Trong quá trình giải bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối là một dạng bài tập quan trọng của chương trình hóa học lớp 9 THCS, tuy nhiên nhiều học sinh áp dụng lý thuyết để vận dụ
Trang 1MỤC LỤC Tran
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
KINH NGHIỆM GIẢNG DẠY BÀI TẬP KIM LOẠI TÁC DỤNG VỚI DUNG DỊCH MUỐI NHẰM NÂNG CAO CHẤT LƯỢNG MÔN HÓA HỌC Ở TRƯỜNG PTDTBTTHCS XUÂN LẸ, THƯỜNG XUÂN
Người thực hiện: Lê Hữu Tới Chức vụ: Giáo viên
Đơn vị công tác: Trường PTDTBTTHCS Xuân Lẹ SKKN thuộc môn: Hóa Học
THANH HOÁ NĂM 2021
Trang 21.2 Mục đích nghiên cứu.
1.3 Đối tượng nghiên cứu
1.4 Phương pháp nghiên cứu
2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm
2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm
3 Kết luận và kiến nghị
3.1 Kết luận
3.2 Kiến nghị
Tài liệu tham khảo
1 1 1 1 2 2
3 13 13 14 14 14 15
Trang 31 Mở đầu 1.1 Lí do chon đề tài.
Trong quá trình giải bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối là một
dạng bài tập quan trọng của chương trình hóa học lớp 9 THCS, tuy nhiên nhiều học sinh áp dụng lý thuyết để vận dụng giải bài tập hóa học còn gặp khó khăn
Đa số học sinh không tự giải quyết được các bài tập này, một số học sinh chỉ biết làm bài tập một cách máy móc mà không hiểu được bản chất Chính vì lý
do trên tôi chọn đề viết sáng kiến kinh nghiệm: “Kinh nghiệm giảng dạy dạng bài tập kim loại tác dụng với dung dich muốí nhằm nâng cao chất lượng môn hóa học ở trường PTDTBT THCS Xuân Lẹ, Thường Xuân”
1 2 Mục đích nghiên cứu.
Mục đích của chuyên đề này là giúp các em củng cố được kiến thức cơ bản liên quan đến dạng bài tập kim loại tác dụng với dung dich muối, rèn luyện
kỹ năng giải bài tập toán hoá để có cách giải nhanh nhất, chính xác nhất, bên cạnh đó giảm bớt lo sợ trong học sinh, giúp các em có hứng thú học tập bộ môn Hoá học cũng như tự tin hơn trên con đường học tập của mình
Dạng bài tập kim loại tác dụng với muối là một dạng bài tập mà học sinh bắt đầu tìm hiểu ở bậc THCS, sau đó học sinh sẽ đi sâu tìm hiểu vấn đề này trong chương trình hóa học THPT Dó đó tôi đưa ra những dạng bài tập khác nhau, trong mỗi dạng có các bài tập từ đơn giản đến phức tạp, để phù hợp với mức độ nhận thức của từng đối tượng học sinh
Căn cứ vào chương trình giáo dục môn hóa học trung học cơ sở, tôi đưa ra phương pháp giảng dạy các dạng bài tập khác nhau cụ thể gồm:
- Dạng 1: “Kim loại không tan trong nước tác dụng với dung dịch muối” bao gồm xét các trường hợp: “Một kim loại tác dụng với dung dịch một muối”,“Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa hai muối”, “Hai kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối”
- Dạng 2: Kim loại tan trong nước tác dụng với dung dịch muối Mỗi dạng đều đi sâu vào nghiên cứu, tìm hiểu nắm vững lí thuyết, sau đó đưa ra các bài tập áp dụng, phương pháp giải cụ thể các bài tập từ dễ đến khó, và những bài tập tự luyện
1 3 Đối tượng nghiên cứu.
Rèn luyện kĩ năng làm bài tập định lượng dạng bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối cho học sinh khối lớp 9 Trường PTDTBT THCS Xuân Lẹ, huyệnThường Xuân
1 4 Phương pháp nghiên cứu.
