Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến: “Hướng dẫn học sinh giỏi môn Hóa học 9 chủ đề kim loại tác dụng với dung dịch muối” 3.. Đối với môn Hóa học, khi ôn bồidưỡng đội tuyển học si
Trang 1CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Nơi công tác Chức danh
Trình độ chuyên môn
Tỷ lệ (%) đóng góp vào việc tạo ra sáng kiến
1 Lưu Thị Hạnh 03/12/1988
TrườngTHCS QuangSơn
Giáoviên
- CĐ Sinh- Hóa
- ĐH Sinh
100%
2 Là tác giả đề nghị xét công nhận sáng kiến:
“Hướng dẫn học sinh giỏi môn Hóa học 9 chủ đề kim loại tác dụng với dung dịch muối”
3 Chủ đầu tư tạo ra sáng kiến:
+ Họ và tên: Lưu Thị Hạnh
+ Địa chỉ tác giả sáng kiến: Trường THCS Quang Sơn, Đồng Hỷ, Thái Nguyên.
4 Lĩnh vực áp dụng sáng kiến:
- Bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hóa học ở trường THCS
5 Ngày sáng kiến được áp dụng lần đầu : Tháng 10 năm 2014
6 Mô tả bản chất của sáng kiến:
6.1 Cở sở lí luận:
“Hiền tài là nguyên khí của quốc gia, nguyên khí thịnh thì thế nước mạnh
mà hưng thịnh, nguyên khí suy thì thế nước yếu mà thấp hèn Vì thế các bậc đếvương thánh minh không đời nào không coi việc giáo dục nhân tài, kén chọn kẻ sĩ,
Trang 2vun trồng nguyên khí quốc gia làm công việc cần thiết " câu nói bất hủ của Tiến
sĩ triều Lê- Thân Nhân Trung đã cho thấy từ thời xa xưa các thế hệ ông cha đã rấtcoi trọng nhân tài và coi những nhân tài là tương lai của đất nước Dù trong thờiđại nào, hay bất kỳ một quốc gia nào thì việc bồi dưỡng nhân tài cũng được đặt lênhàng đầu Từ đó đào tạo ra những con người năng động và sáng tạo, có khả nănggiải quyết và xử lý những vấn đề khó nhằm phục vụ cho lợi ích của huyện, của tỉnh
và của đất nước
Bản thân là một giáo viên trẻ, với lòng tâm huyết, yêu nghề, tinh thần tựhọc, tích lũy, tôi rất chú trọng công tác bồi dưỡng các đối tượng học sinh giỏi mônhọc Là giáo viên đang trực tiếp giảng dạy môn Hóa học, tôi luôn trăn trở làm thếnào để học sinh thích học và học giỏi môn Hóa học Trong khi đó, Hóa học có vaitrò và vị trí đặc biệt quan trọng trong khoa học kĩ thuật và đời sống Thông quaviệc học tốt môn Hóa học, học sinh có thể vận dụng vào giải quyết các vấn đềtrong thực tế, biết bảo vệ các nguồn tài nguyên thiên nhiên và môi trường
Đối với học sinh THCS, việc học tập môn Hóa học gặp rất nhiều khó khăn,đặc biệt là học sinh ở vùng núi Do môn học này các em mới bắt đầu học từ lớp 8;Môn Hóa học cũng là một môn học khó nên nhiều em học sinh còn sợ, chưa muốntìm hiểu sâu về môn học này Vì vậy, việc lựa chọn đội tuyển học sinh giỏi cũnggặp phải nhiều khó khăn
Tuy nhiên để giải quyết được những vấn đề đó thì mỗi giáo viên phải tự học,
tự bồi dưỡng chuyên môn nghiệp vụ, tâm huyết, tình nguyện hiến dâng trí tuệ,công sức nhằm xây dựng nên phương pháp và cách thức học có hiệu quả nhất Làmsao để học sinh có thể hiểu và vận dụng được Đối với môn Hóa học, khi ôn bồidưỡng đội tuyển học sinh giỏi có rất nhiều nội dung khó, đặc biệt dạng bài tập địnhlượng Trong đó, dạng bài kim loại tác dụng với dung dịch muối là một ví dụ Quavài năm nghiên cứu và áp dụng vào giảng dạy thực tế, với những kết quả thu đượctôi đã tích lũy được một số kinh nghiệm trong việc hướng dẫn học sinh giải dạngbài tập này Tôi mạnh dạn xây dựng báo cáo sáng kiến: “Hướng dẫn học sinh giỏi môn Hóa học 9 chủ đề kim loại tác dụng với dung dịch muối”.
