Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lớp 9 giải dạng bài tập tách chất ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp hóa học

Đây là một trong những dạng bài tập khó vì học sinh phải nhớ và hiểuđược một khối lượng kiến thức khổng lồ về tính chất vật lí, tính chất hóa họccũng như phương pháp điều chế từng loại c

MỤC LỤC

MỤC LỤC Trang

2

1.1 Lí do chọn đề tài 3

1.2 Mục đích nghiên cứu 3

1.3 Đối tượng nghiên cứu 3

1.4 Phương pháp nghiên cứu 3

2 – NỘI DUNG 3

2.1 Cơ sở lý luận của SKKN 3

2.1.1 Khái niệm tách chất 3

2.1.2 Các dạng bài tách chất

2.1.3 Các bước để làm một bài tập tách chất bằng phương pháp hóa học

4 2.1.4 Một số phản ứng tách và phản ứng tái tạo lại chất ban đầu 4

2.2 Thực trạng của vấn đề 5

2.3 Các biện pháp đã thực hiện giải quyết vấn đề 5

2.3.1-Dạng 1: Tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp 6

a.Tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp chất rắn 7

b.Tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp chất khí 8

c.Tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp chất lỏng (dung dịch)

9 2.3.2 Dạng 2: Tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp 12

a Tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp chất rắn 12

1

b Tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp khí 14

c Tách riêng từng chất ra khỏi dung dịch 15

là cơ hội tốt để các em thể hiện các thủ thuật và áp dụng các phương pháp ngắngọn, hiệu quả tạo tối ưu nhất định đối với các em khác

Là một giáo viên thường xuyên được tham gia bồi dưỡng đội tuyển họcsinh giỏi môn Hóa học lớp 8, 9 nhiều năm Trong thời gian dạy học, tôi thấyrằng trong các kì thi học sinh giỏi THCS, THPT, đại học đều đề cập đến một số

lượng đáng kể dạng bài tập “Tách chất ra khỏi hỗn hợp” hầu như năm nào

cũng có Đây là một trong những dạng bài tập khó vì học sinh phải nhớ và hiểuđược một khối lượng kiến thức khổng lồ về tính chất vật lí, tính chất hóa họccũng như phương pháp điều chế từng loại chất vô cơ: Kim loại, phi kim, oxit,axit, bazơ, muối và các hợp chất hữu cơ: Hợp chất hiđrocacbon, rượu etylic, axitaxetic Mặt khác các em còn phải nhạy bén trong việc phát hiện sự khác nhau vềtính chất của các chất Vì vậy để giúp học sinh giải thành thạo dạng bài tập này

là yêu cầu hết sức cần thiết đối với người giáo viên dạy bộ môn Hóa học

2

Ở trường THCS, chỉ khi học lên lớp 8 học sinh mới bắt đầu được học bộmôn Hóa học, thời gian học không nhiều (2 tiết/tuần) Mặt khác, số tiết luyệntập trong chương trình lớp 8, 9 lại rất ít chỉ có 5 trong số 70 tiết học, nên việcrèn kĩ năng cho học sinh với giáo viên gặp không ít khó khăn, vì vậy học sinh rấthay quên kiến thức nếu như không có phương pháp dạy học phù hợp để giúphọc sinh dễ hiểu, dễ làm, dễ nhớ, dễ vận dụng, gắn với việc giải bài tập Hóa học.Như vậy, để có kỹ năng giải bài tập Hóa học thì trước hết các em phải biết phândạng bài tập và biết các bước giải cho từng dạng bài Nếu chỉ theo phân phốichương trình và nội dung kiến thức trong sách giáo khoa thì học sinh khó có thể

có những kỹ năng và thao tác làm nhanh và chính xác được tất cả các dạng bài,

đặc biệt với những dạng bài ít gặp Trong đó có dạng bài “Tách chất ra khỏi hỗn hợp”, các em thường lúng túng, không xác định được cách giải khi gặp và

thường cho là loại bài khó

Xuất phát từ những lý do trên cùng với những suy nghĩ làm thế nào giúp

học sinh giải tốt các bài tập Hóa học phần “Tách chất ra khỏi hỗn hợp”, tôi đã

tìm hiểu tài liệu, đúc rút kinh nghiệm của bản thân trong thực tế giảng dạy và dự

giờ, tham khảo ý kiến đồng nghiệp tôi đã chọn thực hiện đề tài “Một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lớp 9 giải dạng bài tập tách chất ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp hóa học”.

