SKKN Bài tập về sắt và hợp chất của sắt trong chương trình THPT

36 1,506 6
  • Loading ...
    Loading ...
    Loading ...

Tài liệu hạn chế xem trước, để xem đầy đủ mời bạn chọn Tải xuống

Tài liệu liên quan

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 08/04/2015, 16:32

 ĐỀ TÀI:    !"#$%&'(  )*+, /&'(#01 Giúp học sinh nắm vững kiến thức hoá học, biết khai thác, vận dụng để giải quyết các vấn đề gặp phải trong thực tiễn cũng như trong khi học tập bộ môn là nhiệm vụ thường xuyên và quan trọng trong quá trình giảng dạy môn hoá ở bậc phổ thông trung học. Bên cạnh việc khắc sâu kiến thức, nó còn giúp học sinh tiếp cận với quy luật tự nhiên và thực tiễn khách quan, có cách nhìn khoa học hơn để nhận biết sự việc, hiên tượng . Nhằm mục đích này, đồng thời để giúp học sinh có thể tự nghiên cứu, tự học tập và áp dụng cho những trường hợp khác, khi giảng dạy cả ở những giờ chính khoá cũng như bồi dưỡng học sinh khá, giỏi, tôi đã tìm hiểu các dạng bài tập thường gây khó khăn cho học sinh để ngiên cứu phương pháp thể hiện một cách đơn giản và hiệu quả nhất. Trong số các nguyên tố và hợp chất được học trong chương trình THPT, Sắt và hợp chất của sắt là phần kiến thức rất phong phú, đa dạng. Bài tập về sắt là một phần quan trọng trong chương trình THPT, đặc biệt là chương trình lớp 12. Nghiên cứu kỹ bài tập về sắt có thể vận dụng hiệu quả cho bài tập về crôm do điểm tương đồng là hai kim loại có nhiều số oxi hoá. Bài tập về sắt thường xuyên gặp phải các trường hợp biến đổi giữa 3 số oxi hoá. Sự biến đổi các số oxi hóa của Sắt là dạng phản ứng mà học sinh thường rất lúng túng khi xét các trường hợp xảy ra. Vì vậy tôi đã tập trung tìm hiểu các dạng bài tập về Sắt và hợp chất, phân loại theo nhóm bài tập phổ biến thường gặp trong chương trình học cũng như trong các đề thi, hệ thống lại các dạng bài tập trên và đưa ra phương pháp giải loại bài tập này nhằm giúp học sinh dễ hiểu, giải quyết vấn đề nhanh, chính xác, đầy đủ và gọn gàng hơn. Đồng thời giúp học sinh có khả năng tư duy độc lập để vận dụng trong những trường hợp khác.  2-'3 $0&.145$2&6.17&-89 - Tìm hiểu cơ sở lí luận của đề tài. - Phân tích tính chất của sắt và các hợp chất, phân loại các bài toán trên cơ sở sự thay đổi số oxi hóa của sắt và hợp chất. - Hệ thống các dạng bài toán hoá học tương ứng với mỗi dạng phản ứng, phân tích các sai lầm có thể có của học sinh và đưa ra cách giải hợp lý, đơn giản. - Hình thành kĩ năng tư duy cho học sinh, giúp học sinh tự nghiên cứu, thao tác với dạng bài tập ứng với phản ứng khác và rút ra cách xét các trường hợp phản ứng dạng tương tự.  !:1#;<&6=>.?5$1&6.17&-89 - Các trường hợp phản ứng của Sắt và hợp chất, sự thay đổi số oxi hóa . - Các dạng bài toán về Sắt và hợp chất, sự thay đổi số oxihóa trong chương trình hoá học bậc THPT và thi tuyển sinh vào các trường Đại học hàng năm. - Phạm vi nghiên cứu: Quá trình dạy học Hoá học ở trường THPT .  .145$2&6.17&-89 - Nghiên cứu lí thuyết về Sắt và hợp chất, sự thay đổi số oxi hóa - Tìm hiểu chương trình Hóa học phổ thông, các tài liệu hướng dẫn giải các bài tập Hoá học, các đề thi tuyển sinh Hệ thống, sắp xếp các dạng bài tập theo đặc điểm chung, đưa ra cách giải chung cho từng dạng.  1@1A9BC#$D&'( Fe Fe 2+ Fe 3+ EFG 9BH&.IJ-K-L:,M1.IJ-NJO# Trong chương trình hoá học bậc THPT, Sắt là nguyên tố xuất hiện nhiều nhất trong các dạng bài toán do có nhiều số oxi hóa, sự biến đổi các số oxi hóa phong phú, đa dạng khiến bài tập về Sắt và hợp chất có nhiều trường hợp phản ứng xảy ra. Sự biến đổi các số oxi hoá của Sắt tập trung theo sơ đồ chuyển hóa 1.1- Phản ứng khử hợp chất Sắt (III): 1.1.1- Đặc điểm chuyển hóa: Khi hợp chất sắt (III) tác dụng với chất khử yếu có thể tạo hợp chất sắt (II). Khi hợp chất sắt (III) tác dụng với các chất khử mạnh có thể tạo hợp chất sắt (II) hoặc tạo ra đơn chất sắt. 1.1.2- Các phản ứng thường gặp 1.1.2.1- Hợp chất sắt (III) tác dụng với chất khử yếu: - Các kim loại từ Fe đến Cu 1.1.2.2- Hợp chất sắt (III) tác dụng với các chất khử mạnh : - Phản ứng của dung dịch muối Fe 3+ với các kim loại từ Mg đến Zn. - Phản ứng khử Fe 2 O 3 bằng các chất khử như C, CO, H 2 , Al 1.2- Phản ứng oxi hóa Sắt: 1.2.1- Đặc điểm chuyển hóa: Khi sắt tác dụng với chất oxi hóa yếu tạo hợp chất sắt (II) Khi sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh có thể tạo hợp chất sắt (II) hoặc hợp chất sắt (III). 1.2.2- Các phản ứng thường gặp 1.2.2.1- Sắt tác dụng với chất oxi hóa yếu: Phản ứng với phi kim: lưu huỳnh, Iot Phản ứng với dung dịch muối của các kim loại: từ sau Fe đến Cu 1.1.2.2- Sắt tác dụng với chất oxi hóa mạnh: - Phản ứng của Fe với các chất có tính oxi hoá mạnh (Các halogen từ Flo đến Brom, dung dịch HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng, Hg(NO 3 ) 2 , AgNO 3 ). - Phản ứng của Fe với oxi. 1.3- Phản ứng của hợp chất Sắt (II) 1.3.1- Đặc điểm chuyển hóa: Hợp chất sắt (II) có số oxi hoá trung gian nên có thể hiện tính khử khi gặp chất oxi hoá mạnh, thể hiện tính oxi hoá khi gặp chất khử mạnh. 1.3.2- Các phản ứng thường gặp 1.3.2.1- Phản ứng thể hiện tính khử của Fe 2+ với chất có tính oxi hoá mạnh: Dung dịch HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng, Hg(NO 3 ) 2 , AgNO 3 ; F 2 , Cl 2 , Br 2 ; (H 2 O + O 2 ) 1.3.2.2- Phản ứng thể hiện tính oxi hoá của hợp chất Fe 2+ với các chất khử mạnh: Kim loại mạnh, CO, C, H 2 , Các trường hợp phản ứng trên được sử dụng, phân loại theo nhiều cách, tuỳ thuộc nguyên tắc phân chia và mục đích vận dụng trong các dạng bài tập. Có thể phân loại theo các cách cơ bản sau: PF.%&Q,?1R01#S>$(LO#$0.<> D#-NJLO#T 2.1- Bài toán về phản ứng của Fe với dung dịch các chất có tính oxi hoá mạnh (HNO 3 , H 2 SO 4 đặc nóng, AgNO 3 ). 2.2- Bài toán về phản ứng của dung dịch muối Fe 3+ với các kim loại từ Mg đến Zn. 2.3- Bài toán về hỗn hợp của sắt và các oxit 2.4- Bài toán xác định công thức của oxit. UFK->.;V&6>.K>#.;W&6';<-K>+2&6#X,&6R01#,K&$(LO#$0.