Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ X lại một lần nữa nhấn mạnh: “ Chỉ tiêu hàng đầu cho việc nâng cao chất lượng dạy và học, nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên và tăng cường cơ sở vật ch
Trang 1A PHẦN I: MỞ ĐẦU
I Đặt vấn đề
Trong sự nghiệp đổi mới toàn diện đất nước, đổi mới nền giáo dục và
đào tạo là một trong những trọng tâm của sự phát triển Để đáp ứng nhu cầu về người - nguồn nhân lực là yếu tố quyết định sự phát triển của đất nước,cần phải tạo sự chuyển biến cơ bản toàn diện về giáo dục và đào tạo, trong đó có sự thay đổi về phương pháp dạy học và kiểm tra đánh giá Nghị quyết đại đảng lần thứ
IX đã nêu: “Đổi mới phương phát dạy học, coi trọng thực hành, thực nghiệm, làm chủ kiến thức, tránh nhồi nhét, học vẹt, học chay Đổi mới và tổ chức thực hiện nghiêm minh chế độ thi cử” Nghị quyết Đại hội Đảng lần thứ X lại một lần nữa nhấn mạnh: “ Chỉ tiêu hàng đầu cho việc nâng cao chất lượng dạy và học, nâng cao chất lượng đội ngũ giáo viên và tăng cường cơ sở vật chất của nhà trường, phát huy khả năng sáng tạo và độc lập suy nghĩ của học sinh…”
Điều 28 luật giáo dục (2005) nước ta đã nêu: “ Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh, phù hợp với từng đặc điểm của từng lớp, môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện
kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập của học sinh”
Môn Hoá học là môn khoa học tự nhiên, môn hoá học cung cấp cho học sinh những trí thức khoa học phổ thông cơ bản về các chất, sự biến đổi của các chất, mối liên hệ qua lại giữa công nghệ hoá học, môi trường và con người Những tri thức này rất cần thiết, giúp học sinh có nhận thức khoa học về thế giới vật chất, góp phần phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh, phát triển năng lực nhận thức và năng lực hành động cho các em Nhiệm vụ được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau song một số bài tập hoá học một cách linh hoạt sẽ
có hiệu quả cao Bài tập hoá học được đánh giá là phương pháp dạy học hiệu quả nghiêm túc trong việc phát triển năng lực nhận thức và tư duy, góp phần đào tạo con người theo định hướng đổi mới giáo dục của Đảng là sự cần thiết
Trong những năm gần đây, trong các đề thi đại học, cao đẳng luôn có những bài tập khó để học sinh “chinh phục” nhằm lấy điểm cao Một trong các dạng bài tập quan trọng đó là dạng bài tập vận dụng cao về ion NO3- trong môi trường H+, học sinh sẽ gặp rất nhiều khó khăn để tìm ra hướng giải loại bài tập này Khi giải loại bài tập này yêu cầu học sinh phải có tư duy cao và vận dụng thành thạo các định luật bảo toàn trong hóa học, phân tích đúng hướng Bài tập tính oxi hóa của ion nitrat trong môi trường axít là loại bài tập khó, yêu cầu đặt
Trang 2ra là học sinh phải nắm chắc bản chất các quá trình để có khả năng biến đổi linh hoạt
Với những lý do trên, tôi chọn đề tài “ Phát triển tư duy học sinh
thông qua các dạng bài tập về tính oxi hóa của dung dịch chứa ion H + và ion
NO 3 - ” với hi vọng mang lại cho các em học sinh lớp11, 12 một số kinh nghiệm
trong việc giải bài tập loại này được tốt hơn
II Mục đích, nhiệm vụ của sáng kiến
II.1 Mục đích: Lựa chọn, xây dựng sử dụng hệ thống bài tập hoá học góp phần
phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh thông qua môn hoá học lớp 11
Chỉ ra được những nội dung cần nắm vững để giải loại bài tập này được nhanh hơn, dễ hiểu hơn, đem lại kết quả cao nhất trong quá trình làm bài tập trắc nghiệm
II.2 Nhiệm vụ
Nghiên cứu cơ sở lý luận về phát triển năng lực nhận thức và tư duy của học sinh trong quá trình dạy, học hoá học, tác dụng của bài tập hoá học trong việc phát triển năng lực nhận thức
Lựa chọn , xây dựng hệ thống bài tập phần dung dịch có tính oxi hóa mạnh trong chương trình hoá học lớp 11 theo các mức độ nhận thức và tư duy
III.Đối tượng nghiên cứu:
Dạy và học môn hoá học ở trường trung học phổ thông Nông Cống 1 - lớp 11, Lớp 12