1.2 Mục đích nghiên cứu

- Góp phần nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy - học Hoá học

- Giúp học sinh hiểu được các dạng và phương pháp giải các dạng bài tập tách chất bằng phương pháp hóa học

- Nhằm phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập,đặc biệt là trong giải bài tập hoá học

- Là tài liệu rất cần thiết cho việc giảng dạy, ôn học sinh giỏi lớp 9 vàgiúp giáo viên hệ thống hoá được kiến thức, phương pháp dạy học

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu về một số kinh nghiệm hướng dẫn học sinh lớp 9 giải dạngbài tập tách chất ra khỏi hỗn hợp bằng phương pháp hóa học

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Để hoàn thành đề tài này tôi đã sử dụng các phương pháp nghiên cứukhoa học như:

- Nghiên cứu sách giáo khoa, sách bài tập, các tài liệu bồi dưỡng HSGmôn Hoá học

- Tham khảo đề thi HSG cấp Huyện, cấp tỉnh, đề thi vào các trường THPTnhư trường THPT chuyên Lam Sơn và trường THPT chuyên của các tỉnh khác,rút kinh nghiệm từ thực tế giảng dạy, ôn thi HSG huyện, HSG tỉnh và học hỏikinh nghiệm từ đồng nghiệp

3

- Điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: Sử dụng trong khảo sát thựctrạng ban đầu khi chưa áp dụng SKKN tại đơn vị trường THCS Lam Sơn và độituyển HSG lớp 9 môn Hóa học huyện Thọ Xuân.

- Thống kê, xử lí số liệu: Sử dụng trong việc thống kê, xử lí kết quả bàikiểm tra của HS trước và sau khi thực hiện đề tài

1.5 Những điểm mới của SKKN

Đề xuất một số biện pháp bồi dưỡng rèn luyện năng lực chủ động sáng tạocho học sinh thông qua bài tập tách chất bằng phương pháp hoá học

2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lí luận của SKKN

Do yêu cầu của sự nghiệp đổi mới đất nước ta theo định hướng côngnghiệp hoá, hiện đại hoá, góp phần hoà nhập với cộng đồng quốc tế, mà mụctiêu của giáo dục nói chung đã có nhiều thay đổi nhằm đáp ứng yêu cầu xâydựng đất nước Vì vậy đổi mới phương pháp dạy học nói chung, phương phápgiảng dạy môn hoá học nói riêng là tất yếu khách quan Mục tiêu giáo dục củacác cấp học đều chú ý đến hình thành các năng lực cho học sinh, đó là: Năng lựcnhận thức, năng lực hành động, năng lực giải quyết vấn đề và năng lực thíchứng

Đối chiếu với yêu cầu trên thì tôi nhận thấy việc hướng dẫn học sinh giải

bài tập “Tách chất ra khỏi hỗn hợp” trong môn Hoá học THCS là một trong

những việc làm cần thiết, góp phần đáp ứng mục tiêu giáo dục nói chung và mụctiêu môn học nói riêng

Tách riêng chất A trong hỗn hợp gồm 4 chất (A, B, C, D) là tìm cách loại

B, C, D để chỉ còn lại A nguyên chất Ta không thu hồi lại các chất B, C, D(xem như tạp chất), nhưng nếu đã chuyển A thành chất khác thì phải đưa chất A

về dạng ban đầu của nó bằng một phản ứng thích hợp

b Tách riêng từng chất ra khỏi hỗn hợp

Là chuyển từng chất trong hỗn hợp về trạng thái riêng lẻ ở dạng nguyênchất và tinh khiết Ví dụ tách hỗn hợp bốn chất (A, B, C, D) nghĩa là tách riêngtừng chất một, sau đó phải đưa các chất ấy về trạng thái ban đầu của nó Nhưvậy ngoài việc nhớ, hiểu các phản ứng đặc trưng, ta còn phải biết phương phápđiều chế (kim loại, phi kim, oxit, bazơ, muối, hợp chất hiđrocacbon và dẫn xuấthiđrocacbon )

Ta cần dùng hai loại phản ứng:

4

- Phản ứng tách riêng: Chuyển các chất cần tách thành sản phẩm mới ởdạng có thể tách ra khỏi hỗn hợp một cách dễ dàng (kết tủa, bay hơi hay phântích cho hai chất lỏng không hòa lẫn nhau)

