Phân tích một số sai lầm thường gặp khi giải bài tập kim loại

  • Số trang: 21 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 24 |
  • Lượt tải: 0
nguyen-thanhbinh

Đã đăng 8358 tài liệu

Mô tả:

A. MỞ ĐẦU I. Lý do chọn đề tài. - Trong quá trình giải các bài tập hóa học, học sinh thường có những thiếu sót, suy luận sai lầm, bỏ qua một số quá trình hóa học xảy ra trong hệ dẫn đến những sai sót đáng tiếc. - Với xu hướng đổi mới phương pháp dạy, học, đổi mới hình thức thi, kiểm tra đánh giá thì việc giáo viên dạy cho học sinh các cách giải nhanh, thông minh và học sinh áp dụng những cách giải này để hoàn thành các bài tập hóa học dưới dạng trắc nghiệm trong một thời gian ngắn là một tất yếu. Tuy nhiên, song song với cách giải nhanh đó chính là những sai lầm dễ vấp váp. Đặc trưng của thi trắc nghiệm là số câu nhiều, thời gian ngắn, các đáp án đưa ra, các đáp án nhiễu lại được xây dựng trên những sai lầm mà học sinh có thể gặp nên việc phát hiện ra sai lầm trong quá trình giải toán là điều rất cần thiết. Từ đó để giúp học sinh tránh một số sai lầm trong việc giải bài tập hóa học nhằm nâng cao năng lực tư duy của học sinh, tôi đưa ra đề tài “Phân tích một số sai lầm thường gặp khi giải bài tập hóa học phần kim loại”. II. Mục đích của nghiên cứu. - Nhằm giúp các em học sinh tránh các sai lầm, tránh các “bẫy” trong khi làm bài. - Giúp các em hiểu đúng và sâu về bản chất hóa học, về phương pháp giải toán hóa học. Từ đó tạo hứng thú trong học tập, hình thành kĩ năng giải bài tập hóa học. - Nâng cao năng lực tư duy của học sinh thông qua phân tích một số sai lầm thường gặp. III . Nhiệm vụ của nghiên cứu. - Đưa ra và phân tích một số sai lầm thường gặp trong việc giải các bài tập phần kim loại. - Áp dụng thử nghiệm với một số lớp 12. IV. Giới hạn nghiên cứu của đề tài. - Sai lầm mà học sinh mắc phải trong việc giải các bài tập hóa học là rất đa dạng, trong bài viết này tôi chỉ viết về các sai lầm trong phần kim loại, và áp dụng chủ yếu cho học sinh khối 12 sắp thi tốt nghiệp và đại học. 1 B. NỘI DUNG I. Cơ sở lí luận: Theo Trung Tâm từ điển học, từ điển tiếng Việt (Nhà xuất bản Khoa học xã hội, Hà Nội, 1994) thì “sai lầm” là “trái với yêu cầu khách quan, lẽ phải, dẫn đến hậu quả không hay”. Sai lầm không chỉ xuất hiện trong cuộc sống mà còn xuất hiện cả trong học tập và nghiên cứu khoa học. Alber Einstein nói về tác hại của sai lầm trong nghiên cứu khoa học: “Nếu tôi mắc sai lầm thì chỉ cần một lần cũng đủ rồi”. Trong giáo dục, I.A. Konmensky khẳng định: “Bất kì một sai lầm nào cũng có thể làm cho học sinh kém đi nếu như giáo viên không chú ý ngay đến sai lầm đó, bằng cách hướng dẫn học sinh nhận ra và sữa chữa, khắc phục sai lầm”. A.A. Stoliar cũng đã lên tiếng nhắc nhỡ giáo viên rằng: “không được tiếc thời gian để phân tích trên giờ học các sai lầm của học sinh”. II. Cơ sở thực tiễn. Thông qua tìm hiểu các lớp tôi trực tiếp giảng dạy, tìm hiểu quá trình các em học sinh giải bài tập thì các một số sai lầm các em thường gặp là: - Sai lầm của học sinh về cách hiểu và vận dụng lí thuyết hóa học trong giải bài tập. - Chưa có phương pháp phân tích tổng hợp kiến thức. - Khi giải toán chưa cân bằng phương trình hóa học. - Vận dụng các phương pháp giải toán một cách không hợp lí và triệt để trong việc giải các bài tập hóa học. - Không xét hết các trường hợp dẫn đến thiếu nghiệm. - Thiếu kĩ năng thực hành hóa học, các bài toán thực nghiệm còn mang nặng tính lý thuyết, không sát thực tế. - Đọc không kĩ đề ra dẫn đến hiểu nhầm kiến thức, không phát hiện được các nội dung chính (các “chốt”) trong bài tập. Như vậy việc phát hiện và phân tích những sai lầm trong quá trình hướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học rất có ý nghĩa. Theo tôi, nếu