- Điều tra thực trạng, thực tế giảng dạy
- Nghiên cứu tài liệu
- Ứng dụng thể nghiệm
- Phương pháp quan sát
- Phương pháp nghiên cứu sản phẩm học sinh: Thông qua bài kiểm tra, vở bài tập, vở ghi
2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm
Trang 42 1 Cơ sở lí luận
- Nhiệm vụ giáo dục phổ thông là phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động sáng tạo của học sinh, phù hợp với từng lớp học, môn học, từ đó tác động đến tình cảm đem lại niềm vui, hứng thú trong khi học môn hoá học
- Trong giáo dục học đại cương, bài tập được xếp trong hệ thống phương pháp giảng dạy, phương pháp này được coi là một trong các phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất lượng giảng dạy của bộ môn Mặt khác giải bài tập
là một phương pháp học tập tích cực Một học sinh có kinh nghiệm là HS sau khi học bài xong, chưa hài lòng với cách hiểu biết của mình và chỉ yên tâm sau khi tự mình giải được các bài tập
- Với học sinh ở một xã đặc biệt khó khăn như nơi mà tôi đang công tác thì hình thành kỹ năng giải bài tập toán hoá là cả một quá trình Do vậy, tôi chỉ dám đề cập đến một vấn đề nhỏ là hướng dẫn học sinh kỹ năng giải bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối với một số dạng đơn giản thường gặp ở chương trình lớp 9 THCS
2 2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm.
Bản thân tôi là giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn hóa học ở nhà trường, qua nhiều năm và đặc biệt hiện nay tôi đang giảng dạy học sinh ở vùng đặc biệt khó khăn Tôi nhận thấy học sinh rất khó khăn trong việc làm bài toán tính theo phương trình hóa học bởi vì tồn tại những thực trạng sau:
2.2.1 Từ phía học sinh
- Học sinh còn chưa chuyên cần, chưa hứng thú trong học tập
- Học sinh chưa nắm vững những kiến thức lí thuyết, chưa biết phân dạng bài tập
- Học sinh rất hạn chế về kỉ năng trong việc làm các dạng bài tập hóa học
2.2.2 Từ phía giáo viên
- Giáo viên không có nhiều thời gian để rèn luyện kỉ năng làm bài tập hóa học cho học sinh do số tiết dành cho luyện tập trong chương trình còn hạn chế
- Giáo viên mới chỉ chữa bài tập cho học sinh trong phạm vi sách giáo khoa, mang tính cụ thể mà chưa phân thành dạng toán hóa học để học sinh dễ nhận ra cách làm, bước làm
2.2.3 Từ đặc điểm của dạng bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối Khi làm bài tập kim loại tác dụng với dung dịch muối học sinh thường dễ mắc các sai lầm như:
- Không viết đúng phương trình hóa học do không nhớ rõ điều kiện của phản giữa kim loại với muối
- Không biết thứ tự phản ứng xảy ra khi cho một kim loại vào dung dịch chứa nhiều muối, hoặc cho nhiều kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối
- Không biết một số trường hợp đặc biệt như cho kim loại mạnh như Na, K tác dụng với dung dịch muối
