Khoá luận tốt nghiệp TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HOÁ HỌC ======☼♦♦♦☼====== TRẦN THỊ VÂN ANH THIẾT LẬP SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG TRONG HỐ HỌC VƠ CƠ PHẦN CÁC NGUYÊN TỐ PHI KIM VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIẢNG DẠY HỐ HỌC PHỔ THƠNG KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hố vơ Ngƣời hƣớng dẫn khoa học NGUYỄN VĂN QUANG HÀ NỘI – 2010 Trần Thị Vân Anh – K32B – Khoa Hoá TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HOÁ HỌC ======☼♦♦♦☼====== TRẦN THỊ VÂN ANH THIẾT LẬP SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG TRONG HỐ HỌC VƠ CƠ PHẦN CÁC NGUN TỐ PHI KIM VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIẢNG DẠY HOÁ HỌC PHỔ THƠNG KHỐ LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chun ngành: Hố vơ HÀ NỘI – 2010 LỜI CẢM ƠN Sau khoảng thời gian tìm tòi, nghiên cứu, khoá luận tốt nghiệp với đề tài: “Thiết lập sơ đồ phản ứng hố học vơ phần nguyên tố phi kim ứng dụng giảng dạy hố học phổ thơng”, đƣợc hồn thành Ngồi cố gắng nỗ lực thân, em nhận đƣợc khích lệ, giúp đỡ nhiều từ phía nhà trƣờng, thầy cơ, gia đình bạn bè Trƣớc hết, em xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc tới thầy Nguyễn Văn Quang, tận tình hƣớng dẫn em suốt trình xây dựng hồn thiện khố luận Em xin cảm ơn thầy giáo khoa hố học Trƣờng Đại Học Sƣ Phạm Hà Nội truyền đạt kiến thức quý báu cho chúng em suốt trình học tập Và đặc biệt, em xin cảm ơn thầy cô em học sinh Trƣờng THPT Văn Giang – Hƣng Yên tạo điều kiện cho em hoàn thành đề tài Mặc dù thân em cố gắng nhƣng việc thực khoá luận khơng tránh khỏi thiếu sót Vì vậy, em kính mong nhận đƣợc ý kiến đóng góp quý báu thầy cô giáo bạn bè! Em xin chân thành cảm ơn! Hà Nội, ngày tháng năm 2010 Sinh viên Trần Thị Vân Anh LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan khố luận kết nghiên cứu thân Những kết thu đƣợc hồn chân thực chƣa có đề án nghiên cứu Nếu sai tơi xin hồn toàn chịu trách nhiệm Sinh viên Trần Thị Vân Anh MỤC LỤC Trang MỞĐẦU…………………………………………………………….……… CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN………………………………….…………… 1.1 Tính chất hố học halogen…………… …… …………… 1.2 Tính chất hố học oxi – lƣu huỳnh……………….………… 1.3 Tính chất hố học nitơ – photpho………………… 14 1.4 Vị trí kiến thức nhóm Halogen, Oxi- Lƣu huỳnh, NitơPhotpho chƣơng trình hố học phổ thông……………………….…….21 CHƢƠNG 2: PHƢƠNG PHÁP VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU……… 22 2.1 Phƣơng pháp nghiên cứu…………………………… ……….…22 2.2 Mục đích nghiên cứu…………………………………… …… 23 2.3 Đối tƣợng nghiên cứu………………………………………….…23 2.4 Nhiệm vụ nghiên cứu………………………… … ………… 23 CHƢƠNG 3: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN…….……… 24 3.1 Sơ đồ hố phản ứng nhóm Halogen………………………….24 3.2 Sơ đồ hoá phản ứng Oxi – Lƣu huỳnh…………… ……… 34 3.3 Sơ đồ hoá phản ứng Nitơ – Photpho …………… …… .42 3.4 Vận dụng sơ đồ hoá phản ứng vơ vào giảng dạy hố học vơ trƣờng phổ thông………………………………… ………… ……….