giáo viên có khả năng dự đoán các sai lầm mà học sinh thường mắc phải, sẽ tạo nên được các tình huống hấp dẫn trong bài tập mà ta có thể gọi là “bẫy”. Một giáo viên giỏi, có kinh nghiệm trong dạy học, sẽ có khả năng dự đoán được nhiều sai lầm của học sinh, làm cơ sở để xây dựng các bài tập hóa học có nội dung sâu sắc, kiểm tra được những sai phạm mà học sinh mắc phải trong quá trình học tập môn hóa học, để từ đó điều chỉnh quá trình dạy học nhằm khắc phục những sai lầm xảy ra, từ đó giúp học sinh nắm vững và sâu kiến thức hơn. III. Nội dung nghiên cứu. 2 IIIA. Xây dựng các dạng sai lầm thường gặp và phân tích các sai lầm. 1. Dạng 1. Học sinh không chú ý đến vị trí của các cặp oxi hóa khử. 1.1. Ghi nhớ: - Không chú đến vị trí của 4 cặp oxi – hóa khử: Fe 2 Cu 2 Fe 3 Ag  ; ; ; Fe Cu Fe 2 Ag - Chẳng hạn như các em thường cho rằng các phản ứng sau không xảy ra. AgNO3 + Fe(NO3)2  Cu + Fe3+  Fe + Fe3+  Từ đó dễ dẫn đến sai lầm, nhưng nếu các em chú ý đến 4 cặp oxi hóa khử trên và áp dụng quy tắc  thì các phản ứng trên trở nên đơn giản. 1.2. Phân tích các ví dụ. VD1. Cho 5,6 gam Fe tác dụng với dung dịch AgNO 3 dư. Giả sử phản ứng xảy ra hoàn toàn thì khhi Fe tác dụng hết sẽ thu được bao nhiêu gam Ag? Hướng dẫn. *) Phân tích: Do AgNO3 dư nên ta có: 2AgNO3 + Fe  Fe(NO3)2 + 2Ag (1) AgNO3 + Fe(NO3)2  Fe(NO3)3 + Ag (2) 3AgNO3 + Fe  Fe(NO3)3 + 3Ag (3) *) Cách suy luận sai lầm: HS thường lầm là phản ứng (2) không xảy ra vì cả hai đều là muối nitrat, nên chỉ tính toán theo phản ứng (1) thôi nên kết quả sẽ là: mAg = 21,6 gam ( là kết quả sai) *) Cách suy luận đúng: Cả 3 phản ứng đều xảy ra và tính Ag theo phản ứng (3). => mAg = 32,4 gam VD2. Cho lần lượt 16 gam Fe2O3 và 5,6 gam Fe vào dung dịch HCl 0,5M. Tính thể tích dung dịch HCl tối thiểu cần lấy để hòa tan hết các chất rắn trên. Hướng dẫn. *) Phân tích: *) Cách suy luận đúng. Fe2O3 + 6H+  Fe3+ + 3H2O (1) mol 0,1 0,6 0,2 3+  Fe + 2Fe 3Fe2+ (2) mol 0,1 0,2 =>VHCl tối thiểu = 0,6:0,5 = 1,2 lít *) Cách suy luận sai lầm. Do HS không chú ý đến phản ứng (2) nên cho rằng lượng HCl tối thiểu cần lấy phải vừa đủ để hòa tan hết 16gam Fe 2O3 và 5,6 gam 3 Fe, tức HCl phản ứng cả với Fe 2O3 và Fe, rồi viết phương trình phản ứng và có kết quả sau: VHCl tối thiểu = 1,6 lít ( kết quả sai) VD3. Cho 68,8 gam hỗn hợp X chứa Fe 3O4 và Fe có tỉ lệ số mol tương ứng là 1:2. Tìm thể tích HNO3 1/3M tối thiểu để hòa tan hoàn toàn hỗn hợp X? Hướng dẫn: *) Phân tích: *) Cách suy luận đúng. Muốn VHNO là tối thiểu thì muối thu được sau phản ứng phải là muối sắt Fe(II) vì muối sắt (III) tạo ra trong quá trình hòa tan sẽ hòa tan Fe. => n Fe O 0,2mol; nFe 0,4mol 3 3 4 8 / 3 2 Fe 3 O4  2e  3 Fe 0,2 0,4 5 0,6 0 2 Fe  Fe 2e 0,4 0,4 0,8 2 NO3  3e  N O Theo định luật bảo toàn e ta có. 0,4 + 3x = 0,8 =>x = 0,4/3 (mol) Vì nFe 0,1mol n NO (taomuoi) 2mol n(HNO3) = n(NO3-) tạo khí + n(NO3-) tạo muối = (0,4:3) + 2 = 6,4/3(mol)  V(HNO3) = 6,4 lít. *) Cách suy luận sai lầm Nhầm lẫn 1. Do không chú ý đến Fe+3 tạo ra sẽ phản ứng với Fe, nên các em cho rằng thể tích dung dịch HNO3 tối thiểu cần lấy phải vừa đủ để hòa tan hết hỗn hợp X. 3Fe3O4 + 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O 0,2 5,6/3 Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + H2O 0,4 1,6 =>n(HNO3) = 10,4/3 (mol) => V(HNO3) = 10,4 (lit) Nhầm lẫn 2. Do không chú ý triệt để tới Fe3+ tạo trong quá trình hòa tan được sẽ hòa tan được Fe. Các phản ứng xảy ra: 3Fe3O4 + 28HNO3  9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O 0,2 5,6/3 0,6 Fe + 2Fe(NO3)3  3Fe(NO3)2 0,3 0,6 0,1 mol Fe còn lại tan trong HNO3 Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + H2O 0,1 0,4 => n(HNO3) = 6,8/3 (mol) => V(HNO3) = 6,8 lít. Thật ra 0,1 mol Fe còn lại thì 0,2/3 (mol) Fe