IV Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu bản chất: các quá trình xảy ra, các định luật bảo toàn thường sử dụng, vai trò của ion H+ trong quá trình, công thức tính nhanh số mol H+ phản ứng, phân tích dự đoán dung dịch thu được
Khảo sát học sinh để phân loại các đối tượng sao cho phù hợp với mỗi mức
độ của bài tập đưa ra
Xây dựng phương pháp giải cụ thể cho một số bài tập
V Phạm vi nghiên cứu
Trong thời quá trình giảng dạy, vừa nghiên cứu vừa áp dụng bồi dưỡng học sinh giỏi và ôn thi trung học phổ thông quốc gia
Trang 3B PHẦN 2: NỘI DUNG
I Cơ sở lí luận và thực tiễn của sáng kiến
1 Cơ sở lí luận
Đối với dạng bài tập tính oxi hóa của ion nitrat trong môi trường axít, việc viết phương trình để giải là rất phức tạp, đôi khi còn gặp nhiều rắc rối trong quá trình giải toán Điều quan trọng nhất đối với học sinh là phải phân tích được đề bài, xây dựng được sơ đồ tổng quát của bài toán
Kỹ năng giải toán hoá học chỉ được hình thành khi học sinh nắm vững lý thuyết, nắm vững các kiến thức về tính chất hoá học của chất, biết vận dụng kiến thức vào giải bài tập Học sinh phải hình thành được một mô hình giải toán, các bước để giải một bài toán, kèm theo đó là phải hình thành ở học sinh thói quen phân tích đề bài và định hướng được cách làm đây là một kỹ năng rất quan trọng đối với việc giải một bài toán hóa học Do đó, để hình thành được kỹ năng giải nhanh loại bài tập này thì ngoài việc giúp học sinh nắm được bản chất của các quá trình xãy ra thì giáo viên phải hình thành cho học sinh một phương pháp giải nhanh bên cạnh đó rèn luyện cho học sinh tư duy định hướng khi đứng trước một bài toán và khả năng phân tích đề bài
Chính vì vậy việc rèn luyện cho học sinh các phương pháp giải nhanh bài tập
NO 3 - trong môi trường H + để giúp học sinh định hướng đúng, xử lý nhanh khi làm bài tập loại này là điều rất cần thiết, nó giúp học sinh có tư duy khoa học khi học tập hoá học
2 Đặc điểm và phẩm chất của tư duy
2.1 Những đặc biệt của tư duy
- Đặc điểm quan trọng của tư duy là có tính vấn đề
- Tư duy là mức độ cao nhất của nhận thức có qua hệ chặt chẽ với nhận thức cảm tính
- Tư duy phản ảnh gián tiếp
2.2 Những phẩm chất của tư duy
* Tính khái quát
2.3 Tư duy hoá học – Đánh giá trình độ phát triển tư duy của học sinh
- Tư duy hoá học được đặc trưng bởi phương pháp nhận thức hoá học nghiêm cứu các chất và các quy luật chi phối quá trình biến đổi này
Trang 4- Cơ sơ của tư duy hoá học là sự liên hệ quá trình phản ứng với sự tương tác giữa các tiểu phân của thế giới vi mô ( Phân tử, nguyên tử, ion, electron )
- Đặc điểm của quá trình tư duy hoá học phân phối chặt chẽ, thống nhất giữa sự biến đổi bên trong(Quá trình phản ứng hoá học) với các biểu hiện bên ngoài(dấu hiệu nhận biết, điều kiện xảy ra phản ứng)
2.4 Sự phát triển tư duy trong dạy học hoá học
Trong học tập hoá học, việc giải các bài tập hoá học (bài tập định tính, bài tập đinh lượng) là một trong những hoạt động chủ yếu để phát triển tư duy, thông qua các hoạt động này tạo điều kiện tốt nhất để phát triển năng lực hành động cho học sinh
II Thực trạng vấn đề nghiên cứu
II.1 Thuận lợi
- Trong quá trình thực hiện đề tài sáng kiến kinh nghiệm bản thân tôi đã được tham khảo rất nhiều nguồn tư liệu thông tin thông qua các tài liệu sách báo, mạng internet Ngoài ra còn có sự giúp đỡ, góp ý nhiệt tình của bạn bè, đồng nghiệp trong và ngoài trường
- Trong quá trình còn đi học cho đến khi là giáo viên bản thân tôi đã luôn tìm tòi, học hỏi và sưu tầm được một nguồn bài tập phong phú
-Nội dung trong sáng kiến kinh nghiệm lần này bản thân tôi đã áp dụng, lồng ghép vào quá trình giảng dạy và thấy đạt hiệu quả cao trong dạy học, làm cho các em thấy thích thú với môn học và chất lượng học tập của các em đã có sự nâng lên, điều đó đã thúc đẩy tôi thực hiện nội dung sáng kiến này
II.2 Khó khăn.