… 49 KẾT LUẬN………………………………………………………….… 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO…………………………………… ………… 55 PHỤ LỤC……………………………………………………….………… 56 ĐỀ LỚP 10 KIỂM TRA HOÁ (đề gốc) đáp án………………………….56 ĐỀ LỚP 11 KIỂM TRA HOÁ (đề gốc) đáp án…………… … 59 DANH MỤC VIẾT TẮT đpnc: điện phân nóng chảy r: rắn xt: xúc tác dd: dung dịch o t : nhiệt độ đpdd m.n.x: điện phân dung dịch màng ngăn xốp tt: tinh thể SGK: sách giáo khoa THPT: Trung Học Phổ Thơng bh: bão hòa tr: trắng nc: nóng chảy CB: TN: tự nhiên đ.n: đặc nóng MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Hố học mơn khoa học nghiên cứu chất, biến đổi chất Nó vừa có tính lý thuyết, vừa có tính thực nghiệm đƣợc ứng dụng rộng rãi đời sống, sản xuất Hai mảng lý thuyết chủ đạo hố học Vơ Hữu Mỗi mảng nghiên cứu sâu vấn đề định Tuy nhiên, hai mảng lại khơng tách rời mà ln có liên quan thống với Vì vậy, lý thuyết hố học nói chung lý thuyết vơ nói riêng có móc xích liên quan lẫn nhau, muốn tiếp thu kiến thức phải dựa tảng kiến thức biết Vì vậy, việc ơn tập, củng cố khắc sâu kiến thức cho học sinh nhiệm vụ quan trọng ngƣời giáo viên Là giáo viên tƣơng lai, tơi cần phải làm nhƣ nào? Có nhiều phƣơng pháp khác giúp cho việc ôn tập củng cố kiến thức cho học sinh Trong đó, việc sử dụng “Sơ đồ phản ứng” công cụ đơn giản hữu hiệu giúp cho ngƣời học củng cố, ôn tập kiểm tra kiến thức tiếp thu Với lý chọn đề tài: “Thiết lập sơ đồ phản ứng hố học vơ phần nguyên tố phi kim ứng dụng giảng dạy hố học phổ thơng” Với đề tài này, tơi hy vọng góp phần nâng cao việc giảng dạy lý thuyết hố vơ cơ, giúp cho học sinh có tảng kiến thức hố học vững rèn kỹ viết phƣơng trình hố học phản ứng Nội dung nghiên cứu Thiết lập sơ đồ phản ứng cho nhóm Halogen, Oxi – Lƣu huỳnh, Nitơ – Photpho Vận dụng sơ đồ hoá phản ứng giảng dạy hố học phổ thơng thử nghiệm sƣ phạm CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tính chất hố học Halogen (X2) Tính chất hố học điển hình tính oxi hóa mạnh, hoạt tính giảm dần từ flo đến iot 1.1.1 Tác dụng với đơn chất  Tác dụng với kim loại 2M + nX2 to 2MX  n 3Cl2 +  Tác dụng với phi kim + Tác dụng với H2 : 2Fe to 2FeCl  H2  X2 2HX    Khả phản ứng giảm dần từ F đến I H  F2  H2 Br   H  Cl2 a H2  I s  o 2HBr  50  C  800o C    Pt 2HI + Tác dụng với phi kim khác nhƣ: P, S, … (halogen không phản ứng trực tiếp với O2, N2, C) 2P + 5Cl2 2PCl5 1.1.2 Tác dụng với hợp chất  Tác dụng với nƣớc + Flo tác dụng mãnh liệt với nƣớc giải phóng oxi 2F2  2H2O  4HF O2   + Clo, brom, iot phản ứng với nƣớc theo thứ tự giảm dần X2 H2O   HX  HXO   Tác dụng với dung dịch kiềm X2 3X2 + 2NaOH lạnh, nguội NaX + NaXO +H2O  2 + 6NaOH to  5NaX + NaXO + 3H O (X: Cl ; Br ) 3I2 + 6NaOH  5NaI + NaIO3 + 3H2O  Tác dụng với muối halogen khác Halogen mạnh đẩy halogen yếu