tan trong dung dịch HNO 3 để tạo ra 0,2/3 (mol) Fe3+ và lượng Fe này sẽ hòa tan hết 0,1/3 (mol) Fe còn lại. 2  3 4 VD4. Điện phân 1 lit dung dịch Cu(NO3)2 0,2M và Fe(NO3)3 0,1M đến khi thấy ở anot thoát ra 3,36 lít khí (đktc) thì ngừng điện phân. Xem khối lượng chất rắn bám lên điện cực không tan trong dung dịch điện phân. Tìm khối lượng chất rắn bám lên điện cực? Hướng dẫn. * Phân tích: *) Cách suy luận đúng. Thứ tự xảy ra phản ứng ở catot là: Fe3+ + 1e  Fe2+ Cu2+ + 2e  Cu Fe2+ + 2e  Fe Thứ tự ở phản ứng catot Phản ứng xảy ra ở anot. 3+ 2+ Fe + 1e  Fe 2H2O  O2 + 4H+ + 4e 0,1 0,1 0,1 0,15 0,6 2+  Cu + 2e Cu 0,2 0,4 0,2 2+ Fe + 2e  Fe Theo định luật bảo toàn e, thì Fe2+ mới chỉ phản ứng 0,05mol.  mr bám trên điện cực = 0,2.64 + 0,05.56 = 15,6 gam. *) Cách suy luận sai lầm. - HS thường bỏ qua quá trình chuyển Fe3+ về Fe2+, mà chuyển luôn về Fe0. dẫn đến cách giải nhầm lẫn như sau: Thứ tự ở phản ứng catot Phản ứng xảy ra ở anot. 3+ 0 Fe + 3e  Fe 2H2O  O2 + 4H+ + 4e 0,1 0,3 0,1 0,15 0,6 2+ Cu + 2e  Cu 0,3 0,3 0,3 Theo định luật bảo toàn e => nCu = 0,3 mol => mr bám trên điện cực = 0,3.64 + 0,1.56 = 15,2 gam. 2. Dạng 2. Không chú ý đến tính oxi hóa của môi trường muối nitrat. 2.1. Ghi nhớ * NO3 trong môi trường trung tính không tính oxi hóa, trong môi trường bazơ có tính oxi hóa yếu, còn trong môi trường axit có tính oxi hóa mạnh. Khi ấy ta xem như kim loại phản ứng với HNO3, mặc dù H+ có thể do một axit khác như HCl, H2SO4 đem đến. VD: 3Cu + 8H+ + 2 NO3  3Cu2+ + 2NO + 4H2O 3Fe + 4H+ + NO3  3Fe3+ + NO + 2H2O * Cách xác định lượng thiếu trong phản ứng : a, b, c lần lượt là số mol ban đầu của Cu, H+, NO3 . 5 3Cu + 8H+ + 2 NO3  3Cu2+ + 2NO + 4H2O a b c Sau đó lập tỉ số a/3; b/8; c/2, tỉ số nào nhỏ nhất là lượng thiếu. 2.2. Phân tích các ví dụ VD1. Điện phân 100ml dung dịch Cu(NO 3)2 1M với điện cực trơ đến khi bắt đầu có khí thoát ra ở catot thì dừng lại. Để yên cho đến khi khối lượng của catot không đổi thì khối lượng catot thay đổi như thế nào so với trước lúc điện phân? Hướng dẫn. * Phân tích. *) Cách suy luận đúng, Ở catot: Cu2+; H2O Ở anot: H2O; NO-3 Cu2+ + 2e  Cu (1) 2H2O  O2 + 4H+ + 4e (2) 0,1 0,2 0,1 0,2  0,2 Ớ catot bắt đầu có khí thoát ra => (1) xảy ra hoàn toàn. Và ion H+ được sinh ra ở anot cùng với ion NO 3 có trong dung dịch sẽ hòa tan bớt lượng Cu bám trên catot. 3Cu + 8H+ + 2 NO 3  3Cu2+ + 2NO + 4H2O (3) 0,075  0,2 Vậy khối lượng catot tăng: m = (0,1 – 0,075).64 = 1,6 gam *) Cách suy luận sai lầm. Do không chú ý đến phản ứng (3) nên kết quả bài toán sẽ là: m = 0,1.64 = 6,4 gam. VD2. Cho 24,3 gam bột nhôm vào 225ml dung dịch hỗn hợp gồm NaNO 3 1M và NaOH 3M, khuấy đều cho đến khi ngừng khí thoát ra thì dừng lại. Tìm thể tích khí thoát ra ở đktc? Hướng dẫn. * Phân tích: *) Cách suy luận đúng. nAl = 0,9 mol; n( NO3 ) = 0,225 mol; n( OH  ) = 0,675 mol 8Al + 3 NO3 + 5 OH  + 2H2O  8 AlO2 + 3NH3 (1) Ban đầu 0,9 0,225 0,675 0 0 Phản ứng 0,6 0,225 0,375 0,6 0,225 Dư 0,3 0 0,3  2Al + 2 OH + 2H2O  2 AlO2 + 3H2 (2) Ban đầu 0,3 0,3 0 0 Phản ứng 0,3 0,3 0,15.0,3 =>  nk = 0,675 mol => V = 15,12 lít. 6 *) Cách suy luận sai lầm. - Nhầm lẫn 1. Al + NaNO3  không phản ứng. 2Al + 2 OH  + 2H2O  2 AlO2 + 3H2 Dễ dàng => Vk = V(H2) = 3/2. n(NaOH). 