Vận dụng các kiến thức hoá học cơ bản để xác định công thức chất vô cơ

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH HÓATRƯỜNG THPT 3 CẨM THỦY SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI: VẬN DỤNG CÁC KIẾN THỨC HÓA HỌC CƠ BẢN ĐỂ XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC CHẤT VÔ CƠ Người thực hiện: Hà Thanh

SỞ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT 3 CẨM THỦY

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI:

VẬN DỤNG CÁC KIẾN THỨC HÓA HỌC CƠ BẢN ĐỂ

XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC CHẤT VÔ CƠ

Người thực hiện: Hà Thanh Tâm

III- Phạm vi nghiên cứu

IV- Phương pháp nghiên cứu

B- Nội Dung

2

C- Giải quyết vấn đề 4 D- Phần ví dụ minh họa

I- Phương pháp xác định tên nguyên tố

dựa vào khối lượng mol

Bài tập minh họa

5

Bài tập áp dụngII- Phương pháp xác định tên nguyên tố

dựa vào vị trí trong BTH

Bài tập minh họa 15

Dạng 2 Dựa vào tính chất hóa học 16

H- Kiến nghị đề xuất

A MỞ ĐẦU.

I/ LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI.

Nêu lên tầm quan trọng của giáo dục cho thế hệ trẻ nhân ngày khai trường đầu

tiên của nước Việt Nam dân chủ cộng hoà, Chủ tịch Hồ Chí Minh nói:

"Non sông Việt Nam có trở nên tươi đẹp hay không, dân tộc Việt Nam có bước tới đài vinh quang để sánh vai với các cường quốc năm châu được hay không, chính là nhờ một phần công lớn công học tập của các cháu".

Trong điều kiện hiện nay, khi khoa học của nhân loại phát triển như vũ bão,nền kinh tế trí thức có tính toàn cầu thì nhiệm vụ của ngành giáo dục vô cùng to lớn:Giáo dục không chỉ truyền đạt kiến thức cho học sinh mà còn phải giúp học sinh vậndụng kiến thức khoa học vào cuộc sống, vừa mang tính giáo dục, vừa mang tính giáodưỡng nhưng cao hơn là giáo dưỡng hướng thiện khoa học

Phân môn hoá học trong trường phổ thông giữ một vai trò quan trọng trong việchình thành và phát triển trí dục của học sinh Mục đích của môn học là giúp cho họcsinh hiểu đúng đắn và hoàn chỉnh, nâng cao cho học sinh những tri thức, hiểu biết vềthế giới , con người thông qua các bài học, giờ thực hành của hoá học Học hoá đểhiểu, giải thích được các vấn đề thực tiễn thông qua cơ sở cấu tạo nguyên tử, phân tử,

sự chuyển hoá của các chất bằng các phương trình phản ứng hoá học đồng thời khởinguồn, là cơ sở phát huy tính sáng tạo đưa những ứng dụng phục vụ trong đời sốngcủa con người

Đó là vấn đề cần quan tâm và nghiên cứu nghiêm túc Trong sáng kiến kinh nghiệm

(SKKN) này, tôi có đề cập đến một khía cạnh "Vận dụng các kiến thức hoá học cơ

bản để xác định công thức chất vô cơ " với mục đích giúp học sinh học hóa dễ hiểu,

thiết thực, gần gũi với nguyên tố hóa học hơn và lôi cuốn học sinh khi tiếp cận với

”Bảng Tuần Hoàn Các Nguyên Tố Hóa Học ” Để hoá học luôn là môn khoa học đầyhứng thú và sáng tạo

II.MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU

1.Mục tiêu:

Mục tiêu của đề tài này là giúp cho học sinh biết cách xác định công thức cácchất vô cơ , đây là phần nội dung mà học sinh thường gặp phải khó khăn khi gặp bàitoán này , đồng thời giúp học sinh nắm chắc lý thuyết hóa học vận dụng vào thựchành nhằm khắc sâu kiến thức cơ bản của bộ môn hóa học, là cơ sở phát huy tính sáng

tạo đưa những ứng dụng phục vụ trong đời sống của con người Hóa học góp phầngiải tỏa , xoá bỏ hiểu biết sai lệch làm hại đến đời sống, tinh thần con người