- Kỹ năng giải bài tập hóa học của học sinh còn yếu
- Chưa nắm vững lí thuyết và các bước cần thiết cho một bài tập cần tư duy
- Khi gặp bài toán dạng này thông thường học sinh sẽ gặp nhiều khó khăn trong việc tìm hướng giải quyết Nhiều bài tập trong các đề thi đại học các em thường không làm vì thấy phức tạp
III Một số lưu ý khi giải bài toán tính oxi hóa mạnh của ion nitrat trong môi trường axit
Khi cho hỗn hợp các chất (kim loại, muối, oxit của kim loại) tác dụng với dung dịch HNO3 ( tạo môi trường (H+, NO3-) thì thường gặp bài toán có thể mô tả bằng sơ đồ tổng quát như sau:
Trang 52
2 2
2 2 3
2
4 4
3
m
m n
NO NO
N O Khí Z + H O
N H X
CO H
Kim loại
X hhX Oxit kim loại + NO
NH (có thể có)
SO ,
dd Y H (có thể có)
NO (c
2 4
o ùthể có) Cl
SO ,
III.1 Các quá trình
a Quá trình oxi hĩa
-Thơng thường là các quá trình nhường e của kim loại, ion kim loại, phi kim, VD: M → Mn+ + ne
b Quá trình khử
-Thơng thường gặp một số quá trình sau:
2
2
2
2
2H + NO + e NO + H O
4H + NO + 3e NO + 2H O
10H + NO + 8e N O + 5H O (*)
12H + NO + 10e N + 6H O
10H + NO + 8e NH + 3H O
H + 2e
2
H (**)
O + 2e O (Nếu có qui đổi hỗn hợp có Oxi),
n(e nhận) = 1 nNO nNO nN O nN nNH nH nO(co ùqui đổi)+
III.2 Các định luật bảo tồn thường sử dụng
- Bảo tồn nguyên tố
- Bảo tồn điện tích
- Bảo tồn electron
- Bảo tồn khối lượng
III.3 Vai trị của H +
-Làm mơi trường: các quá trình (*)
-Là chất oxi hĩa: quá trình (**)
-Tham gia phản ứng trao đổi, ví dụ như:
2H+ + O2- → H2O
2H+ + CO32- → CO2 + H2O
Trang 6III.4 Số mol H + phản ứng
III.5 Dự đoán thành phần dung dịch Y
a Nếu trong hỗn hợp phản ứng ban đầu có kim loại có tính khử mạnh (Mg, Al, Zn, ) và hợp chất của chúng thì dung dịch Y thông thường có muối amoni
NH4+
b Nếu trong hỗn hợp X có Fe và hợp chất của sắt tham gia phản ứng thì dung dịch Y thông thường gồm Fe2+, Fe3+ (trừ các trường hợp đề cho tồn tại một ion, hoặc có dữ kiện để xác định dung dịch chỉ tồn tại một ion)
c Nếu sản phẩm có khí H2 xuất hiện thì dung dịch Y không có ion NO3- (NO3
-đã hết)
d Nếu dung dich Y chỉ gồm các muối trung hòa thì trong dung dịch Y không có ion H+ (H+ hết)
e Nếu dung dịch Y gồm (Fe2+, Fe3+, một số ion khác, ) tác dụng với AgNO3 dư, sản phẩm thu được có khí thì kết luận trong dung dịch có ion H+
f Một số trường hợp thường gặp của dung dich Y
3
2 3 3
4
1
ddAgNO dö
Fe Fe
AgCl H
Na
Cl ,
Trang 73 3
Fe
Fe
Al
H
Na
Cl ,
2 3 2
4
29 18
0 91 3
0 01
0 01
0 92
Fe
, g
Fe m(g)
VD : ddY(46,95g) + 0,91 mol KOH (tối đa)
ddZ Na , mol
Na , mol
Cl , mol
NH ?