22,4 = 22,68 lít. - Nhầm lẫn 2. Phản ứng hóa học xảy ra 8Al + 3 NO3 + 5 OH  + 2H2O  8 AlO2 + 3NH3  nk = n(NH3) = 0,025mol (tính theo NO3 )  không để ý tới NaOH dư phản ứng với Al dư => kết quả sai lầm là:  Vk = V(NH3) = 0,56 lit 3. Dạng 3. Chưa chú ý đến vai trò của nước trong tương tác có mặt của các kim loại hoạt động mạnh 3.1 Ghi nhớ: 1. Chỉ có kim loại kiềm và Ca, Ba mới tan trong nước ở nhiệt độ thường. VD: Na + H2O  Na+ + OH- + ½ H2O 2. Chỉ có Be, Zn, Al mới tan trong dung dịch kiềm ở nhiệt độ thường: Be + 2OH-  BeO 22  + H2  Zn + 2OH-  ZnO 22  + H2  Al + OH- + H2O  AlO 2 + 3/2 H2O Hay Al + OH- + 3H2O  [Al(OH)4]- + 3/2 H2  Lưu ý: Nếu đề toán cho nhiều kim loại trực tiếp tan trong nước tạo dung dịch kiềm và sau đó lấy dung dịch kiềm tác dụng với dung dịch hỗn hợp axít thì nên chuyển bài toán thành dạng ion để giải. - Nếu đề toán cho: Hoà tan hoàn toàn kim loại kiềm A và một kim loại B hoá trị n vào nước thì có thể có 2 khả năng: + A là kl tan trực tiếp (KL kiềm, Ca, Ba). + B là kim loại có hiđroxit lưỡng tính, hoá trị n, với n = 2 hoặc 3: A + H2O  A+ + OH- + ½ H2 B + (4 – n) OH- + (n – 2) H2O  BO n2  4 + ½ H2  3.2. Phân tích các ví dụ VD1. Hòa tan hỗn hợp A gồm 13,7 gam Ba và 8,1 gam Al vào một lượng nước dư. Tìm thể tích khí thoát ra ở đktc? Hướng dẫn * Phân tích: *) Cách suy luận sai lầm 7 - Nhầm lẫn 1. Cho rằng chỉ có Ba phản ứng với nước, Al không phản ứng với nước. Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2  0,1 0,1 => Vk = 2,24 lít. - Nhầm lẫn 2. Cho rằng cả Ba và Al đều phản ứng với nước. Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2  0,1 0,1  2Al + 6H2O 2Al(OH)3 + 3H2  0,3 0,45 => Vk = 12,32 lít. *) Cách suy luận đúng: Ba tác dụng với nước và Al tan trong môi trường kiềm. Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2  0,1 0,1 2Al + 2OH + 2H2O  2 AlO2 + 3H2  0,2 0,2 0,3 => Vk = 8,96 lít VD2. Hòa tan 0,69 gam mẫu Na vào 9,8 gam dung dịch H 2SO4 10%. Tìm thể tích khí thu được ở đktc? Hướng dẫn * Phân tích: *) Cách suy luận sai lầm: HS chỉ chú ý đến phản ứng của Na với axit mà không để ý phản ứng của Na với nước. nNa = 0,03 mol; n(H2SO4) = 0,01 mol 2Na + H2SO4  Na2SO4 + H2 0,02 0,01 0,01 => Vk = 0,224 lít. *) Cách suy luận đúng. Na tác dụng với axit, còn dư sẽ tác dụng với nước. 2Na + H2SO4  Na2SO4 + H2 0,02 0,01 0,01  2Na + 2H2O 2NaOH + H2 0,01 0,005 => Vk = 0,336 lít. VD3. Cho 13,7 gam kim loại Ba vào 200ml dung dịch FeSO 4 1M cho đến khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn. Tìm khối lượng kết tủa thu được? Hướng dẫn. * Phân tích *) Cách suy luận sai lầm. nBa = 0,1 mol; n(FeSO4) = 0,2 mol. 8 Ba + FeSO4  BaSO4  + Fe 0,1 0,1 0,1 0,1 m  = m(BaSO4) + mFe = 28,9 gam *) Cách suy luận đúng. - Ba sẽ phản ứng với H2O trước. Ba + 2H2O  Ba(OH)2 + H2 0,1 0,1 Ba(OH)2 + FeSO4  BaSO4  + Fe(OH)2  0,1 0,1 0,1  m = m(BaSO4) + m(Fe(OH)2) = 32,3 gam 4. Dạng 4. Do không xét hết các trường hợp dẫn đến “thiếu nghiệm”. 4.1. Ghi nhớ: Nhớ được các tính chất khác biệt của các chất phản ứng cũng như sản phẩm: tính chất của oxit lưỡng tính, hiđroxit lưỡng tính, tính tan của một số chất, các quá trình hòa tan kết tủa CaCO3 bởi CO2; Al(OH)3 bởi NaOH, .... Chẳng hạn như: */ Sự khác nhau về tính tan trong nước của các muối AgX.( AgF tan, còn AgCl, AgBr, AgI không tan) */ Sự khác biệt của Be với các kim loại nhóm IIA. (ở nhiệt độ thường Be không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch kiềm. 4.2. Phân tích các ví dụ VD1. Cho 31,84 gam hỗn hợp NaX, NaY (X,Y là hai halogen ở hai chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 57,34 gam kết tủa. a) Tìm công thức của NaX và NaY. b) Tìm khối lượng mỗi muối. Hướng dẫn. *) Phân tích: *) Cách suy luận sai lầm. - Do không chú ý đến AgX có AgF tan nên dẫn đến thiếu sót. Đặt Na X là công thức chung cho hai muối NaX và NaY. Na X + AgNO3  NaNO3 + Ag X  Thấy 1mol Na X  1 mol Ag X => khối lượng tăng (108 – 23) = 85 gam => a mol Na X  a mol Ag X => khối lượng tăng (57,34 – 31,84) = 25,5 gam  a = 0,3 mol = n hỗn hợp => X = 83,13 => Br(M=80) và I ( M=127) => NaBr và NaI đặt n(NaBr) = x mol; n(NaI) = y mol 9 103x150y31,84 x0,28 mNaBr 28, 4g     yx 0,3 y0, 2 mNaI 3g *) Cách suy luận đúng. Xét hai trường hợp. TH1. Cả AgX và AgY đều kết tủa => cách giải như trên. TH2. Trong hai