2.Nhiệm vụ nghiên cứu:

Vận dụng các kiến thức hoá học cơ bản để xác định công thức các chất vô cơ

III PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Trong khuôn khổ một đề tài sáng kiến kinh nghiệm, tôi chỉ dừng lại nghiên cứunhững vần đề sau:

- Dùng phương pháp giải toán để tiến hành các bước giải một bài tập hóa học

- Một số phương pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng vàbảo toàn electron để giải

- Cách sử dụng Bảng Tuần Hoàn để xác định tên nguyên tố hóa hoc

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Phương pháp chủ đạo : Tổng kết kinh nghiệm , tổng hợp

- Phương pháp hổ trợ : Phân tích , đánh giá

B.NỘI DUNG

I.Thực trạng của việc dạy hoá học ở các trường phổ thông

Trước tình hình học hoá học phải đổi mới phương pháp dạy đã và đang thực sự

là yếu tố quyết định hiệu quả giờ dạy Một trong những yếu tố để đạt giờ dạy có hiệuquả và tiến bộ là phải phát huy tính thực tế, giáo dục về môi trường, về tư tưởng vừamang bản sắc dân tộc mà không mất đi tính cộng đồng trên toàn thế giới, những vấn

đề cũ nhưng không cũ mà vẫn có tính chất cập nhật và mới mẻ, đảm bảo: Tính khoahọc - hiện đại, cơ bản, tính thực tiễn và giáo dục kỹ thuật tổng hợp, tính hệ thống sưphạm

Tuy nhiên mỗi tiết học không nhất thiết phải hội tụ nhất thiết những quan điểmnêu trên, cần phải nghiên cứu kỹ lưỡng , đừng quá lạm dụng khi lượng kiến thứckhông thống nhất

Việc vận dụng phương pháp xác định công thức chất vô cơ phụ đạo cho họcsinh vừa củng cố và tái hiện lại kiến thức hóa học đồng thời giúp học sinh vận dụngthành thạo bảng hệ thống tuần hoàn vì đây là tài liệu luôn đồng hành cùng học sinhTHPT đặc biệt là học sinh lớp 10

II.Thực tế giảng dạy cho thấy:

Môn hoá học trong trường phổ thông là một môn học khó, nếu không có nhữngbài giảng và phương pháp hợp lý phù hợp với thế hệ học trò dễ làm cho học sinh thụđộng trong việc tiếp thu, cảm nhận Đã có hiện tượng một số bộ phận học sinh khôngmuốn học hoá học, ngày càng lạnh nhạt với giá trị thực tiễn của hoá học.

Nhiều giáo viên chưa quan tâm đúng mức với đối tượng giáo dục: Chưa đặt racho mình nhiệm vụ và trách nhiệm nghiên cứu, hiện tượng dùng đồng loạt cùng mộtcách dạy, một bài giảng cho nhiều lớp, nhiều thế hệ học trò là không ít Do phươngpháp có tiến bộ mà người giáo viên đã trở thành người cảm nhận, truyền thụ tri thứcmột chiều Giáo viên nên là người hướng dẫn học sinh chủ động trong quá trình lĩnhhội tri thức hoá học Hãy "thắp sáng ngọn lửa " chủ động lĩnh hội tri thức trong từnghọc sinh, đừng biến học sinh thành "cái bình đựng kiến thức" vô thức, xa rời thực tiễn

Việc học sinh nhớ được tên, ký hiệu của mỗi nguyên tố là một vấn đề mà đa sốhọc sinh thường gặp phải khó khăn khi nhắc tới Vẫn đề đó lại trở nên khó khăn hơnkhi học sinh cần phải xác định tên nguyên tố hóa học Nên việc giảng giải cho họcsinh khi gặp với dạng bài tập này thường gặp phải bế tắc vì học sinh chứa biết phươngpháp giải

Kết quả, hiệu quả của thực trạng trên để việc giảng dạy môn hóa học đạt hiệuquả cao hơn tôi đã mạnh dạn đề cập thêm phương pháp xác định công thức chất vô cơnhằm phụ đạo thêm cho học sinh lóp 10 THPT sau khi học xong bài Sự biến đổi tuầnhoàn tính chất các nguyên tố hóa học