- Phản ứng tái tạo: Từ sản phẩm tách ra từ hỗn hợp nêu trên, phải thựchiện phản ứng để điều chế lại chất ban đầu

2.1.3 Các bước để làm một bài tập tách chất bằng phương pháp hóa học

- Phân tích đề bài

- Viết sơ đồ tách chất

- Trình bày cách tiến hành bằng lời giải - Viết các PTHH minh họa

Trong ba bước trên thì bước viết sơ đồ tách chất là quan trọng nhất vì họcsinh phải biết phân tích đề bài, hiểu được tính chất đặc trưng của từng chất đểtìm phản ứng tách thích hợp

Pư tái tạo A

Sơ đồ được thực hiện theo các bước sau:

- Bước 1: Chọn chất X chỉ tác dụng với chất A (mà không tác dụng với

chất B trong hỗn hợp) để chuyển A thành AX ở dạng kết tủa, bay hơi hoặc hòatan, sau đó tách ra khỏi B (bằng cách lọc hoặc tự tách)

- Bước 2: Điều chế lại chất A từ chất AX

Một số chú ý :

- Ta chỉ thu được chất tinh khiết nếu chất đó không lẫn chất khác cùngtrạng thái

- Nếu hỗn hợp A, B đều tác dụng được với X thì dùng chất X chuyển cả

A, B trong hỗn hợp thành A’, B’ rồi tách A’, B’ thành 2 chất nguyên chất Sau đótiến hành bước 2 (điều chế lại A từ A’, B từ B’ )

2.1.4 Một số phản ứng tách và phản ứng tái tạo lại chất ban đầu

5

Zn (ZnO) Zn ddNaOH  Na2ZnO2 CO   2 Zn(OH)2↓  t ZnO  H2 Zn

HCl FeCl2ddNaOH  Fe(OH)2 ↓t ,0chânkhông  FeO  H2 Fe

Cu (CuO) Cu H 2SO4 ,n CuSO4 ddNaOH Cu(OH)2↓ t0 CuO  H2 Cu

Trường THCS Lam Sơn được trang bị khá đầy đủ về trang thiết bị phục

vụ cho việc giảng dạy bộ môn Các dụng cụ, hoá chất đầy đủ, nên rất thuận lợicho việc học sinh được quan sát, thực hành thí nghiệm Từ đó giúp học sinh nắmvững về tính chất của các chất, các phản ứng đặc trưng Đây là cơ sở vững chắc

để các em làm tốt dạng bài tập này Bên cạnh đó ban giám hiệu nhà trường cùng

tổ chuyên môn luôn quan tâm sát sao đến chuyên môn của từng đồng chí cán bộ,giáo viên Thường xuyên tổ chức kiểm tra, đánh giá và góp ý rút kinh nghiệmtrong công tác giảng dạy để cùng nâng cao chuyên môn nghiệp vụ Mặt khácbản thân giáo viên bồi dưỡng nắm vững kiến thức, nội dung chương trình, tâmhuyết với nghề, với học sinh và không ngừng học hỏi đồng nghiệp để nâng caotrình độ chuyên môn nghiệp vụ và trau dồi kinh nghiệm dạy bồi dưỡng học sinhgiỏi Học sinh trong đội tuyển môn Hóa học của trường và của huyện chămngoan, có ý thức vươn lên trong học tập Phụ huynh học sinh có trách nhiệm,nhiệt tình ủng hộ

2.2.2 Khó khăn

Trong quá trình dạy học bộ môn Hóa học nói chung và bồi dưỡng về chủ

đề tách chất ra khỏi hỗn hợp nói riêng giáo viên cũng như học sinh gặp không ítkhó khăn đó là: Có rất nhiều tài liệu, sách tham khảo viết về chuyên đề tách chấtnhưng tài liệu phù hợp để dạy học sinh đại trà cũng như bồi dưỡng học sinh giỏibậc THCS thì rất ít Mặt khác để làm bài tập dạng này học sinh phải làm chủlượng kiến thức rất rộng về tính chất lý, hoá, ứng dụng, điều chế các chất vàphân loại chất có trong chương trình, những loại phản ứng hoá học và điều kiệnxảy ra của các phản ứng đó Vì vậy để làm thành thạo dạng bài tập này là một

6

quá trình ôn luyện lâu dài Không những vậy khả năng phân tích đề bài, nhậndạng loại bài tập, trình bày lời giải đối với học sinh trong nhà trường còn nhiềuhạn chế.