muối AgX và AgY có một muối tan và một muối không tan AgF. (do X, Y liên tiếp => F và Cl =>hai muối đó là NaF và NaCl) đặt n(NaF) = x mol; n(NaCl) = y mol 42x58,5y31,84 x0,2 mNaF 8,4g    143,5y57,34 y0,4 mNaCl 23,4g Vậy đáp án bài toán là:  mNaBr 28,84 g   mNaI 3g  mNaF 8,4 g hoặc   mNaCl 23,4 g VD2. Hòa tan hết 14,6 gam hỗn hợp hai kim loại thuộc nhóm IIA trong bảng tuần hoàn vào nước ở nhiệt độ thường (giả sử trong quá trình hòa tan nhiệt độ không thay đổi) thu được 4,48 lít H 2 (đktc). Tím số cặp kim loại thỏa mãn đề bài? Hướng dẫn. *) Phân tích: *) Suy luận sai lầm. 10 HS thường quên đi đặc điểm khác biệt của Be với các kim loại khác trong nhóm đó là: Ở nhiệt độ thường Be là kim loại không tan trong nước nhưng tan trong dung dịch kiềm. Đặt M chung cho hai kim loại cần tìm. M + 2H2O  M (OH)2 + H2 0,2 0,2 => M = 73 => M<73 tan được trong nước ở nhiệt độ thường => Ca M>73 => Ba hoặc Sr. Vậy hai kim loại là (Ca, Sr) hoặc (Ca, Ba) *) Cách suy luận đúng. Xét hai trường hợp TH1. hai kim loại đều phản ứng được với nước ở nhiệt độ thường. (cách giải như trên) TH2. Be và một kim loại M tan được trong nước ở nhiệt độ thường. M + 2H2O  M(OH)2 + H2 Be + 2OH-  BeO 2 + H2 =>n hỗn hợp kl = 0,2 mol => M = 73 => (Be, Ba) hoặc (Be, Sr) Vậy số cặp kim loại cần tìm: (Ca, Sr) ,(Ca, Ba),( Be, Ba) ,(Be, Sr) 5. Dạng 5. Không chú ý đến kim loại đa hóa trị 5.1. Ghi nhớ * Do không chú ý đến các kim loại đa hóa trị cũng dẫn đến sai sót: - Sn hóa trị (II) khi tác dụng với H+, còn với O2 thì hóa trị (IV). - Fe hóa trị (II) khi tác dụng với H +, còn hóa trị (III) khi tác dụng với những chất oxi hóa mạnh như HNO3, H2SO4đặc nóng, Cl2,…. 5.2. Phân tích các ví dụ VD1. Hòa tan hoàn toàn 14,6 gam hỗn hợp X gồm Al và Sn bằng dung dịch HCl (dư), thu được 5,6 lít khí H 2 (đktc). Thể tích khí O2 (đktc) cần để phản ứng hoàn toàn với 14,6 gam hỗn hợp X là bao nhiêu? Hướng dẫn: *) Phân tích: *) Suy luận sai lầm: Do không chú ý đến H+ oxi hóa Sn thành Sn2+ còn O2 oxi hóa Sn thành Sn4+ nên dẫn đến sai lầm. Sử dụng phương pháp bảo toàn e. 2H+ + 2e  H2 O2 + 4e  2O20,5 0,5 0,25 0,125 0,5  V(O2) = 2,8 lít *) Cách giải đúng: Đặt x, y lần lượt là số mol của Al, Sn trong 14,6 gam hỗn hợp. 11 2Al + x Sn + Y 4Al + Sn + => 6HCl  2AlCl3 + 3H2 1,5x 2HCl  SnCl2 + H2 y  3O2 2Al2O3 O2  SnO2 27x 119y 14,6  x 0,1   1,5x  y 0,25  y 0,1 => V(O2) = 3,92 lít VD2. Cho 11,2 gam hỗn hợp Cu và kim loại M tác dụng hết với HCl dư thu được 3,136 lít khí (đktc). Cũng lượng hỗn hợp này cho tác dụng hết với dung dịch HNO3 loãng thu được 3,92 lít (đktc) khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Tìm kim loại M? Hướng dẫn. *) Phân tích: *) Suy luận đúng. + Nếu M là kim loại đa hóa trị thì khi M phản ứng với HNO 3 và HCl kim loại M sẽ thể hiện hóa trị khác nhau (vì HNO3 có tính oxi hóa mạnh hơn HCl) + Nếu M có hóa trị không đổi thì khi phản ứng vơi HNO 3 và HCl thì hóa trị sẽ cùng một hóa trị. n(H2) = 0,14 mol; n(NO) = 0,175 mol. Gọi n, m lần lượt là hóa trị của M khi phản ứng với HCl và HNO3 (n  m) - Tác dụng với HCl. 2M + 2nHCl  2MCln + nH2  0,28/n 0,14 - Tác dụng với HNO3 3M + 4mHNO3  3M(NO3)m + mNO + 2mH2O  0,28/n (0,28/n).(m/3) 3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O 1,5. (0,175 – 0,28m/3n)  (0,175 – 0,28m/3n) mhh = mM + mCu = (0,28/n).M + 1,5. (0,175 – 0,28m/3n).64 = 11,2  M = 32m – 20n. +/ Nếu m = n => M = 12n => nghiệm hợp lí n = 2; M= 24 => M là Mg +/ Nếu m > n => nghiệm hợp lí n = 2, m = 3 ; M = 56 => M là Fe Kết luận M có thể là Mg hoặc Fe. *) Cách suy luận sai lầm. Thường cho rằng M có cùng một hóa trị khi phản ứng với HNO 3 và HCl nên chỉ tìm ra được trường hợp Mg, bỏ sót trường hợp Fe. 12 6. Dạng 6. Không chú ý đến sản phẩm khử của HNO3. 