- Trong phạm vi đề tài tôi không có tham vọng giải quyết mọi vấn đề trong thựctiễn để có thể để nâng cao hiệu quả dạy - học môn hóa học ở trường THPTmà chỉmạnh dạn đưa ra một số phương pháp xác định công thức các chất vô cơ để độc giả vàquý thầy cô có thể nghiên cứu và ứng dụng cho đối tượng sư phạm của mình Đềxuất của cá nhân coi đó là kinh nghiệm qua một số ví dụ minh họa, với mong muốngóp phần tạo ra và phát triển phương pháp dạy hóa học hiệu quả qua các bài giảnghóa học

Cơ sở lý luận và thực tiễn dạy học tôi đã thấy rằng:"Vận dụng các kiến thức hoáhọc cơ bản để giải một bài tập hóa học là niềm say mê sáng tạo và sự hứng thú trongdạy học Hoá học " nhằm nâng cao hiệu quả dạy - học môn hóa học ở trường THPTbằng việc giải các bài toán hóa học, khơi dậy niềm đam mê, học sinh hiểu được những

bí ẩn của nguyên tố hóa học và cấu tạo của bảng tuần hoàn Để thực hiện được, ngườigiáo viên cần nghiên cứu kỹ cấu tạo bảng tuần hoàn, tính chất hóa học của nguyên tố

và hợp chất vô cơ

Hình thành giáo án theo hướng phát huy tích cực chủ động của học sinh, phảimang tính hợp lý và hài hòa, nhẹ nhàng, đôi lúc có khôi hài nhưng sâu sắc, vẫn đảmnhiệm được mục đích học môn hóa học

I Các giải pháp thực hiện:

1.Vận dụng các kiến thức hoá học cơ bản để giải một bài toán hóa học và một

số phương pháp phân tích định tính để xác định thành phần nguyên tố hóa học

2 ."Vận dụng các kiến thức Bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học" Để xácđịnh tên nguyên tố hóa học và tính chất của các nguyên tố hóa học để dự đoán loạihợp chất mà mình nghiên cứu

3 Vận dụng quy luật hóa trị các nguyên tố kim loại để biện luận xác địnhnguyên tử khối của nguyên tố và tìm công thức của nguyên tố

4.Vận dụng các kiến thức hoá học cơ bản hóa học trong việc lập công thứcphân tử hợp chất để đặt được công thức tổng quát của hợp chất vô cơ

5 Sử dụng quy tắc đường chéo và phương trình phản ứng để xác định số molcủa nguyên tố cần xác định

II Các biện pháp tổ chức thực hiện:

Để tổ chức thực hiện được giáo viên có thể dùng nhiều phương tiện, nhiềucách như: Bằng lời giải thích, bằng phương trình minh họa, thí nghiệm nêu hiện tượngxảy ra, … có thể tiến hành dạy trong hoàn cảnh dùng máy chiếu hay không dùng máychiếu… điều này cần phụ thuộc vào giáo viên ở mỗi trường THPT, căn cứ vào hoàncảnh cụ thể và phong cách dạy khác nhau để huy động tối đa vì hiệu quả giáo dục vớinội dung đề tài này, có những kinh nghiệm có thể áp dụng cho nhiều người, nhưng cónhững phong cách không thể áp dụng cho giáo viên khác Vì phong cách dạy “ nó nhưtính cách của mỗi con người không thể ai cũng giống ai” nhưng đảm bảo được nộidung dạy học theo yêu cầu của chương trình Tôi nói như vậy không có nghĩa ngườigiáo viên không đổi mới phương pháp giảng dạy mà mỗi giáo viên luôn phải tìm cáchđổi mới trong phong cách dạy của mình theo yêu cầu của thực tiễn hiện hành Có thểnói “người giáo viên như một đạo diễn cho tiết dạy của mình”

D PHẦN VÍ DỤ MINH HOẠ PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC CHẤT VÔ CƠ

I Phương pháp xác định tên nguyên tố dựa vào khối lượng mol:

Phương pháp giải :

B1 Gọi M là kí hiệu hóa học nguyên tố cần xác định, với hóa trị tương ứng là n ( nếu

bài toán không cho biết hóa trị nguyên tố đó)