- Một số sai lầm khác do không nhớ rõ công thức tính, tính toán sai Tất cả những sai lầm trên dẫn tới không làm đúng bài tập, cho kết quả sai
Trang 5Nhận thức được việc cần phải giải quyết vấn đề tồn tại ở trên khi thực hiện loại toán này, tôi đã mạnh dạn nghiên cứu trong hai năm liên tục và viết thành sáng kiến, trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm tôi đã khảo sát thực trạng ở lớp 9a năm học 2018-2019 và ở lớp 9a của năm học 2019-2020 thu được kết quả:
Năm học 2018- 2019 ở lớp 9a
Năm học 2019-2020 ở lớp 9a
Thông qua kết quả học tập trên nhận thấy tỉ lệ học sinh dưới điểm 5 còn cao, chất lượng học tập chưa cao
2.3 Các giải pháp sử dụng để giải quyết vấn đề
2.3.1 Những giải pháp đề xuất thực hiện
Để định hướng cho các em hình thành kỉ năng giải bài tập dạng kim loại tác dụng với dung dịch muối tôi mạnh dạn đề xuất các giải pháp sau:
Về kiến thức:
- Tăng cường kiểm tra, uốn nắn ghi nhớ tính chất hoá học về kim loại tác dụng với dung dịch muối, viết được đúng và đủ PTHH rồi mới dựa vào phương trình để tính toán
- Qua các bài tập hoá học thuộc đề tài nghiên cứu, học sinh nắm chắc các dạng bài tập đã được chia nhỏ theo mỗi trường hợp
Về kĩ năng:
- Hình thành cho học sinh kỹ năng, kỹ xảo giải tốt dạng bài tập chủ yếu đưa về dạng bài tập dễ nhớ nhất, từ đó học sinh có thể phát triển để làm các bài tập có nhiều tình huống hơn
Về giáo dục:
- Rèn luyện cho học sinh thói quen độc lập, tự lực tư duy, năng động sáng tạo, đặc biệt khả năng dự đoán và phương pháp giải các bài tập dạng kim loại tác dụng với dung dịch muối một các nhanh nhất, dễ hiểu nhất và có hiệu quả
2.3.2 Các giải pháp cụ thể
a Phương pháp hình thành kỹ năng giải bài tập hoá học định lượng:
- Cùng với việc hình thành khái niệm hoá học, học sinh cần được thực hiện giải một hệ thống bài tập theo sơ đồ định hướng sau:
+ Nghiên cứu đầu bài, xác định những dữ kiện đầu bài đã cho và yêu cầu hoá học cần xác định
+ Xác định dạng bài toán
+ Xác định hướng giải
Trang 6+ Trình bày lời giải
+ Kiểm tra lời giải
Việc giải bài tập hoá học theo sơ đồ định hướng là rất quan trọng, giúp học sinh giải quyết vấn đề một cách khoa học
Việc lựa chọn và xây dựng những bài tập hoá học phù hợp với nội dung
có nhiều cách giải, có cách giải ngắn gọn, thông minh, đóng vai trò quan trọng đối với việc hình thành kỹ năng giải bài tập hoá học định lượng Đặc biệt, các bài tập yêu cầu vận dụng kiến thức, kỹ năng để giải quyết một số vấn đề thực tiễn học tập hoá học
b Khi giải bài tập dạng kim loại tác dụng với dung dịch muối cần lưu ý những điểm sau
* Các công thức tính toán
M
m
n (mol) n 22V,4 (l)
V
n
C M (M)
C% 100 %
dd
ct m
m
dd D = V m (g/ml)
- Về dãy hoạt động hóa học của kim loại:
K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Ý nghĩa của dãy hoạt động hóa học của kim loại
- Mức độ hoạt động hóa học của kim loại giảm dần từ trái qua phải
- Kim loại đứng trước Mg phản ứng với nước ở điều kiện thường, tạo thành kiềm và giải phóng khí H2