6.1.Ghi nhớ: * Sản phẩm khử của HNO3 thông thường gồm các khí: NO2, NO, N2O, N2, NH3. Nhưng trong dung dịch HNO3 thì NH3(k) + HNO3  NH4NO3(tan trong dung dịch) - Nên hết sức lưu ý đến từng câu từng chữ trong đề thi để tránh mắc “bẫy” 6.2. Phân tích các ví dụ VD1. Hòa tan hoàn toàn 9,6 gam Mg trong dung dịch HNO 3 thu được 4,48 lít hỗn hợp khí gồm NO và NO 2 có tỉ lệ số mol là 1:1. Tìm khối lượng muối tạo thành? Hướng dẫn. *) Phân tích: *) Cách suy luận sai lầm. Do không chú ý đến sản phẩm khử của HNO3 có thể có NH4NO3 nên học sinh thường dễ mắc sai lầm. Theo định luật bảo toàn nguyên tố: Mg  HNO  Mg(NO3)2 0,4 mol  0,4 mol => mmuối = 0,4.148 = 59,2 gam *) Cách suy luận đúng. n(NO) = n(NO2) = 0,1 mol * Quá trình nhường e * Quá trình nhận e. NO3 + 3e  NO Mg  Mg2+ + 2e 0,1 0,3 0,1  0,4 0,4 0,8 NO3 +1e  NO2 0,1 0,1 0,1  NO3 + 8e  NH 4 x 8x x Theo định luật bảo toàn e, nếu sản phẩm khử chỉ có NO và NO 2 thì chưa đúng, vậy sản phẩm khử phải còn NH 4 . => x = 0,05 mol Vậy khối lượng muối tạo thành : mmuối = 0,4. 148 + 0,05.80 = 63,2 gam 3 VD2. Hòa tan hoàn toàn 12,42 gam Al bằng dung dịch HNO 3 loãng (dư), thu được dung dịch X và 1,344 lít (đktc) hỗn hợp khí Y gồm hai khí là N 2O và N2. Tỉ khối của hỗn hợp khí Y so với khí H2 là 18. Cô cạn dung dịch X, thu được m gam chất rắn khan. Tìm giá trị của m? Hướng dẫn. *) Phân tích: *) Cách suy luận đúng. nAl = 0,46 mol; n(N2O) = n(N2) = 0,03 mol. 13 * Quá trình nhường e Al  Al3+ + 3e 0,46 0,46 1,38 * Quá trình nhận e. 2 NO3 + 10e  N2 0,3 0,03  2 NO3 +8e  N2O 0,24 0,03  NO3 + 8e  NH 4 x 8x x Nếu sản phẩm khử chỉ có N2 và N2O thì chưa đúng với định luật bảo toàn e, nên sản phẩm khử phải có NH 4 . => x = 0,105 mol => mr = mmuối = 0,46.213 + 0,105.80 = 106,38 gam. *) Cách suy luận sai lầm. - Các em dùng phương pháp bảo toàn e nhưng không chú ý đến các từ “hoàn toàn, dư” dẫn đến sai lầm: mr = mAldư + mmuối = 67,2 gam - Các em có chú ý đến các từ “hoàn toàn, dư” nhưng không chú ý đến sản phẩm muối amoni và dùng phương pháp bảo toàn e thì kết luận “đề sai”. - Còn nếu dùng phương pháp bảo toàn nguyên tố: Al  HNO  Al(NO3)3 0,46 0,46 => mr = mmuối nhôm nitrat= 0,46.213 = 97,98 gam. 3 IIIB. Bài tập áp dụng Bài 1. (Câu 10- Đề TSĐH – Khối B – 2007 – Mã đề 285) Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,3 mol H2SO4 đặc, nóng (giả thiết SO2 là sản phẩm khử duy nhất). Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được: A. 0,03 mol Fe2(SO4)3 và 0,06 mol FeSO4 B. 0,05 mol Fe2(SO4)3 và 0,02 mol Fe dư C. 0,02 mol Fe2(SO4)3 và 0,08 mol FeSO4 D. 0,12 mol FeSO4 Hướng dẫn. Thường mắc sai lầm là bỏ qua phản ứng của Fe dư với Fe 3+, nên chọn B là sai; H SO Fe  2   Fe 3 ;  mà phải có  Đáp án đúng là A. Fe  2 Fe 3  3Fe 2  Bài 2. (Câu 11 – Đề TSĐH – Khối B – 2009 - Mã đề 637). Cho dung dịch chứa 6,03 gam hỗn hợp gồm 2 muối NaX và NaY (X,Y là nguyên tố có trong tự nhiên, ở hai chu kì liên tiếp thuộc nhóm VIIA, số hiệu nguyên tử Zx < Zy) vào dung dịch AgNO3 dư, thu được 8,61 gam kết tủa, phần trăm khối lượng của NaX trong hỗn hợp ban đầu là: A. 58,2% B. 52,8% C. 41,8% D. 47,2% 14 Hướng dẫn. *) HS dễ mắc sai lầm: (Do không chú ý đến AgF tan) 1 mol Na X phản ứng khối lượng tăng 108 – 23 = 85 gam => khối lượng tăng 8,61 – 6,03 = 2,58 => n(Na X ) = 0,03 mol => M X = 178 do 2 nguyên tố có trong tự nhiên) => không có đáp án *) Suy luận đúng. Lưu ý AgF tan. (xét hai trường hợp) TH1. như trên. TH2.X,Y là F và Cl => NaF và NaCl => viết phương trình phản ứng => %NaF = 41,8% chọn C. Bài 3. (Câu 16 – Đề TSĐH – Khối B – 2008 – Mã đề 195). Cho 2,16 gam Mg tác dụng với dung dịch HNO3 (dư), sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn. Thu được 0,896 lít khí NO (đktc) và dung dịch X. Khối lượng muối khan thu được khi làm bay hơi dung dịch X là: A. 8,88 gam B. 13,92 gam . 