Trang 36.2 Thực trạng vấn đề mà sáng kiến cần giải quyết:
Thuận lợi:
- Đối với giáo viên:
+ Ngày nay, khoa học công nghệ phát triển, các phương tiện thông tin ngàycàng hiện đại Giáo viên có nhiều cơ hội để tìm kiếm thông tin phục vụ bài dạy.Đồng thời, với tinh thần tự học, thích nghiên cứu, giáo viên sẽ truyền đến niềmđam mê môn học cho học sinh, đặc biệt là học sinh giỏi
+ Nhà trường đã đầu tư phương tiện dạy học và bổ sung các thiết bị dạy họctương đối đầy đủ, trường lớp khang trang, sạch sẽ, có máy chiếu và mạng Intrernet
để có thể đáp ứng một phần nhu cầu dạy học hiện nay
- Đối với học sinh:
Học sinh có hứng thú tìm hiểu kiến thức các bộ môn nhất là các bộ môn tựnhiên ngày càng nhiều hơn Với đối tượng học sinh giỏi, đa số các em đều đam mê
và do chính các em lựa chọn môn thi theo năng lực, đam mê của bản thân
Khó khăn:
- Đối với giáo viên:
+ Bài tập dạng kim loại tác dụng với dung dịch muối có áp dụng dãy điệnhóa (thuộc chương trình Hóa học lớp 12), nhiều giáo viên ngại phải “đào xới” lạikiến thức, còn nếu chỉ dạy sách giáo khoa lớp 9 thì kiến thức không đủ để dạy cácdạng bài tập nâng cao
+ Dạng bài tập này gồm rất nhiều dạng nhỏ khác nhau như: Một kim loại tác dụngvới một muối, một kim loại tác dụng với hai muối, hai kim loại tác dụng mộtmuối, Nên việc xây dựng kiến thức gặp nhiều khó khăn khi hướng dẫn học sinh
- Đối với học sinh:
Trường THCS Quang Sơn là trường miền núi, điều kiện kinh tế xã hội cònnhiều khó khăn, học sinh chưa có nhiều điều kiện để học tập Để có học sinh giỏimôn Hóa học, học sinh cần phải tích cực tìm hiểu thêm tài liệu, tham khảo mạng
Trang 4Internet Nên ít nhiều ảnh hưởng đến chất lượng mũi nhọn Vì vậy, chất lượng họcsinh giỏi môn học phụ thuộc phần lớn vào hướng dẫn của giáo viên Đối với mônHóa học cũng vậy, là một môn học khó nên chất lượng học sinh giỏi hàng năm đều
do thầy và trò tự nỗ lực phấn đấu rất nhiều Đặc biệt là giáo viên trực tiếp giảngdạy, tôi luôn có ý thức tự học, tự tìm hiểu trên rất nhiều các tài liệu Qua nhiều nămgiảng dạy, tôi đã xây dựng cho mình cách hướng dẫn học sinh giỏi dạng bài tậpkim loại tác dụng với dung dịch muối một cách ngắn gọn, đầy đủ và có hiệu quả.Học sinh vận dụng tốt trong nhiều bài toán
6.3 Nội dung sáng kiến “Hướng dẫn học sinh giỏi môn Hóa học 9 chủ
đề kim loại tác dụng với dung dịch muối”:
6.3.1 Cơ sở lý thuyết:
- Học sinh biết vận dụng ý nghĩa dãy hoạt động hóa học của kim loại (Lớp
9) và dãy điện hóa của kim loại (Lớp 12)
Trang 5+ Nếu kim loại tham gia phản ứng là kim loại kiềm, kiềm thổ (Na, Ca, Ba ) thì các kim loại này sẽ tác dụng với nước trước, tạo thành dung dịch kiềm;