Cl ?
*Nên tìm thành phần dung dịch Z mặc dù đề bài
4 4
0 92
17 0 91 29 18
23 0 01 18
không yêu cầu (VD trường hợp này tính được nCl , mol)
*Co ùthể tính được giá trị m, nNH ,từ đó vận dụng các định luật bảo toàn nhanh hơn
13 88
0 01
0 92 35 5 46 95
m , gam nNH , mol
IV.Lựa chọn và xây dựng hệ thống bài tập hố học phát triển tư duy của học sinh.
Dạng 1: Cho Cu tác dụng với dung dịch chứa ion H + và NO 3
-PT ion: 3Cu + 8H+ + 2NO3- 3Cu2+ + 2NO + 2H2O
Câu 1: Cho 3,2 gam bột Cu tác dụng với 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3
0,8M và H2SO4 0,2M Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, sinh ra V lít khí
NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của V là
A 0,746 B 0,448 C 1,792 D 0,672.
Câu 2: Cho 7,68 gam Cu vào 200 ml dung dịch gồm HNO3 0,6M và H2SO4
0,5M Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn (sản phẩm khử duy nhất là NO),
cơ cạn cẩn thận tồn bộ dung dịch sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là
A 20,16 gam B 22,56 gam C 19,76 gam D 19,20 gam.
Câu 3: Cho 0,3 mol bột Cu và 0,6 mol Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,9 mol
H2SO4 (lỗng) Sau khi các phản ứng xảy ra hồn tồn, thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của V là
Trang 8A 6,72 B 8,96 C 4,48 D 10,08
Dạng 2: Cho Fe vào dung dịch chứa ion H + và NO 3
-Câu 1: Cho m gam bột Fe vào 800 ml dd hh gồm Cu(NO3)2 0,2M và H2SO4
0,25M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,6m gam hh bột kim loại và V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của m và V lần lượt là
A 10,8 và 4,48 B 10,8 và 2,24
C 17,8 và 2,24 D 17,8 và 4,48.
Câu 2: Cho a gam Fe vào 100 ml dung dịch hỗn hợp gồm HNO3 0,8M và Cu(NO3)2
1M Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 0,92a gam hỗn hợp kim loại và khí NO (sản phẩm khử duy nhất của N+5) Gía trị của a là
A 8,4 B 5,6 C 11,2 D 11,0
Câu 3 Cho m gam bột Fe vào dung dịch chứa Cu(NO3)2 và NaHSO4, kết thúc hản ứng thấy thoát ra hỗn hợp khí gồm NO và 0,04 mol H2; đồng thời thu được dung dịch X chỉ chứa các muối sunfat có khối lượng 64,68 gam và 0,6m gam hỗn hợp rắn không tan Biết răng NO là sản phẩm khử duy nhất của N+5 Giá trị của m là
A 23,6 B 25,2 C 26,2 D 24,6
Dạng 3: Cho hỗn hợp Cu, Fe, oxit sắt vào dung dịch chứa ion H + và NO 3
-Câu 1: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu và Fe3O4 tác dụng với dung dịch
HNO3 loãng, đun nóng và khuấy đều Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch Y và còn lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y, thu được m gam muối khan Giá trị của m là
Câu 2: Cho 0,3 mol bột Cu và 0,6 mol Fe(NO3)2 vào dung dịch chứa 0,9 mol
H2SO4 (loãng) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được V lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) Giá trị của V là
A 6,72 B 8,96 C 4,48 D 10,08
Câu 3: Để 17,92 gam Fe ngoài không khí một thời gian thu được hỗn hợp X.