khỏi dung dịch muối Cl2 + 2NaCl 2NaBr  + Br2  Tác dụng với chất khử khác Br2 + SO2 + + H2SO4 2H2O  2HBr  Tác dụng với hợp chất hữu X2 + CnH2n+2 HX  CnH2n+1X + 1.1.3 Tính khử Halogen F2: khơng thể tính khử Cl2, Br2, I2: có tính khử nhƣng tính khử tăng dần từ clo đến iot 5Cl2 + Br2 + 6H2O  2HBrO3 + 10HCl Iot có khả tạo hợp chất Iot dạng cation I2 + AgNO3 AgI +  INO3 (Kém bền) 3INO3  I2 + I(NO3)3 1.1.4 Điều chế Halogen  Điều chế flo (F2) (phƣơng pháp nhất) 2MFn(rắn) đpnc 2M + nF2  Trong công nghiệp thƣờng dùng hỗn hợp KF + 3HF  Điều chế clo (Cl2)  Ở đề lớp 11: kiến thức liên quan đến Nitơ – Photpho ( thời gian làm 20 phút)  Các đề gốc đáp án đƣợc trình bày phần phụ lục Kết nhƣ sau: Giỏi (%) Khá (%) Trung bình (%) Yếu(%) 10CB3 83,33 10,42 6,25 10CB6 54,35 34,78 10,87 11TN7 80,58 15,02 4,4 11CB1 23,47 46,05 25,46 5,02 Kết Lớp Nhận xét: + Trong lớp 10: Lớp 10CB3 so với lớp 10CB6 tỷ lệ học sinh đạt điểm giỏi cao nhiều, lớp 10CB6 tỷ lệ học sinh đạt điểm lại tăng so với lớp 10CB3 đặc biệt lớp khơng có học sinh đạt điểm yếu + Trong lớp 11: Lớp 11TN7 so với lớp 11CB1 tỷ lệ học sinh đạt điểm giỏi lớp 11TN7 cao nhiều, lớp 11CB1 có tỷ lệ học sinh đạt điểm lớn Điều đánh giá xác lực học học sinh lớp 10CB3, 11TN7 lớp chọn Trƣờng THPT Văn Giang, lớp 10CB6 lớp tự nhiên khá, lớp 11CB1 lớp đứng đầu lớp học tập Kết luận: Qua đây, ta thấy lớp có áp dụng sơ đồ hố phản ứng vào giảng dạy học sinh nắm kiến thức, hiểu sâu, nhớ lâu, vận dụng cách linh hoạt xác vào làm tập nên đạt đƣợc kết cao Vì vậy, việc vận dụng sơ đồ hố phản ứng vào giảng dạy phổ thơng có ý nghĩa to lớn việc nâng cao chất lƣợng giảng dạy, đem lại hiệu học tập cao cho học sinh KẾT LUẬN Trong trình thực khố luận, tơi tiến hành nghiên cứu đƣợc nội dung sau đây:  Đƣa tính chất hoá học số đơn chất hợp chất nhóm nguyên tố phi kim (Halogen, Oxi – Lƣu huỳnh, Nitơ – Photpho) nhƣ phƣơng pháp điều chế chất  Thiết lập đƣợc số dạng sơ đồ phản ứng sau: - Dạng 1: Sơ đồ hoá phản ứng mà tất chất sơ đồ biết Ở dạng sơ đồ hoá đƣợc 10 sơ đồ, nhóm Halogen có sơ đồ, Oxi – Lƣu huỳnh, Nitơ – Photpho nhóm có sơ đồ - Dạng 2: Sơ đồ hố phản ứng biết số chất điều kiện phản ứng Ở dạng này, sơ đồ hoá đƣợc 11 sơ đồ, nhóm Halogen, Nitơ – Photpho có sơ đồ, Oxi – Lƣu huỳnh có sơ đồ - Dạng 3: Sơ đồ hoá phản ứng mà chất chƣa biết nhƣng biết điều kiện bên Ở dạng này, sơ đồ hố đƣợc 10 sơ đồ, nhóm halogen có sơ đồ, Oxi – Lƣu huỳnh, Nitơ – Photpho nhóm có sơ đồ  Thử nghiệm sƣ phạm: Việc áp dụng sơ đồ hoá phản ứng vào giảng dạy hố học phổ thơng nhƣ kiểm tra đánh giá học sinh nhiều hình thức trắc nghiệm, ta nhận thấy: Sơ đồ hoá phản ứng phƣơng pháp hữu hiệu giúp cho học sinh nắm chắc, hiểu sâu, nhớ kiến thức cách dễ dàng, logic, rèn cho học sinh tƣ khái quát hoá Đồng thời giúp cho giáo viên hệ thống kiến thức dễ dàng cho học sinh, kiểm tra đánh giá học sinh cách xác Tuy nhiên, việc kiểm