- Kim loại đứng trước H phản ứng với một số dung dịch axit (HCl, H2SO4
loãng ) giải phóng khí H2
- Kim loại đứng trước (trừ Na, K ) đẩy kim loại đứng sau ra khỏi dung dịch muối
* Một số trường hợp đặc biệt cần lưu ý:
- Khi cho Fe tác dụng với AgNO3 thì:
+ Nếu AgNO3 (thiếu hoặc đủ) thì:
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag
+ Nếu AgNO3 (dư) thì:
Fe(NO3)2 + AgNO3 dư Fe(NO3)3 + Ag
- Khi cho hỗn hợp kim loại Fe, Cu tác dụng với dung dịch muối sắt (III)
Fe + FeCl3 FeCl2
Cu + 2FeCl3 2FeCl2 + CuCl2
c Phương pháp tiến hành giải các bài tập thuộc các dạng cụ thể
Dạng 1: Kim loại không tan trong nước tác dụng với dung dịch muối
Trường hợp 1: Một kim loại tác dụng với dung dịch chứa một muối (dạng
cơ bản, bài tập tăng giảm khối lượng)
* Lí thuyết
- Dãy hoạt động hoá học của kim loại
K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Pt, Au
Trang 7- Điều kiện phản ứng xảy ra: Kim loại tham gia phản ứng hoạt động mạnh hơn kim loại trong muối, đồng thời muối tham gia phản ứng và tạo thành sản phẩm phải tan
VD1: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu
Phản ứng do Fe hoạt động hoá học mạnh hơn Cu (Fe đứng trước Cu trong dãy hoạt động hoá học của kim loại)
VD2: Cu + ZnSO4
Không có phản ứng hóa học xảy ra vì Cu đứng sau Zn trong dãy hoạt động hoá học của kim loại
VD3: Zn + PbSO4
Không có phản ứng hóa học xảy ra vì PbSO4 không tan trong nước
- Độ tăng hoặc giảm khối lượng của thanh kim loại
Khi nhúng thanh kim loại A vào dung dịch muối của kim loại B, nếu B bị đẩy hết và bám vào thanh kim loại A, lúc đó khối lượng thanh kim loại có thể tăng hoặc giảm
Nếu mB kết tủa < mA tan ra thìkhối lượng thanh kim loại A giảm:
Độ giảm khối lượng = mA tan - mB kết tủa
Khối lượng dung dịch muối sau phản ứng tăng = khối lượng dung dịch muối trước phản ứng + m thanh kim loại giảm bớt
Nếu mB kết tủa > mA tan, khối lượng thanh kim loại tăng:
Độ tăng khối lượng = mB kết tủa - mA tan
Khối lượng dung dịch muối sau phản ứng giảm còn lại = khối lượng dung dịch muối trước phản ứng - m thanh kim loại tăng thêm
** Bài tập cụ thể
Bài 1: Cho một lá kim loại Mg có khối lượng 100g vào dung dịch CuSO4
sau một thời gian nhấc lá Mg ra, rửa nhẹ, làm khô, cân lại được 140 g
a Tính khối lượng Mg tham gia phản ứng và khối lượng Cu tạo thành
b Hỏi lá kim loại Mg sau phản ứng có bao nhiêu gam Mg
(Giả sử toàn bộ Cu tạo thành bám lên lá Mg)
Lời giải
Gọi a là số mol Mg phản ứng (chính là số mol Mg tan vào dung dịch) PTHH :
Mg + CuSO4 MgSO4 + Cu
PTHH (mol): 1 1
Vậy (mol) : a a
Ta có phương trình về độ tăng khối lượng thanh kim loại:
64a - 24a = 140 – 100 = 40 => a = 1 (mol)
a Khối lượng Mg tham gia phản ứng
mMg = 1 24 = 24(g) Khối lượng Cu tạo thành (bám lên đinh Fe)
mCu = 1 64 = 64(g)
b Số gam Mg có trong lá Mg sau phản ứng là:
mMg = 100 – 24 = 76 (g)