Hòa tan hết X trong dung dịch HCl loãng dư thu được 2,016 lít H2(đktc) và dung dịch có chứa 22,86 gam FeCl2 Mặt khác, hòa tan hết X trong 208 gam dung dịch HNO3 31,5% thu được dung dịch Y (không chứa muối NH4+) Để tác dụng hết với các chất có trong Y cần dùng dung dịch chứa 0,88 mol NaOH Nồng độ
% Fe(NO3)3 trong dung dịch Y là
A 26,56% B 25,34% C 26,18% D 25,89%
Trang 9Hướng dẫn giải
2 3
0 09
0 18
0 32
2 0 18 3 0 14 2 0 09
2
KK
[e]
, mol H + H O
dd O
H Cl
2 2
3
3
0 32
1 04
0 3
0 88
tôí đa 0,88molNaOH
N
O xmol
dd
3
3 3 0 32 0 96 0 88
Chắc chắn có NO
*Phân tích dd Y Không thể chỉ có Fe (vì nOH , , ,
H hết
2 0 08 3 0 24 2 5 0 16 2 0 3 0 26
[N]
[e]
Ta có
nN(spk)=1,04-0,88=0,16mol
, , x , , x nO(spk) , mol
3 3
m(spk) , g m(ddY) , g C%Fe(NO ) , %
Dạng 4: Hỗn hợp gồm hợp chất Fe(II) và kim loại tác dụng với dung dịch chứa ion H + và NO 3
-Câu 1 Hịa tan hết 11,02 gam hỗn hợp X gồm FeCO3, Fe(NO3)2, Al vào dung dich Y chứa KNO3 và 0,4 mol HCl, thu được dung dich Z và 2,688 lít (đktc) hỗn hợp khí T gồm CO2, H2, NO (cĩ tỉ lệ mol tương ứng là 5:2:5) Dung dịch Z phản ứng tối đa với 0,45 mol NaOH Nếu cho dung dịch Z tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thì thu được m gam kết tủa Biết các phản ứng xảy ra hồn tồn và
NO là sản phẩm khử duy nhất của của N+5 trong các quá trình trên Giá trị m là
A 63,88 B 68,74 C 59,02 D 64,69.
Hướng dẫn giải:
Trang 102 3
0 45 3
3
3 2
3
2 2 2
0 4
0 05
0 4
11 02
0 4
0 05
0 02
0 05
toái ña: , mol NaOH AgNO dö
Ag mg
H
, g X Fe(NO )
Al
H O
Ta có: nH+ pứ = 2 nCO2 + 2 nH2 + 4 nNO = 0,34 mol → nH+
(Z) = 0,06 mol
[C] nFeCO , mol [Fe] nFe(NO ) (x y , )mol
0 06
2 2 0 1 0 05
0 01
116 0 05 180 0 05 27 11 02
[ , ]
[nOH ]
[N]
mX
z , mol
x y , t ,
t , mol
Cho dung dịch (Z) + AgNO3dư, các phản ứng như sau:
Ag+ + Cl- → AgCl
0,4
3Fe2+ + 4H+ + NO3- → 3Fe3+ + NO + 2H2O
0,045←0,06
Fe2+ + Ag+ → Fe3+ + Ag
0,015 →0,015
AgCl 0, 4
m 59,02gam
Ag 0, 015
Câu 2 Hòa tan hết 16,58 gam hỗn hợp X gồm Al, Mg, Fe, FeCO3 trong dung dịch chứa 1,16 mol NaHSO4 và 0,24 mol HNO3 thu được dung dịch Z (chỉ chứa muối trung hòa) và 6,89 gam hỗn hợp khí Y gồm CO2, N2, NO, H2 (trong Y có 0,035 mol H2 và tỉ lệ số mol NO : N2 bằng 2 : 1) Dung dich Z phản ứng được tối
đa với 1,46 mol NaOH, lọc lấy kết tủa đem nung nóng trong không khí đến khối lượng không đổi thu được 8,8 gam chất rắn Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn Phần trăm khối lượng Fe đơn chất trong X là
A 16,89% B 20,27% C 33,77% D.
13,51%
Hướng dẫn giải: