắn thu được sẽ tăng lên so với khối lượng kim loại ban đầu, nguyên nhân là do có anion gốc trong axit thêm vào

Từ (3) ta thấy: khi chuyển 1 mol Na vào muối sẽ giải phóng 0,5 mol H2 tương ứng với sự tăng khối lượng là ∆m = MRO Do đó, khi biết số mol của H2 và ∆m => R

Dạng 2: Bài toán kim loại + dung dịch muối: nA + mBn+

 nAm+ + mB

hóa lượng của muối (vì manion = const)

* Chú ý: Coi như toàn bộ kim loại thoát ra là bám hết lên thanh kim loại nhúng vào dung dịch muối

Dạng 3: Bài toán chuyển hóa muối này thành muối khác

Khối lượng muối thu được có thể tăng hoặc giảm, do sự thay thế anion gốc axit này bằng anion gốc axit khác, sự thay thế này luôn tuân theo quy tăc hóa trị (nếu hóa trị nguyên tố kim loại không thay đổi)

* Từ 1 mol CaCO3  CaCl2: ∆m↑ = 71 – 60 = 11

(cứ 1 mol CO3

hóa trị 2 phải được thay thế bằng 2 mol Cl− hóa trị 1)

* Từ 1 mol CaBr2  2 mol AgBr: ∆m↑ = 2.108 – 40 = 176

- Phương pháp tăng giảm khối lượng thường được sử dụng trong các bài toán

hỗn hợp nhiều chất

I.3.1.4 Các bước giải bài toán

- Xác định đúng một quan hệ tỉ lệ mol giữa chất cần tìm và chất đã biết

- Lập sơ đồ chuyển hóa của hai chất này

- Xem xét sự tăng hoặc giảm của ∆M và ∆m theo phương trình phản ứng và theo dữ kiện bài toán

- Lập phương trình toán học để giải

I.3.1.5 Bài tập minh họa

Bài 1: Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4 Sauk hi kết thúc phản ứng lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn Thành phần % theo

khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu?

Bài 2: Tiến hành 2 thí nghiệm:

- TN 1: Cho m gam bột Fe dư vào V1 (lít) dung dịch Cu(NO3)2 1M

- TN 2: Cho m gam bột Fe dư vào V2 (lít) dung dịch AgNO3 0,1M

Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, khối lượng chất rắn thu được ở 2 thí nghiệm đều bằng nhau Giá trị của V1 so với V2 là:

Fe + 2Ag+ Fe2+

+ Ag 0,05V2 mol 0,1V2 mol

1 mol M = 1 mol MCl2 : ∆m tăng = (M + 71) – M= 71 g

0,045 mol M = 0,045 mol MCl 2 : ∆m tăng = 0,045×71 = 3,195 g

Ta có: m muối = m + ∆m tăng

 m = m muối – ∆m tăng = 4,575 – 3,195 = 1,380 g

Bài 4: Nhúng một thanh graphit được phủ một lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch

CuSO4 Sau phản ứng khối lượng của thanh graphit giảm đi 0,24 gam Cũng thanh graphit này nếu nhúng vào dung dịch AgNO3 thì khi phản ứng xong thấy khối lượng thanh graphit tăng lên 0,52 gam Kim loại hóa trị (II) là kim loại nào sau đây?

Bài giải

Đặt kim loại hóa trị (II) là M với số gam là x (gam)

M + CuSO4 dư  MSO4 + Cu

Cứ M gam kim loại tan ra  64 gam Cu bám vào ∆↓ = (M  64) gam;

Vậy x (gam) =  khối lượng kim loại giảm 0,24 gam

Mặt khác: M + 2AgNO3  M(NO3)2 + 2Ag

Cứ M gam kim loại tan ra  216 gam Ag bám vào ∆↑ = (216  M) gam;

Vây: x (gam) = 216 M0,52.M  khối lượng kim loại tăng 0,52 gam

0,24.M

M 64