6,52 gam D. 13,32 gam Hướng dẫn: Sai lầm là không chú ý đến sản phẩm khử NH4NO3 nên dễ dàng chọn đáp án A với m(Mg(NO3)2 = 8,88 gam là sai. Khi chú ý đến sản phẩm khử còn có NH4NO3 và sử dụng định luật bảo toàn e => m = m Mg(NO3)2 + m NH4NO3 = 13,92 gam => ĐS là B Bài 4. (Câu 30 – Đề TSĐH – khối A – 2010 – Mã đề 684): Cho 19,3 gam hỗn hợp gồm Zn và Cu có tỉ lệ mol tương ứng 1:2 vào dung dịch chứa 0,2mol Fe2(SO4)3. Sau khí các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được m gam kim loại.Giá trị của m là: A. 12 gam B. 12,8 gam C. 16,53 gam D. 6,4 gam Hướng dẫn. Phải chú ý đến thứ tự phản ứng: Zn 2 Fe 2 Cu 2 Fe 3 ; ; ; Zn Fe Cu Fe 2 *) Sai lầm do: 3Zn + Fe2(SO4)3  3ZnSO4 + 2Fe Cu + Fe2(SO4)3  CuSO4 + FeSO4  kết quả mCu dư = 2,13 gam (không có đáp án) *) Suy luận đúng. Phải chú ý đến dãy điện hóa trên, ta có: Zn + Fe2(SO4)3  ZnSO4 + 2FeSO4 Cu + Fe2(SO4)3  CuSO4 + FeSO4 => kết quả mCu dư = 6,4 gam chọn A Bài 5. (Câu 54 – Đề TSĐH – khối B – 2010 – Mã đề 268): 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, đktc). Giá trị của V là: A. 10,08 B. 4,48 C. 8,96 D. 6,72 Hướng dẫn. 15 *) Sai lầm: 3Cu + 8H+ + 2 NO3  3Cu2+ + 2NO + 4H2O => VNO = 4,48 lít chọn B ( là sai) *) Suy luận đúng. Phải chú ý H+ dư và ta có thêm: Fe2+ + 4H+ + NO3  Fe3+ + NO + 2H2O =>  n NO = 8,96 lít chọn C Bài 6. ( Đề TSĐH – Khối B – 2009): Hòa tan hoàn toàn 24,4 gam hỗn hợp gồm FeCl2 và NaCl (có tỉ lệ mol tương ứng là 1:2) vào lượng nước (dư), thu được dung dịch X. Cho dung dịch AgNO3 (dư) vào dung dịch X, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn sinh ra m gam chất rắn. Giá trị m là: A. 57,4 B. 10,8 C. 28,7 D. 68,2 Hướng dẫn. Ag + + Cl-  AgCl  (1) + 2+  3+ Ag + Fe Ag  + Fe (2)  mr = mAgCl + mAg = 68,2 gam chọn D. Lỗi thường gặp không viết phản ứng (2) => mr = mAgCl = 57,4 gam chọn A là sai. C. KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM - Tôi đã triển khai đề tài này với các lớp 12B9, 12B10, 12B12 ở kì II trong năm học 2013. - Tôi đã triển khai trong các tiết ôn tập, luyện tập và cả trong khi dạy thêm. - Từ đó tôi thu được kết quả như sau: 1. Kết quả trước và sau khi áp dụng đề tài của cùng đối tượng đã áp dụng đề tài 12B9, 12B10, 12B12. Đã cho tiến hành kiểm tra kết quả các bài thi. Lớp Kết quả Trước khi áp dụng đề tài Sau khi áp dụng đề tài Giỏi Khá Giỏi T.bình Yếu kém Khá T.bình Yếu kém 16 12B9 SL 1 12 22 9 % 2,27 27,27 50 20,46 29,54 45,45 25,01 0 12B10 SL 0 10 13 2 % 0 25,64 41,02 33,34 15,38 46,15 28,26 5,12 12B12 SL 0 5 19 16 5 17 15 3 % 0 12,5 47,5 40 12,5 42,5 37,5 7,5 16 13 6 20 11 18 13 0 2. Kết quả giữa các lớp áp dụng đề tài và các lớp không áp dụng đề tài. Đã cho tiến hành kiểm tra, và thu được kết quả dưới đây. Các lớp đã áp dụng đề tài là 12B9, 12B10, 12B12; còn các lớp không áp dụng đề tài là 12B11 và 12B13. Lớp 12B9 Kết quả Lớp áp dụng đề tài Giỏi Khá T.bình Yếu kém SL 13 20 11 % 29,54 45,45 25,01 0 6 2 12B10 SL % 18 13 15,38 46,15 28,26 0 5,12 17 12B12 SL Lớp 5 17 15 3 % 12,5 42,5 37,5 7,5 Kết quả Lớp không áp dụng đề tài Giỏi Khá T.bình Yếu kém 12B11 SL 0 7 20 % 0 16,67 48,78 34,55 12B13 SL 0 9 19 12 % 0 22,5 47,5 30 15 D. KẾT LUẬN. - Xuất phát từ những yêu cầu mới của công tác giảng dạy đó là lấy học sinh làm trung tâm, cho nên việc hướng dẫn học sinh trung học phổ thông phát hiện các “bẫy” và tránh những nhầm lẫn khi giải bài tập. Việc làm này sẽ có tác dụng nâng cao việc dạy của thầy và việc học của trò. - Các tình huống trong bài tập mà ta có thể gọi là “bẫy” có thể giúp giáo viên đánh giá được năng lực tư duy của học sinh từ đó phân loại học sinh để rồi tìm phương pháp dạy học phù hợp với từng đối tượng học sinh, nhóm học sinh, giúp giáo viên bồi dưỡng nhân tài cũng như phụ đạo học sinh yếu kém một cách khoa học hơn. - Phân tích những bẫy trong giải bài tập hóa học có thể xem như một phương pháp “phản chứng” trong giảng dạy kiến thức ở trường THPT. * Để làm bài tốt các em cần nhớ: 1. Đọc kĩ đề ra trước khi làm bài 2. Tóm tắt đề bằng cách gạch chân dưới những nội dung quan trọng. 