Trang 8Bài 2: Cho lá Zn có khối lượng 100 gam vào dung dịch CuSO4 cho đến khi Zn không tan được nữa, lấy lá Zn ra rửa nhẹ, làm khô cân được 99 g Tính:
a Khối lượng Zn đã tham gia phản ứng
b Khối lượng CuSO4 có trong dung dịch
Lời giải
Phản ứng cho đến khi Zn không tan được nữa chính là lúc CuSO4 phản ứng hết
Gọi a là số mol Zn tham gia phản ứng
PTHH:
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
PTHH(mol) 1 1 1
Vậy(mol) a a a
Ta có phương trình về độ giảm khối lượng lá Zn:
65a – 64a = 100- 99 = 1 => a = 1 (mol)
a, mZn phản ứng = 1 65 = 65 (g)
b, mCuSO4 = 1 160 = 160(g)
Bài 3: Ngâm một lá kẽm trong 20 gam dung dịch muối đồng sunfat 10%
cho đến khi kẽm không tan được nữa Tính khối lượng kẽm đã phản ứng, và nồng độ phần trăm của dung dịch sau phản ứng.(SGK hóa 9 trang 51)
Lời giải
Phân tích: Kẽm không tan được nữa là khi đồng sunfat hết, nên mol đồng sunfat phản ứng chính là mol cho trong đề bài
nCuSO4 = 10020..16010 = 0,0125 (mol) PTHH:
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu
PTHH(mol) 1 1 1 1
Vậy(mol) 0,0125 0,0125 0,0125 0,0125
mZn đã phản ứng = 0,0125 65 = 0,8125 (g)
mCu tạo ra = 0,0125 64 = 0,8 (g)
Ta có phương trình về độ giảm khối lượng lá Zn:
0,8125 – 0,8 = 0,0125 gam Dung dịch sau phản ứng là ZnSO4
mZnSO4 = 0,0125 161= 2,0125 gam
mdd sau pư = mdd ban đầu + m lá Zn giảm bớt = 20 + 0.0125 = 20,0125 gam
C% dd ZnSO4 = (2,0125: 20,0125) 100= 10,056%
Bài 4: Ngâm một lá sắt có khối lượng 50 g trong 250g dung dịch muối
sunfat của kim loại M hoá trị II, nồng độ 12,8 % Sau khi toàn bộ lượng muối sunfat đã tham gia phản ứng, lấy lá sắt ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô, cân nặng 51,6 gam Xác địng công thức hoá học của muối sunfat của kim loại M
Lời giải
mMSO4 = 250100.12,8= 32 (g)
Trang 9Fe + MSO4 FeSO4 + M
PTHH (mol) : 1 1 1
Vậy (g) 56 M+ 96 M tăng (M- 56) (g)
Theo đề bài(g) : 32 51,6 – 50 = 1,6
Ta có phương trình:
(M + 96) 1,6 = 32.(M – 56) => M = 64 => M: Cu
Vậy CTHH của muối sunfat của kim loại M là CuSO4
*** Bài tập tự luyện
Bài 1: Ngâm một lá Fe có khối lượng 5g trong 50ml dung dịch CuSO4
15% (d = 1,12g/ml) Sau một thời gian lấy lá sắt ra, rửa nhẹ, làm khô cân được 5,16 g Tính nồng độ phần trăm của các chất còn lại trong dung dịch sau phản ứng
Bài 2: Một thanh kim loại M(II) nhúng vào 1 lít dung dịch FeSO4 thì khối lượng tăng lên 16 gam Nếu nhúng thanh kim loại ấy vào dung dịch CuSO4 thì
khối lượng thanh tăng lên 20 gam (Biết rằng phản ứng xảy ra hoàn toàn và sau
phản ứng dư kim loại M; hai dung dịch FeSO4 và CuSO4 có cùng nồng độ mol ban đầu)
a, Tính CM mỗi dung dịch và xác định kim loại M
b, Nếu khối lượng ban đầu của thanh kim loại M là 24 gam, chứng tỏ rằng sau phản ứng với hai dung dịch trên còn dư M Tính khối lượng thanh kim loại sau hai phản ứng trên
Bài 3: Khuấy kĩ m (g) bột kim loại M (hóa trị II) với V ml dung dịch