tra sơ đồ hoá phản ứng dƣới dạng trắc nghiệm khách quan hạn chế Bởi theo cách này, giáo viên kiểm tra kiến thức học sinh nhƣng khơng kiểm tra đƣợc kỹ viết phƣơng trình phản ứng Vì vậy, nên đề kiểm tra phối hợp kiểm tra trắc nghiệm kiểm tra tự luận giúp đánh giá học sinh xác rèn cho học sinh phát triển toàn diện TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Ngọc An (2005), Giúp trí nhớ chuỗi phản ứng hố học, NXB Đại học sƣ phạm, Hà Nội Ngô Ngọc An (2007), Bài tập trắc nghiệm hố học trung học phổ thơng đại cƣơng – hố vơ – hố hữu cơ, NXB giáo dục, Hà Nội Phạm Đức Bình (2007), Phƣơng pháp giải tập hoá phi kim, NXB giáo dục TS Cao Cự Giác (2010), Bài tập lý thuyết thực nghiệm hoá học – Tập – Hố học vơ cơ, NXB giáo dục Việt Nam Võ Trƣờng Huy (2006), Chuỗi sơ đồ phản ứng hố học hữu – vơ cơ, NXB Thanh Hố Hồng Nhâm (2002), Hóa học vơ - Tập 1, NXB Giáo dục, Hà Nội Hoàng Nhâm (2003), Hóa học vơ - Tập 2, NXB Giáo dục, Hà Nội Hồng Nhâm (2004), Hóa học vơ - Tập 3, NXB Giáo dục, Hà Nội Tạp chí Hội hố học Việt Nam (2008), hố học ứng dụng, Xí nghiệp in Bộ quốc phòng, Hà Nội 10 Quan Hán Thành (2009), Sơ đồ phản ứng hoá học, NXB Đại học sƣ phạm quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh 11 Lê Minh Thu (2008), Khố luận tốt nghiệp “Thiết lập sơ đồ phản ứng vô ứng dụng giảng dạy hoá học phổ thông” Trƣờng Đại học sƣ phạm Hà Nội 12 Nguyễn Xuân Trƣờng (2006), Trắc nghiệm sử dụng trắc nghiệm dạy học hố học trƣờng phổ thơng, NXB Đại học sƣ phạm, Hà Nội 13 Hoàng Thị Quỳnh Trang (2007), Khoá luận tốt nghiệp “Vấn đề sơ đồ hố phản ứng vơ vận dụng giảng dạy hố học phổ thơng”, Trƣờng Đại học sƣ phạm Hà Nội 14 Sách giáo khoa hoá học 10, 11, NXB giáo dục, Hà Nội PHỤ LỤC ĐỀ LỚP 10 KIỂM TRA HOÁ – THỜI GIAN: 20 phút Bài 1: Cho sơ đồ chuyển hoá sau: (khoanh tròn vào đáp án đúng) Cl2 X Y Z X Cl2 Trong X, Y, Z, chất rắn, Y Z chứa natri X, Y, Z chuỗi chuyển hố tƣơng ứng với nhóm chất sau đây: NaCl, NaOH, Na2CO3 B HCl, NaCl, Na2CO3 C NaClO, NaOH, Na2CO3 D NaBr, Na2CO3, NaCl A Bài 2: Hoàn thành phản ứng sau: (khoanh tròn vào đáp án đúng) (1) (2) Cl2 X Y (3) Z E F NaCl Y  Fe   Z  H2  (4) F Y Z  H 2O Các chất X, Y, Z, E, F lần lƣợt là: A H2, HCl, FeCl3, NaOH, Fe(OH)3 B H2O, HClO, FeCl3, NaOH, Fe(OH)3 C H2, HCl, FeCl2, NaOH, Fe(OH)2 D Cả A, B, C Bài 3: Cho sơ đồ chuyển hoá sau: X Biết X: khí màu vàng lục Z: có nhiều nƣớc biển Y Z T Hãy chọn chất cột II ghép với cột I cho phù hợp với sơ đồ Cột I Cột II X NaCl Y Cl2 Z NaClO3 T HCl 5.NaClO Bài 4: Cho sơ đồ chuyển hoá sau: +H2 A (mùi trứng thối) + O2 X + D + Br B +Fe E +B X+D Y+Z +Y Z A+G Xác định X, A, B, D, E, Y, G, Z ? Bài 5: Cho sơ đồ sau: FeS Zn +B A +B D +F K2S E +B KNO3 KHSO4 K2SO4 +F H2 Hãy chọn chất cột II ghép với cột I cho phù hợp với sơ đồ Cột I Cột II A AgNO3 B KOH D H2SO4 E H2S F KCl KHS Bài 6: Cho phản ứng sau: t o A ắ ắđ K 2MnO4 B + C + B + ắ ắđ D +F + G HCl C ắ pắhóngắđiệnắđ H H + G + X ¾ ¾® D + X KOH + E ¯ + C ắ ắđ L + E D + ắ ¾® L + KOH t M ¾ o¾® L + C M +G Xác định chất chƣa biết phản ứng trên? Viết phƣơng trình phản ứng minh hoạ ĐÁP ÁN: A C X 2, Y 4, Z 1, T 3 X: S, A: H2S, B: SO2, Y: H2SO4,Z: HBr, E: FeS, D: H2O, G: FeSO4 ( FeBr2 ) A 4, B 2, D 6, E 5, F 1 Theo giả thiết: A: KMnO4, B: MnO2, C: O2 , D: Cl2, F: MnCl2 G: H2O, H: O3, X: KI, E: I2, L: KCl, M: KClO3 Các phản ứng minh hoạ: (1) 2KMnO t K MnO  MnO O    4 2 (2) MnO  4HCl t    2H O MnCl  Cl o o 2 2 (3)  3O (4) O3 + ắ p hóng điện ắ ắ ắđ 2O H2 O + 2KI ắ 2KOH ắđ + I ¯ O2 + (5) Cl 2KI ¾ 2KCl I2¯ + ắđ + t (6) 3C l + 6KOH ắ 5KCl KCl + O ® + 3H O o o (7) 2KClO ắ t ắđ ắ 2KCl + 3O2 ĐỀ LỚP 11 KIỂM TRA HOÁ – THỜI GIAN 20 phút Bài 1: cho sơ đồ phản ứng sau: (khoanh tròn đáp án đúng) H2SO4O A3 (khí)  C H O       A NH3 Pcao, t cao A2 2 o NaOH A4 (khí) A1, A2, A3, A4 tƣơng ứng với nhóm chất là: A (NH2)2CO, (NH4)2CO3, CO2, NH3 B NH2CO, (NH3)2CO, CO2, NH3 C (NH2)2CO, (NH3)2CO, CO2, NO2 D (NH2)2CO, (NH4)2CO3, CO2, NO2 Bài 2: Cho sơ đồ phản ứng sau: (khoanh tròn đáp án đúng) (4) Photpho (1) X (2) Y (3) Supephotphat kép Z Amophot X, Y, Z tƣơng ứng với nhóm chất là: A PH3, P2O5, HPO3 B P2O5, HPO3, H3PO4 C P2O3, HPO3, H3PO4 D P2O5, HPO3, H4P2O7 Bài 3: Cho sơ đồ: to (1) H (2) Cl (3) B(4) (5) (6) NH4 NO2 A B C D NH NO3 B Hãy chọn chất cột II ghép với cột I cho phù hợp với sơ đồ Cột I Cột II A NH3 B NO C N2 D HCl NH4Cl Bài 4: Cho sơ đồ sau: H2O H O4 S KO H HNO3 400o C A B C A  D E F H2O Hãy chọn chất cột II ghép với chât cột I cho phù hợp với sơ đồ Cột I Cột II A N2 B NH3 C NH4NO3 D N2O E (NH4)2SO4 F NH4OH O2 Bài 5: Cho sơ đồ sau: (1) Muối A Axit A1 (2) (5) (4) Khí A2 Khí A3 (3) Biết A tác dụng với dung dịch kiềm giải phóng khí A2 có mùi khai Khí A3 khí khơng màu trơ điều kiện thƣờng Xác định cơng thức hố học A, A1, A2, A3? Viết phƣơng trình phản ứng minh hoạ ĐÁP ÁN: A B A 3, B 1, C 4, D 5 A 2, B 6, C 5, D 3, E 1, F 7 A: NH4NO3, A1: HNO3, A2: NH3, A3: N2 Các phản ng minh ho: (1) 2NH4NO3 + H2SO4(c) ắ ắđ (NH4)2SO4 + 2HNO3 (2) 10Al + 36HNO3(đặc) (3) 4NH3 + 3O2 t ắắ o đ 10 Al(NO3 3) + 3N2 t ¾¾ o ® 2N2 + 6H O (4) NH4NO3 + NaOH ắ to đ NaNO + ắ (5) 2NH4NO3 t ắắ o đ 2N2 + O2 + 18H2O NH3 + 4H2O + H2O ...TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI KHOA HOÁ HỌC ======☼♦♦♦☼====== TRẦN THỊ VÂN ANH THIẾT LẬP SƠ ĐỒ PHẢN ỨNG TRONG HỐ HỌC VƠ CƠ PHẦN CÁC NGUN TỐ PHI KIM VÀ ỨNG DỤNG TRONG GIẢNG DẠY HOÁ HỌC PHỔ THƠNG... viết phƣơng trình hố học phản ứng Nội dung nghiên cứu Thiết lập sơ đồ phản ứng cho nhóm Halogen, Oxi – Lƣu huỳnh, Nitơ – Photpho Vận dụng sơ đồ hoá phản ứng giảng dạy hố học phổ thơng thử nghiệm... CỨU VÀ THẢO LUẬN…….……… 24 3.1 Sơ đồ hố phản ứng nhóm Halogen………………………….24 3.2 Sơ đồ hoá phản ứng Oxi – Lƣu huỳnh…………… ……… 34 3.3 Sơ đồ hoá phản ứng Nitơ – Photpho …………… …… .42 3.4 Vận dụng sơ đồ