2.3 Các giải pháp và tổ chức thực hiện đã sử dụng để giải quyết vấn đề

2.3.1 Giải pháp thực hiện:

a Điều tra đối tượng:

Trong quá trình dạy học tôi nhận thấy học sinh còn gặp rất nhiều khókhăn trong việc giải bài tập và nhất là còn lúng túng khi làm bài tập về “Táchchất ra khỏi hỗn hợp” Các em mất khá nhiều thời gian để xác định và phân dạngbài tập, phần thời gian còn lại để các em tìm phương pháp giải phù hợp, trìnhbày lời giải không còn là bao nhiêu Việc học sinh không giải được hoặc giải saibài tập chưa đủ cơ sở để kết luận các em không hiểu biết gì về kiến thức và kĩnăng Hóa học mà do nhiều nguyên nhân, trong đó chủ yếu là do các em khônghiểu điều kiện của bài tập, không biết vận dụng kiến thức nào để giải bài tập,không biết cách thức thực hiện cụ thể vì yếu về khă năng nhận biết, phân loạicác chất, chưa biết vận dụng tính chất hóa học của chất nên viết phương trìnhhóa học sai, Bởi vậy cho nên kết quả chất lượng của môn Hóa học 9 nhữngnăm chưa thực hiện đề tài này chưa cao Cụ thể:

b Xây dựng kế hoạch thực hiện:

- Khảo sát tìm hiểu đối tượng

- Xây dựng cơ sở lí luận, thực tiễn tìm ra phương pháp phù hợp

- Tổ chức thực hiện, áp dụng vào thực tiễn giảng dạy

- Đánh giá kết quả, đúc rút kinh nghiệm

Tôi đã phân chia một số dạng bài tập tách chất vô cơ bằng phương pháphóa học và đã được vận dụng trong quá trình giảng dạy như sau:

7

2.3.2.1 DẠNG 1: Tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp

Đây là dạng bài tập tách chất đơn giản nhất, trong đó chất được tách rathường là chất không phản ứng được với chất X, hoặc là chất duy nhất cho đượcphản ứng so với các chất có trong hỗn hợp Chỉ cần thực hiện bước 1

Hướng dẫn: Chọn chất tác dụng được với Fe nhưng không tác dụng

được với Cu Theo ý nghĩa của dãy hoạt động hóa học thì đó là axit HCl hoặc

Lọc dung dịch ta sẽ thu được Cu

Sau khi hướng dẫn học sinh tỉ mỉ cách giải bài tập 1, giáo viên đưa ra một

số bài tập tương tự để học sinh luyện

Ví dụ 2: Quặng nhôm có Al2O3 lẫn các tạp chất là Fe2O3 và SiO2 Bằngphương pháp hóa học hãy tách Al2O3 ra khỏi hỗn hợp Viết phương trình phản

ứng minh họa (Trích đề bài tập bồi dưỡng hóa học trung học cơ sở của Vũ Anh

Tuấn)

Hướng dẫn: SiO2 là oxit axit và Al2O3 là oxit lưỡng tính tác dụng đượcvới dung dịch kiềm còn Fe2O3 là oxit bazơ nên không tác dụng được với dungdịch kiềm Dùng dung dịch kiềm loại bỏ Fe2O3 Nước lọc gồm Na2SiO3,NaAlO2NaOH dư Sục khí CO2 vào nước lọc tạo kết tủa Al(OH)3 Nung kết tủa thu được

Al2O3

Sơ đồ tách:

8

Đun nóng hỗn hợp với dung dịch NaOH đặc dư

SiO2 + 2NaOH  t0 Na2SiO3 + H2O

Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O

Lọc tách phần dung dịch rồi dẫn khí CO2 tới dư vào

CO2 + NaOH → NaHCO3

CO2 + NaAlO2 + 2H2O → Al(OH)3 + NaHCO3

Lọc tách kết tủa rồi nung ở nhiệt độ cao thu được Al 2 O 3

2Al(OH)3  t0 Al2O3 + 3H2O

b Tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp chất khí

Ta thường lựa chọn chất X là chất để hấp thụ A (giữ lại trong dung dịch)