Sau đó, dung dịch kiềm thu được mới phản ứng với dung dịch muối
Ví dụ : Khi cho từ từ kim loại Ba vào dung dịch Cu(NO3)2 thì kim loại Ba sẽtác dụng với nước trước
Sau đó Ba(OH)2 tác dụng dung dịch muối Lúc đó ta sẽ không thu được kim loại tự do
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2
Ba(OH)2 + Cu(NO3)2 → Ba(NO3)2 + Cu(OH)2↓+ Khi cho hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp muối thì phản ứng xảy ra theo thứ tự ưu tiên: Kim loại mạnh nhất sẽ phản ứng với muối của kim loại yếu nhất
6.3.2 Các dạng bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối:
Có nhiều cách khai thác dạng bài này Thông thường chia thành 4 dạng chính:
- Một kim loại tác dụng với một dung dịch muối
- Một kim loại tác dụng với hai dung dịch muối
- Hai kim loại tác dụng với một dung dịch muối
- Hai kim loại tác dụng với hai dung dịch muối
Nhưng với nhiều cách chia như trên khi gặp phải các dạng toán khác nhau rất khó cho học sinh nhớ phương pháp giải cho từng dạng
Với kinh nghiệm đã ôn luyện cho học sinh trong 4 năm học và có kết quả, tôi chia thành ba dạng chính như sau:
- Dạng 1: Một kim loại tác dụng với một dung dịch muối
- Dạng 2: Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp dung dịch muối (đã cho biết rõ số lượng sản phẩm)
Trang 6- Dạng 3: Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp muối (Chưa cho biết số lượng sản phẩm)
Trong 3 dạng trên, dạng 3 là khó nhất và thường hay có trong đề thi học sinh giỏi
* Dạng 1: Một kim loại tác dụng với một dung dịch muối
Phương pháp giải: Tăng giảm khối lượng
Dạng bài tập này thường cho dưới dạng nhúng một lá kim loại vào một dungdịch muối, sau phản ứng lấy lá kim loại ra khỏi dung dịch rồi cân lại thấy khối lượng lá kim loại thay đổi
Phương trình: kim loạitan + muối Muối mới + kim loại mớibám
+ Nếu đề bài cho khối lượng lá kim loại tăng hay giảm là m thì áp dụng như sau:
Khối lương lá kim loại tăng lên so với trước khi nhúng ta có:
m kim loại bám vào - m kim loại tan ra = m tăng
Khối lương lá kim loại giảm so với trước khi nhúng ta có:
m kim loại tan ra - m kim loại bám vào = m giảm
+ Nếu đề bài cho khối lượng lá kim loại tăng hay giảm là x% thì ta áp dụng như sau:
Khối lương lá kim loại tăng lên x% so với trước khi nhúng ta có:
m kim loại bám vào - m kim loại tan ra = m bđ *100x
Khối lương lá kim loại giảm xuống x% so với trước khi nhúng ta có:
m kim loại tan ra - m kim loại bám vào = m bđ *
Trang 7Câu 1: Ngâm một đinh sắt trong 200 ml dung dịch CuSO4 x M Sau khi phản ứng kết thúc lấy đinh sắt ra khỏi dung dịch rửa nhẹ, làm khơ thấy khối lượng đinh sắt tăng thêm 1,6 gam Tính x