B2 Viết phương trình phản ứng, từ phương trình phản ứng xác định số mol nguyên tố

M

B3 Lập biểu thức tính nguyên tử khối nguyên tố M theo công thức :

x

m

M  (*) (trong đó m là khối lượng chất pư , x là số mol tương ứng)

+ Đối với bài toán cho biết hoá trị của kim loại thì ta dựa vào ptpư và công thức*

“Tìm được trực tiếp M.”=> tên nguyên tố cần xác định

+ Đối với bài toán chưa cho biết hoá trị của nguyên tố thì dựa vào ptpư và công thức*

“Tìm được phương trình toán học dạng f(n) và biện luận tìm M theo số hoá trị của

nguyên tố (với M là kim loại thì n = 1 , 2, 3 còn với M là phi kim thì n = 1 , 2 , 3 , 4 ,

5 , 6 , 7).

+ Đối với bài toán xác định hỗn hợp hai kim loại thì sử dụng khối lượng mol trung

bình , hoặc dựa vào khoảng biến thiên khối lượng mol để xác định tên nguyên tố Khi

đó khối lượng mol nguyên tử tìm được dựa vào biểu thức (*) là khối lượng molnguyên tử trung bình của hai nguyên tố cần xác định

Bài tập minh họa :

Bài 1 : Cho 0,3 gam kim loại M có hoá trị không đổi tác dụng hết với nước được

168ml H2 (đktc) Xác định nguyên tố R

Hướng dẫn : Ta có n H 0 , 0075mol

4 , 22

168 , 0

x0,00752 0,015



dựa vào * ta có được phương trình 20 ( )

015 , 0

3 , 0

u n n x

m

M   

và biện luận tìm M theo n = 1 , 2 , 3 thì chỉ có n = 2 và M = 40 (u) Kim loại M là Ca

Bài 2 : Cho 8,8 gam hỗn hợp hai kim loại thuộc hai chu kỳ liên tiếp và đều ở nhóm

IIA trong HTTH tác dụng với dung dịch HCl thì thu được 6,72 lit H2 (đktc) Hai kimloại đó là

A Ca và Mg B Be và Mg C Ca và Sr D Sr và Ba

Hướng dẫn :

Ta có n H 0 , 3mol

4 , 22

72 , 6

Bài 3 : Cho 3,25 gam hỗn hợp X gồm một kim loại kiềm M và một kim loại M’ có

hoá trị II tan hoàn toàn vào nước tạo thành dung dịch D và có 1,1088 lit khí thoát ra ở 27,30C và 1 atm Chia dung dịch D thành hai phần bằng nhau :

- Phần 1 đem cô cạn thu được 2,03 gam chất rắn A

- Phần 2 Cho tác dụng với 100ml dung dịch HCl 0,35M tạo ra kết tủa B.

1- Xác định kim loại M , M’ và tính khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp X banđầu

2- Tính khối lượng kết tủa B (biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn)

Hướng đẫn : Do dung dịch sau phản ứng tác dụng với HCl tạo kết tủa nên M’ là kim

V P

n H 0 , 045

3 , 300 4 , 22

273 1088 , 1

từ pư 1 và 2 ta có khối lượng chất rắn thu được khi cô cạn dung dịch D là MOH và

O M M MOH

2

2

2 ' theo bài ra thì khi cô cạn ½ dung dịch D thu

được 2,03 gam chất rắn Vậy khối lượng chất rắn thu được khi cô cạn dung dịch D là 4,06 gam

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng cho phản ứng 1 và 2 ta có :

gam m

m m m

m m m

2- Cho HCl vào có pư :

Hướng đẫn : Đổi n H 0 , 03mol

4 , 22

672 , 0

2M + 3CuSO4 > M2(SO4)3 + 3Cu

theo pư ta có 2M gam kim loại M pư sinh ra (3x64= 192 gam) Cu

) ( 27 555

Bài tập áp dụng

Bài 1: Khi cho H2SO4 loãng dư tác dụng với hỗn hợp hai kim loại thì thu được 2,24 lít H2 (đktc) đồng thời khối lượng hỗn hợp đó giảm đi 6,5 gam Khi hoà tan phần kimloại còn lại là 1g trong H2SO4 đặc nóng dư thì thu được 112ml khí SO2 (đktc)