Ví dụ 1.Tách riêng khí O2 ra khỏi hỗn hợp CO2, Cl2, O2,(Trích đề bài tập bồi dưỡng hóa học trung học cơ sở của Vũ Anh Tuấn)

Hướng dẫn: Trong các khí trên khí CO2, Cl2 bị hấp thụ bởi dd NaOH tạothành dd Na2CO3, NaCl, NaClO Thu được O2

Sơ đồ tách: Na2CO3, NaCl, NaClO

Hỗn hợp CO2, Cl2, O2 NaOH

Giải: O2

Dẫn hỗn hợp khí qua bình đựng dung dịch NaOH dư.

PTHH: CO2 + 2NaOH Na2CO3 +H2O

Cl2 + 2NaOH NaClO + NaCl + H2O

Khí O2 thoát ra làm khô bằng H2SO4 (đặc) thu được O 2

Ví dụ 2 Bằng phương pháp hóa học hãy tách SO2 ra khỏi hỗn hợp gồmcác khí SO2, SO3, O2 (Trích đề thi HSG lớp 9 cấp tỉnh Thanh Hóa Năm học

2006-2007)

Hướng dẫn Trong các khí trên thì hai khí SO2 và SO3 bị hấp thụ bởidung dịch kiềm, còn khí O2 thì không bị hấp thụ bởi dung dịch kiềm Khí SO2tác dụng với dung dịch kiềm tạo muối sunfit và khí SO3 tác dụng với dung dịchkiềm tạo thành muối sunfat Cho hỗn hợp muối tác dụng với H2SO4 loãng thì chỉ

có muối sunfit tác dụng tạo thành khí SO2.

9

Sơ đồ tách: (NH4)2SO4 Na2CO3,Na2SO3 +H2SO4 dư

CO2 + 2NaOH Na2CO3 + H2O

SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2O

Cho H2SO4 đặc hấp thụ hơi nước ta thu được CH 4 tinh khiết.

c Tách riêng một chất ra khỏi hỗn hợp các chât lỏng (dung dịch hoặc

chất rắn đã hòa tan thành dung dịch)

Đối với hỗn hợp lỏng (hoặc dung dịch) ta chọn chất X thường là dungdịch để tạo kết tủa hoặc chất khí bay hơi

Ví dụ 1 Bằng phương pháp hóa học tách riêng FeSO4 ra khỏi dung dịchchứa FeSO4 và CuSO4 (Trích đề bài tập nhận biết và tách chất của Ngô Ngọc

10

Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

Sau đó lọc tách loại bỏ kết tủa thu được dung dịch FeSO 4 tinh khiết.

Ví dụ 2 Chất lỏng C2H5OH có lẫn benzen Trình bày cách tinh chế đểđược C2H5OH tinh khiết (Trích đề bài tập bồi dưỡng hóa học trung học cơ sở

của Vũ Anh Tuấn)

Bài 2 (Bài 3, trang 21, SGK hóa học 9) Khí CO dùng làm chất đốt trong

công nghiệp, có lẫn tạp chất là khí SO2 và CO2 Làm thế nào để có thể loại bỏnhững tạp chất ra khỏi CO bằng hóa chất rẻ tiền nhất? Viết PTHH

CO2, SO2, CO CO

Bài 3 (Bài 2, trang 54, SGK hóa học 9) Dung dịch ZnSO4 có lẫn tạp chấtCuSO4 Dùng kim loại nào để làm sạch dung dịch ZnSO4?

ZnSO4, CuSO4 lọc bỏ chất rắn gồm Zn(dư) và Cu

Bài 4 (Bài 4, trang 58, SGK hóa học 9) Dung dịch AlCl3 có lẫn tạp chấtCuCl2 Có thể dùng hóa chất nào để làm sạch muối nhôm? giải thích và viếtPTHH

AlCl3, CuCl2 Lọc bỏ chất rắn gồm Al(dư) và Cu

Bài 5 (Bài 3, trang 60, SGK hóa học 9) Có bột sắt lẫn tạp chất nhôm.

Hãy trình bày phương pháp hóa học làm sạch bột sắt)

Al, Fe Lọc thu chất rắn là Fe

11

+Ca(OH)2(dư)

+Ca(OH)2(dư)

+Zn (dư)

+Al (dư)

+NaOH (dư)