HƯỚNG DẪN GIẢI
Gọi a là số mol CuSO4 tham gia phản ứng => mFe = 56 a; mCu = 64 a
Phương trình hĩa học: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Mol: a < - a -> a
Theo đề bài ta cĩ: mCu bám- mFe tan= mFetăng
64a - 56a = 1,6 Giải ra a = 0,2
Giả sử kim loại cĩ hĩa trị II
Số mol của FeCl2: n = CM.V = 0,5 0,1 = 0,05 mol
Phương trình hĩa học: M + FeCl2 MCl2 + Fe
HƯỚNG DẪN GIẢI
Trang 8Ta cĩ khối lượng thanh Fe ban đầu bằng 20 gam
Số mol CuSO4 = 0,5 0,2 = 0,1 mol
Phương trình hĩa học: Fetan + CuSO4 ZnSO4 + Cubám
Mol: 0,1 < -0,1 -> 0,1
Theo đề bài ta cĩ: mCubám = 64.0,1 = 6,4 gam
mFe tan = 56.0,1 = 5,6 gam
Như vậy sau phản ứng khối lượng thanh Fe đã tăng lên: 6,4 – 5,6 = 0,8 gam
Khối lượng thanh Fe khi lấy ra khỏi dung dịch là: 20 + 0,8 = 20,8 gam
Câu 4: Cho 0,01 mol Fe tác dụng vừa đủ với dung dịch chứa 0,025 mol AgNO3, sau phản ứng thu được chất rắn X và dung dịch Y Cơ cạn dung dịch
Y thu được m gam muối khan Tìm m (Cho Fe = 56, Ag=108, N=14, O=16)
HƯỚNG DẪN GIẢI
Phương trình hĩa học: Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
Mol: 0,01 -> 0,02 -> 0,01 ->0,02
Sau phản ứng: AgNO3dư = 0,025 – 0,02 = 0,005 mol
Trong dung dịch cĩ chứa Fe(NO3)2 và AgNO3 dư nên tiếp tục xảy ra phản ứng:
Fe(NO3)2 + AgNO3 Fe(NO3)3 + Ag (2)
Trang 9Chiều tạo dung dịch muối
Chiều tạo kim loại
- Theo dãy điện hóa:
+ Theo chiều từ trái sang phải là chiều tạo dung dịch muối
+ Theo chiều từ phải sang trái là chiều tạo kim loại
- Sản phẩm là số lượng dung dịch muối hay số lượng kim loại được tạo ra
Bài tập minh họa:
Câu 1: (Đề thi sử dụng TBTN huyện Đồng Hỷ năm học 2018- 2019)
Cho hỗn hợp gồm (Al và Fe) tác dụng với hỗn hợp dung dịch chứa Cu(NO3)2
và AgNO3, thu được hỗn hợp rắn D gồm 3 kim loại và dung dịch B Cho D tác dụng với dung dịch HCl dư có khí bay lên
Thành phần chất rắn D là:
A Al, Fe, Cu B Al, Fe, Ag C Al, Cu, Ag D Fe, Cu, Ag
Hướng dẫn:
Để xác định thành phần chất rắn D, ta cần ghi các cặp chất (chính là các kimloại và dung dịch muối tương ứng của kim loại đó) trong dãy điện hóa ra Sau đó,dựa theo tính chất dãy điện hóa để xác định D
- Các cặp chất gồm:
Tạo muối
3
Al Al
2
Cu Cu
Ag Ag
Tạo kim loại
Trang 10- Theo dãy điện hóa:
+ 3 kim loại trong D lần lượt là : Ag, Cu, Fe => D là đáp án đúng
Các PTHH lần lượt là: Al + 3 AgNO3 → Al(NO3)3 + 3 Ag (1)
2 Al + 3 Cu(NO3)2 → 2 Al(NO3)3 + 3 Cu (2)
Fe + Cu(NO3)2 → Fe(NO3)2 + Cu (3)Sau phản ứng (3) còn dư Fe nên rắn D gồm 3 kim loại là (Ag, Cu, Fe dư)
Câu 2: Cho a (mol) Mg vào dung dịch chứa đồng thời b (mol) CuCl2 và c (mol) FeCl2.