Xác định tên hai kim loại ? DS : Zn và Hg

Bài2 : Nhúng thanh kim loại X hoá trị II vào dung dịch CuSO4 sau một thời gian lấythanh kim loại ra thấy khối lượng giảm 0,05% Mặt khác cũng lấy thanh kim loại nhưtrên nhúng vào dung dịch Pb(NO3)2 thì khối lượng thanh kim loại tăng lên 7,1 % Biết

số mol CuSO4 và Pb(NO3)2 tham gia hai trường hợp bằng nhau Kim loại X là :

A Zn B Al C Fe D Cu

Bài 3 : Khi cho 3,1 gam hỗn hợp hai kim loại kiềm thuộc hi chu kỳ liên tiếp tác dụng

hết với nước ta thu được 1,12 lit H2(đktc) Xác định hai kim loại kiềm

A Li và Na B Na và K C K và Rb D Rb và Cs

Bài 4 : cho 6,4 gam hỗn hợp hai kim loại ở hai chu kỳ liên tiếp thuộc nhóm IIA tácdụng với H2SO4 dư thu được 4,48 lit H2 (đktc) Thành phần phần trăm khối lượng mỗikim loại trong hỗn hợp là

A Mg chiếm 37,5% và Ca chiếm 62,5% B Ca chiếm 40% và Mg chiếm 60%

C Ca chiếm 37,25% và Ba chiếm 62,5% D Ca chiếm 40% và Ba chiếm 60%

Bài 5 : Hoà tan hoàn toàn 1,08 gam kim loại A bằng dung dịch H2SO4 loãng thu được1,344 lit một chất khí ở 00C ; 1 atm 1 – Kim loại A là :

a Nhôm b Kẽm c Sắt d Crôm (đáp án a)

2- Lấy 6,84 gam muối sun fát kim loại A cho tác dụng vừa đủ với 0,2 lit dung dịch

KOH thấy tạo ra một chất kết tủa Lọc kết tủa rửa sạch và đem nung tới khối lượng không đổi thu được 1,53 gam một chất rắn Nồng độ mol của dung dịch KOH là : (biết các pư xảy ra hoàn toàn)

a 0,6M b 0,65M c 0,15M d 0.3M (đáp án b)

II Phương pháp xác định tên nguyên tố dựa vào vị trí trong BTH

Nguyên tắc : Dựa vào số hiệu nguyên tử để xác định tên nguyên tố.

Cơ sở áp dụng để xác đinh số hạt của nguyên tử :

1 Cấu tạo của nguyên tử gồm ba loại hạt cơ bản là proton (p); notron(n)và electron(e)

không mang điện là

(p + e) – n = 2p - n

2 Cấu tạo bảng tuần hoàn : Với hai nguyên tố ở hai chu kỳ kế tiếp nhau và thuộc

cùng một nhóm A ta có :

+ Tổng số hạt proton trong hai nguyên tử hai nguyên tố X , Y là PX + PY

+ Trong nguên tử có P = Z nên

- Nếu hai nguyên tố thuộc các chu kì nhỏ 2 ,

Z trong đó X là ký hiệu hóa học của nguyên tố, A là số khối

Bài tập minh họa

115 2

n

p n

p

n p

do p = Z nên điện tích hạt nhân của R = 35

(A đúng)

Bài 3: Nguyên tử của một nguyên tố X có tổng số các hạt là 82 Trong đó số hạt

mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 22 Nguyên tử khối của X là

2

82 2

n

p n

p

n p

Vậy A = p + n = 56 (B đúng)

Bài 4: Một hợp chất MX3 trong đó

Có tổng số các hạt là 196, Số hạt mang điện nhiều hơn hạt không mang điện là 60 Nguyên tử khối của X lớn hơn M là 8

Tổng số các hạt trong X nhiều hơn trong M là 12

Hãy xác định số hiệu nguyên tử của M và X , công thức phân tử

Hướng dẫn : gọi p , n , e là số các hạt proton, notron, electron của X và p’, n’ , e’ là

15 ' 19

12 ' ' 2 2

8 ' '

60 ) ' ' 2 ( 3

2

196 ) ' ' 2 (

3

2

n n p p

n p n

p

n P n

p

n p n

p

n p n