CuSO4 0,2M Phản ứng xong lọc tách được 7,72 gam chất rắn A Cho 1,93 gam
A tác dụng với lượng dư axit HCl thấy thoát ra 224 ml khí (đo ở đktc)
Cho 5,79 gam A tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 thu được 19,44g chất rắn hãy tính m, V và xác định khối lượng mol nguyên tử của M, biết rằng các phản ứng xảy ra hoàn toàn
Bài 4 : Hai thanh kim loại giống nhau (đều cùng nguyên tố R hoá trị II)
và có cùng khối lượng Cho thanh thứ nhất vào dung dịch Cu(NO3)2 và thanh thứ hai vào dung dịch Pb(NO3)2 Sau một thời gian, khi số mol hai muối bằng nhau, lấy hai thanh kim loại đó ra khỏi dung dịch thấy khối lượng thanh thứ nhất giảm 2% còn khối lượng thanh thứ hai tăng 28,4% Xác định nguyên tố R
Trường hợp 2: Bài tập một kim loại tác dụng với dung dịch chứa hai muối
* Lí thuyết:
Một kim loại A cho vào dung dịch chứa hai muối của hai kim loại B,C Giả sử trong dãy hoạt động hóa học của kim loai, A đứng trước B, B đứng trước
C, nghĩa là A hoạt động hóa học mạnh hơn B, B mạnh hơn C
- Thứ tự phản ứng xảy ra như sau:
- Trước tiên A tác dụng với dd muối của kim loại C:
A + muối của kim loại C muối của kim loại A + C (1)
- Sau phản ứng trên nếu còn dư A, sẽ xảy ra phản ứng của A với muối của kim loại B:
Trang 10A + muối của kim loại B muối của kim loại A + B (2)
Như vậy nếu dung dịch thu được sau phản ứng chứa:
- Có 3 muối, chưa xong phản ứng (1), dung dịch muối của kim loại B chưa phản ứng và A tan hết, dung dịch muối của kim loại C dư
- Có 2 muối (muối của kim loại A và kim loại B), đã xong phản ứng (1) (kim loại A và muối của kim loại C phản ứng vừa đủ với nhau), hoặc phản ứng (2) chưa xong (còn dư muối của kim loại B, A tan hết)
- Chỉ còn một muối (muối của kim loại A), xong phản ứng (1,2), hết hai muối của hai khim loại B, C, dư hoặc hết kim loại A
** Bài tập cụ thể
Hỗn hợp AgNO3 0,08M và Cu(NO3)2 0,4M Thêm 2,24g bột Fe vào dd đó khuấy đến phản ứng hoàn toàn được chất rắn A và dd B
a) Tính số gam chất rắn A
b) Tính nồng độ mol của các muối trong dd B, coi thể tích dd sau phản ứng không đổi
Lời giải
Ta có: nFe = 2,24 : 56 = 0,04( mol)
n Cu(NO3)2 = 0,25.0,4 = 0,1 (mol)
n AgNO3 =0,25.0,08 = 0,02 (mol )
Thứ tự các phản ứng hóa học xảy ra là:
Fe + 2AgNO3 Fe(NO3)2 + 2Ag (1)
(mol) 0,01 0,02 0,01 0,02
Fe + Cu(NO3)2 Fe(NO3)2 + Cu (2)
(mol) 0,03 0,03 0,03 0,03
Từ (1): nAgNO3 pư = 0,02 (mol) nFe p.ư (1) = 0,01(mol)
Mà nFe bđ = 0,04 (mol) => nFepư (2) = 0,03 (mol)
Chất rắn A : nCu = 0,03 (mol)
nAg = 0,02 (mol)
mA = 0,02.108 + 0,03.64 = 4,08( g)
b)ddB gồm n Cu(NO3)2dư =0,07 (mol)
nFe(NO3)2 = 0,04 (mol)
CMdd Fe(NO3)2 = 00,,0425 = 0,16(M)
CMdd Cu(NO3)2 = 00,,0725 = 0,28(M)
Bài 2: Dung dịch A chứa a mol CuSO4 và b mol FeSO4 Xét ba thí nghiệm sau:
Thí nghiệm 1: Thêm c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 3 muối
Thí nghiệm 2: Thêm 2c mol Mg vào dung dịch A, sau phản ứng thu được dung dịch 2 muối