a) Hãy viết các phương trình phản ứng xảy ra theo trình tự.
b) Hãy thiết lập mối liên hệ giữa a, b, c để sau khi kết thúc thí nghiệm thu được một dung dịch có chứa: - ba muối
2
Cu Cu
Tạo kim loại
Vì độ hoạt động của các kim loại là : Mg > Fe > Cu nên thứ tự các phản ứng là:
Mg + CuCl2 MgCl2 + Cu (1)
b b (mol)
Mg + FeCl2 MgCl2 + Fe (2)
c c (mol)
* 3 muối : MgCl2, FeCl2 chưa phản ứng, CuCl2 dư
sau pư (1) còn dư CuCl2: a < b.
Trang 11* 2 muối: Có 2 trường hợp
+Trường hợp 1:
Xảy ra cả (1), (2) Sau (2) Mg hết nên 2 muối là MgCl2, FeCl2 dư =>
c > a- b +Trường hợp 2: Cả Mg và CuCl2 đều hết sau (1) nên 2 muối là MgCl2, FeCl2
Câu 4: Cho m (g) bột Fe vào 100 ml dung dịch gồm Cu(NO3)2 1M và AgNO3
4 M Sau khi kết thúc phản ứng thu được dung dịch 3 muối ( trong đó có một muối của Fe) và 32,4 g chất rắn Tính Giá trị của m
Hướng dẫn
Trang 12
2
Cu Cu
Fe
Fe
Ag Ag
Tạo kim loại
- Đề bài cho biết dung dịch gồm 3 muối (chỉ có 1 muối sắt) => Fe(NO3)3 và Cu(NO3)2 chưa phản ứng và AgNO3 dư
Fe + 2 AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2 Ag (1)
AgNO3 dư + Fe(NO3)2 → Fe(NO3)3 + Ag (2)
(a - 0,3) (a - 0,3)
Có: nAg = 0,3(mol) => Đặt a là nAg (1) => nAg (2) =0,3 –a (mol)
- Theo PT (2)=> nFe2+ = 0,3 – a (mol) - Theo PT (1) => nFe2+ = a/2 (mol)
=> 0,3 – a = a/2 => a= 0,2 => nFe = 0,1 (mol) => mFe = 5,6 (g)
Câu 5 : (Đề thi học sinh giỏi huyện Đồng Hỷ năm học 2010- 2011)
Cho m1 gam hỗn hợp Mg và Fe ở dạng bột tác dụng với 300 ml dd AgNO 3 0,8
M Khuấy kĩ để phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch A1 chứa kết tủa A2 có khối lượng là 29,28 gam gồm 2 kim loại Lọc, rửa kết tủa để tách A1 khỏi A2.
a, Viết các PTHH xảy ra.
b, Hòa tan hoàn toàn kết tủa A2 trong dd H2SO4 đặc, đun nóng Hãy tính thể tích khí SO2 (đktc) được giải phóng ra Thêm vào A1 lượng dư dung dịch NaOH, lọc rửa kết tủa mới tạo thành, nung trong không khí ở nhiệt độ cao đến khối lượng không đổi, thu được 6,4 gam chất rắn
Tính phần trăm theo khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp Mg và
Fe ban đầu.