<> D#-NJLO#T 3.1- Phương pháp bảo toàn khối lượng các chất 3.2- Phương pháp bảo toàn electron. 3.3- Phương pháp bảo toàn số mol nguyên tử các nguyên tố 3.4- Phương pháp bán phản ứng (phương trình ion-electron. 3.5- Phương pháp tăng giảm khối lượng YF.%&#3 '"-'1H55Z#L:>.@&8&6#.;W&66"> Y EF.@&8&6-NJ[\$]1+9&6+^ -K-JM1#-I#3&.,M1.,K5?&. Thí nghiệm 1: Cho bột sắt tác dụng với dung dịch HNO 3 loãng. Phản ứng, hiện tượng: Khi cho từ từ bột sắt vào dung dịch HNO 3 đầu tiên có khí thoát ra do: Fe + 4HNO 3 → Fe(NO 3 ) 3 + NO + 2H 2 O Khi HNO 3 hết, dung dịch thu được vẫn hoà tan thêm một lượng bột sắt do: Fe + 2Fe(NO 3 ) 3 → 3Fe(NO 3 ) 2 Phản ứng của Fe với H 2 SO 4 đặc nóng được xét tương tự như trên. Thí nghiệm 2: Cho bột sắt tác dụng với dung dịch AgNO 3 . Phản ứng, hiện tượng: Khi cho bột sắt vào dung dịch AgNO 3 có kết tủa thoát ra: Fe + 2AgNO 3 → Fe(NO 3 ) 2 + 2Ag khi Fe hết khối lượng kết tủa vẫn tiếp tục tăng, do: AgNO 3 + Fe(NO 3 ) 2 → Fe(NO 3 ) 3 + Ag Đặc điểm bài toán: Khi sắt tác dụng với dung dịch chất có tính oxi hoá mạnh, sản phẩm thu được có thể gồm hợp chất sắt (II), hợp chất sắt (III). Y PF.@&8&6-NJ+9&6+^ 59:1[\ U_ $]1`15Q,?1 Y P EF.@&8&6-NJ+9&6+^ 59:1[\ U_ $]1-K-`15Q,?1#a6'C&b& Thí nghiệm: Cho bột Mg tác dụng với dung dịch Fe(NO 3 ) 3 . Phản ứng, hiện tượng: Khi cho từ từ bột kim loại (từ Mg đến Zn) dung dịch muối Fe 3+ , đầu tiên không có chất rắn thoát ra do: Mg + 2Fe 3+ → Mg 2+ + 2Fe 2+ Sau khi Fe 3+ phản ứng hết, tiếp tục thêm bột Mg sẽ tạo ra chất rắn mới do: Mg + Fe 2+ → Mg 2+ + Fe Đặc điểm: Các kim loại không tác dụng với H 2 O, mạnh hơn Fe trong dãy điện hoá đều có thể tham gia phản ứng với dung dịch muối Fe 3+ như trên. Khi các kim loại không tác dụng với H 2 O, mạnh hơn Fe trong dãy điện hoá phản ứng với dung dịch muối Fe 3+ có thể có chất rắn thu được hoặc chỉ có phản ứng hòa tan chất rắn. Y P PF.@&8&6-NJ+9&6+^ 59:1[\ U_ $]1-K-`15Q,?1#a[\'C&9 Phản ứng, hiện tượng: Khi cho bột kim loại (từ Fe đến Cu) dung dịch muối Fe 3+ , không có chất rắn thoát ra do: Cu + 2Fe 3+ → Cu 2+ + 2Fe 2+ Đặc điểm: Các kim loại yếu hơn Fe trong dãy điện hoá vẫn có thể tham gia phản ứng với dung dịch muối Fe 3+ như trên. Khi các kim loại yếu hơn Fe trong dãy điện hoá phản ứng với dung dịch muối Fe 3+ chỉ có phản ứng hòa tan chất rắn. Y UF.@&8&6-NJ[\$]1 P Phản ứng: 2Fe + O 2 → 2FeO 3Fe + 2O 2 → Fe 3 O 4 2Fe + 3O 2 → 2Fe 2 O 3 Đặc điểm: Khi cho Fe tác dụng với O 2 , hỗn hợp thu được có thể gồm 4 chất. Y YF.@&8&6-NJ[\ P  U $]1 D#`.cde Phản ứng: 3Fe 2 O 3 + CO → 2Fe 3 O 4 + CO 2 Fe 3 O 4 + CO → 3FeO + CO 2 FeO + CO → Fe + CO 2 Đặc điểm: Khi cho Fe 2 O 3 tác dụng với chất khử, hỗn hợp thu được có thể gồm 4 chất. Y fF.@&8&6-NJ.g&.