18 3. Học sinh được trang bị một số phương pháp giải toán hóa: Phương pháp bảo toàn khối lượng, phương pháp bảo toàn electron, ….. trước khi giải toán nên tìm số mol các chất (nếu có) viết phương trình hóa học hoặc sơ đồ biến hóa kết nối các mối quan hệ, từ đó lập phương trình toán học, giải toán tìm nghiệm E. ĐỀ NGHỊ - Ở đây tôi mới triển khai đề tài phần kim loại, vì đây là phần phổ biến và trong đề thi đại học cũng hay làm “bẫy” trong phần này. Trong thời gian tới tôi sẽ tôi sẽ đi sâu vào các dạng sai lầm khác mà tôi đã có dự kiến rồi: như tìm hiểu về sai lầm phần phi kim, về phương pháp giải toán như phương pháp qui đổi ,… - Khi áp dụng đề tài này thì chúng ta có thể cho học sinh tìm hiểu trước và có thể áp dụng vào giờ ngoại khóa cũng rất hay, hoặc vào các tiết tự chọn, … nhưng cần lưu ý để áp dụng hiệu quả của đề tài, các giáo viên phải linh hoạt theo đối tượng học sinh của mình, phải trang bị cho các em cơ bản về kim loại, về các phương pháp giải toán hóa học. Tôi xin chân thành cảm ơn! Xác nhận của thủ trưởng đơn vị Tôi cam đoan đề tài này là của tôi, không sao chép của người khác. Thanh hóa, ngày10 tháng 05 năm 2013 Người viết bài. Lê Văn Thành * Tài liệu tham khảo. [1]. Cao Cự Giác. Thiết kế và dụng bài tập hóa học thực nghiệm trong dạy và học hóa học. Nxb Giáo dục, 2009 [2]. Cao Cự Giác. Các phương pháp chọn lọc giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học. Nxb Giáo dục, 2009 [3]. Đào Hữu Vinh 500 bài tập hóa học. Nxb Giáo dục 1995 [4]. Nguyễn Xuân Trường. Phương pháp dạy học hóa học ở trường phổ thông. Nxb Giáo dục, 2005 [5] Nguyễn Xuân Trường, Cao Cự Giác. Các xu hướng đổi mới phương pháp dạy học ở trường phổ thông hiện nay. [6]. http://baigiang.bachkim.vn [7]. Tạp chí hóa học và ứng dụng [8]. Sách giáo khoa hóa học lớp 12. 19 MỤC LỤC A. MỞ ĐẦU..........................................................................................................1 I. Lý do chọn đề tài..........................................................................................1 II. Mục đích của nghiên cứu...........................................................................1 III . Nhiệm vụ của nghiên cứu........................................................................1 IV. Giới hạn nghiên cứu của đề tài...............................................................1 B. NỘI DUNG......................................................................................................2 I. Cơ sở lí luận:.................................................................................................2 II. Cơ sở thực tiễn..............................................................................................2 III. Nội dung nghiên cứu.................................................................................2 IIIA. Xây dựng các dạng sai lầm thường gặp và phân tích các sai lầm.....3 1. Dạng 1. Học sinh không chú ý đến vị trí của các cặp oxi hóa khử. 3 1.1. Ghi nhớ:.............................................................................................3 1.2. Phân tích các ví dụ............................................................................3 2. Dạng 2. Không chú ý đến tính oxi hóa của môi trường muối nitrat. 5 2.1. Ghi nhớ..............................................................................................5 2.2. Phân tích các ví dụ............................................................................6 20
- Xem thêm -