Hướng dẫn:
Trang 13Đặt số mol Mg và Fe trong m1 g hỗn hợp lần lượt là x và y
Vì Mg là kim loại hoạt động hơn Fe và Fe là kim loại hoạt động hơn Ag nên theo
đề bài sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được chất rắn gồm 2 kim loại thì
2 kim loại đó phải là Ag và Fe dư
Theo các PTHH trên và đề bài, ta có hệ phương trình :
Trang 14Ta có:V SO2 = (0,15-0,02+0,08).22,4 = 4,709 (l)
%Mg = 25,53 % ; %Fe = 74,47%
* Dạng 3: Hỗn hợp kim loại tác dụng với hỗn hợp dung dịch muối
(Chưa biết số lượng sản phẩm tạo ra)
Phương pháp giải:
- Đây là dạng bài tương đối khó với học sinh, bởi vì chưa biết số lượng sản phẩm (bao nhiêu kim loại hay bao nhiêu muối) nên học sinh không thể xác định được sản phẩm là chất nào theo dãy điện hóa
- Các phương pháp giải thường dùng:
+ Biện luận theo dữ kiện bài toán
+ Dùng bất phương trình để so sánh các giá trị về khối lượng
+ Phương pháp phản chứng (chứng minh ngược)
* Phương pháp biện luận:
Câu 1: (Đề thi học sinh giỏi huyện Phú Lương năm học 2015- 2016)
Cho m1 gam Al vào 100 ml dung dịch (Cu(NO3)2 0,3 M và AgNO3 0,3 M) Sau phản ứng thu được m2 gam chất rắn X Nếu cho m2 gam X tác dụng với HCl dư thu được 0,336 lit Hidro (đktc) Tìm m1 và m2.
Hướng dẫn:
- Bài chưa biết rõ rắn X gồm mấy chất
- Ta thấy: X + HCl → 0,36 lit H2 => Trong X chắc chắn có Al dư (do Cu, Ag không tác dụng với HCl)
=> Cu(NO3)2 và AgNO3 đều phản ứng hết => X gồm (Al dư, Cu, Ag)
2 Al + 3 Cu(NO3)2 → 2 Al(NO3)3 + 3 Cu (1)
Al + 3 AgNO3 → Al(NO3)3 + 3 Ag (2)
Trang 152 Al + 6 HCl → 2 AlCl3 + 3 H2 (3)
0,01 0,015 => m1= mAl = 27 x(0,0,02 + 0,01 + 0,01) = 1,08 (g) m2= mAl dư + mCu +mAg= 0,27 + 1,92 + 3,24 = 5,43 (g) Câu 2 : (Đề thi học sinh giỏi huyện Đồng Hỷ năm học 2014- 2015) Cho 1,02 gam hỗn hợp A gồm Fe và Mg vào 200 ml dung dịch CuSO4, Sau khi các phản ứng hoàn toàn, lọc thu được 1,38 gam chất rắn B và dung dịch C Thêm dung dịch NaOH vào C Lấy kết tủa nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được 0,9 gam chất rắn D a, Tìm nồng độ CM của dd CuSO4 b, Tính thành phần phần trăm theo khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp Hướng dẫn: Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu (1)
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu (2)
MgSO4 + 2NaOH Mg(OH)2 + Na2SO4 (3)
FeSO4 + 2NaOH Fe(OH)2 + Na2SO4 (4)
Mg(OH)2 t o MgO + H2O (5)
2Fe(OH)2 + 21 O2 t o Fe2O3 + 2H2O (6) a) Do bài không cho biết thành phần của B, C, D nên ta biện luận xét các trường hợp
- Theo đầu bài: 1,02 gam hỗn hợp Mg và Fe qua những biến đổi chỉ thu được 0,9 gam chất rắn D Như vậy CuSO4 thiếu, kim loại còn dư
- Gọi số mol Mg và Fe ban đầu lần lượt là a (mol) và b (mol)
Ta có: 24a + 56b = 1,02 (I)
- Vì Mg mạnh hơn Fe nên trong phản ứng với CuSO4 thì Mg phản ứng trước
+ Trường hợp 1: Chất rắn B gồm 3 kim loại Mg, Fe, Cu.