<>LO#$0-K-,M1#$]1+9&6+^ JM1# Phản ứng: Cho hỗn hợp X gồm sắt và 3 oxit của sắt tác dụng với dung dịch HCl. Fe 2 O 3 + 6HCl → 2FeCl 3 + 3H 2 O Fe 3 O 4 + 8HCl → 2FeCl 3 + FeCl 2 + 4H 2 O FeO + 2HCl → FeCl 2 + H 2 O Fe + 2HCl → FeCl 2 + H 2 Fe + 2FeCl 3 → 3FeCl 2 Đặc điểm: - Thứ tự ưu tiên các phản ứng: axit hòa tan các oxit, chất phản ứng cuối cùng là Fe. Nếu có chất rắn còn dư sẽ là sắt, có thể có các oxit. - Nếu có chất rắn dư, chắc chắn sẽ có phản ứng của Fe với Fe 3+ . - Nếu chất rắn tan hết, tùy yêu cầu của đề: Nếu đề cho tính ôxi hóa của Fe 3+ mạnh hơn của H + hoặc tính khử của hydro mới sinh mạnh hơn của Fe 2+ thì có phản ứng của Fe với Fe 3+ . Y hF.@&8&6-NJ.<> D#LO#de - Khác với nhiều hợp chất khác của kim loại chỉ có tính ôxi hóa, hợp chất sắt (II) thể hiện cả tính ôxi hóa và tính khử tùy chất phản ứng. 4.6.1- Tính ôxi hóa - Nếu gặp chất khử mạnh, hợp chất sắt (II) thể hiện tính ôxi hóa: FeO + CO → Fe + CO 2 Mg + Fe 2+ → Mg 2+ + Fe 4.6.2- Tính khử - Nếu gặp chất ôxi hóa mạnh, hợp chất sắt (II) thể hiện tính khử: AgNO 3 + Fe(NO 3 ) 2 → Fe(NO 3 ) 3 + Ag [...]... tổng hợp hết các cách khai thác đó Trên đây, tôi chỉ nêu lên một số cách xem xét và phân tích bài tập về sắt và các hợp chất trên cơ sở khả năng chuyển hóa các số oxi hóa của sắt trong các dạng bài toán thường gặp đối với học sinh bậc học Trung học Phổ thông Trên cơ sở phân tích, hệ thống các dạng bài tập về sắt, các hợp chất của sắt và cách giải các bài tập vận dụng, tôi đã thống kê một số dạng bài tập. .. mol giữa sắt và oxi, chọn tỷ lệ thích hợp với ôxit đề cho Với bài toán xác định oxit của sắt, thường gặp phản ứng thể hiện tính khử của oxit khi tác dụng với chất ôxi hóa mạnh, khi ấy phải viết dưới dạng công thức tổng quát của oxit 5.4- Bài toán vê hỗn hợp sắt và các oxit của sắt 5.4.1- Đặc điểm bài toán: Thường các bài toán về hỗn hợp sắt và các oxit của sắt với yêu cầu tổng quát, các yêu cầu của đề... thường gặp, nêu các cách phân tích và hướng áp dụng cho các bài tập tương tự Khi áp vào quá trình giảng dạy, các em đã vận dụng linh hoạt và giải các bài toán nhanh, chính xác, đặc biệt là khi gặp các bài tập trắc nghiệm Trong các kỳ thi tuyển sinh vào đại học và cao đẳng những năm gần đây, học sinh đã biết cách phân tích và giải các bài tập về sắt và hợp chất của sắt đạt hiệu quả cao hơn LIỆU THAM... mol FeBr3 và 0,0375 mol Br2 Nồng độ các chất trong A là: C FeCl3 = 0,075 = 0,15 (M); 0,5 C FeBr3 = 0,075 = 0,15 (M); 0,5 C Br23 = 0,0375 = 0,075 (M) 0,5 Nhận xét: Hợp chất sắt (II) thể hiện tính chất tùy thuộc khả năng thể hiện tính khử, tinh oxi hóa của các chất cùng phản ứng và độ mạnh yếu của chúng Trong các phản ứng của hỗn hợp các chất và hợp chất sắt (II) cần lưu ý đến khả năng phản ứng và thứ tự... ưu tiên của các chất Trường hợp hỗn hợp phản ứng gồm nhiều chất, nhiều ion có khả năng tham gia, học sinh thường không chú ý đến khả năng có nhiều trường hợp xảy ra tùy thuộc theo khả năng phản ứng (thứ tự ưu tiên), tỉ lệ mol các chất phản ứng, khả năng chất dư tác dụng với sản phẩm … C Kết luận Có nhiều cách khai thác khác nhau đối với bài tập về sắt và các hợp chất của sắt Trong phạm vi của bài viết... (hỗn hợp X - từ ba chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất hay một chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng hỗn hợp - Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kì cặp chất nào thậm chí có thể quy đổi về một chất Tuy nhiên nên chọn cặp chất nào có phản ứng oxi hoá khử là ít nhất để đơn giản trong tính toán - Trong quá trình tính toán theo phương pháp quy đổi đôi ta gặp số âm đó là do sự bù trừ về. .. + 0,05 Chất rắn thu được là Ag ⇒ Ag 0,05 m = 108.(0,2 + 0,3 + 0,05) = 59,4g Nhận xét: Do sắt có khả năng thể hiện số ôxi hóa +2 hoặc +3, nên dạng bài tập phản ứng của Fe với các chất oxi hóa mạnh khá phức tạp Với dạng bài tập này, cần chú ý khả năng phản ứng tạo sắt (II) hay sắt (III) 5.2- Bài toán phản ứng của kim loại với dung dịch muối của Fe3+ Phân tích trường hợp: cho hỗn hợp X gồm Zn và Al tác... do sự bù trừ về khối lượng của các chất trong hỗn hợp Trong trường hợp này ta vẫn tính toán bình thường và kết quả cuối cùng vẫn thoả mãn - Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất FexOy thì oxit FexOy tìm được chỉ là oxit giả định không có thực Ví dụ 2: Nung 8,4 gam Fe trong không khí sau phản ứng ta thu được m gam chất rắn X gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 Hoà tan m gam hỗn hợp X trong dưng dịch HNO 3 dư thu... sắt và các ôxit của sắt thường không yêu cầu, không có dữ kiện để tính trực tiếp số mol các chất trong hỗn hợp, chỉ dựa trên khả năng phản ứng của toàn hỗn hợp và số mol sản phẩm Nếu đặt ẩn số là số mol các chất thành phần để tính thì việc giải bài toán sẽ rất khó khăn Để giải các bài toán về sắt và oxit của sắt có thể sử dụng các phương pháp: phương pháp bảo toàn electron, phương pháp bảo toàn số mol... VHNO3 = 0,8 : 1 = 0,8(l) Nhận xét: Thường bài toán kim loại tác dụng với dung dich muối sắt (III) thường đi cùng với sắt tác dụng với dung dịch chất có tính oxi hóa mạnh do bản thân Fe 3+ là chất oxi hóa mạnh Với dạng bài tập này, cần chú ý khả năng phản ứng tạo sắt (II) hay sắt đơn chất tùy thuộc tỉ lệ mol giữa các chất được lấy 5.3- Bài toán xác định ôxit của sắt 5.3.1- Nguyên tắc: Xác định công thức . cách đơn giản và hiệu quả nhất. Trong số các nguyên tố và hợp chất được học trong chương trình THPT, Sắt và hợp chất của sắt là phần kiến thức rất phong phú, đa dạng. Bài tập về sắt là một phần. đã tập trung tìm hiểu các dạng bài tập về Sắt và hợp chất, phân loại theo nhóm bài tập phổ biến thường gặp trong chương trình học cũng như trong các đề thi, hệ thống lại các dạng bài tập trên và. trọng trong chương trình THPT, đặc biệt là chương trình lớp 12. Nghiên cứu kỹ bài tập về sắt có thể vận dụng hiệu quả cho bài tập về crôm do điểm tương đồng là hai kim loại có nhiều số oxi hoá. Bài
- Xem thêm -

Xem thêm: SKKN Bài tập về sắt và hợp chất của sắt trong chương trình THPT, SKKN Bài tập về sắt và hợp chất của sắt trong chương trình THPT, SKKN Bài tập về sắt và hợp chất của sắt trong chương trình THPT