SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT TRIỆU SƠN SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM HƯỚNG DẪN HỌC SINH THIẾT LẬP VÀ ÁP DỤNG CÔNG THỨC XÁC ĐỊNH NHANH SẢN PHẨM KHỬ CỦA AXIT HNO3 VÀ AXIT H2SO4 ĐẶC NÓNG TRONG PHẢN ỨNG VỚI KIM LOẠI Người thực hiện: Lê Văn Thân Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc mơn: Hóa học THANH HỐ NĂM 2019 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang 1.1 Lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu 1.3 Đối tượng, phạm vi, thời gian nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận SKKN 2.1.1 Cơ sở khoa học 2.1.2 Cơ sở thực tiễn 2.2 Thực trạng học sinh trước áp dụng SKKN 2.3 Các giải pháp tổ chức thực đề tài 2.3.1 Thiết lập công thức xác định sản phẩm khử 2.3.2 Hệ thống tập áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử 2.4 Hiệu SKKN học sinh 13 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 14 3.1 Kết luận 14 3.2 Kiến nghị đề xuất 14 MỞ ĐẦU 1.1 Lý chọn đề tài Hố học mơn khoa học thực nghiệm ngồi việc học sinh cần phải nắm vững kiến thức lý thuyết kỹ thực hành, việc giải tập có ý nghĩa quan trọng Ngồi việc rèn luyện kỹ vận dụng, đào sâu mở rộng kiến thức học cách sinh động; tập hố học cịn dùng để ơn tập, rèn luyện số kỹ hoá học Một tập hố học thường có nhiều cách giải khác để đưa kết cuối Nhưng hầu hết học sinh THPT sử dụng phương pháp giải dựa phương trình phản ứng cân Trong kì thi ĐH, CĐ tốt nghiệp THPT mơn hóa học hình thức thi trắc nghiệm, số lượng câu hỏi nhiều yêu cầu học sinh phải tìm kết nhanh xác thời gian ngắn Các dạng tập phong phú đa dạng, dạng tập thường gắn với phương pháp giải nhanh, từ có nhiều phương pháp giải nhanh tốn hóa học xuất Tuy nhiên, phương pháp giải nhanh học sinh cần phải tư suy luận nhiều, nên thường có học sinh khá, giỏi áp dụng được, học sinh yếu trung bình khơng tư vận dụng phương pháp giải nhanh Như vậy, cần phải có phương pháp giải nhanh tốn hóa học đơn giản, dễ hiểu dành cho tất đối tương học sinh Đây vấn đề giáo viên giảng dạy môn thi theo hình thức trắc nghiệm mơn hóa học cần phải quan tâm Xuất phát từ vấn đề q trình giảng dạy mơn hóa học trường THPTTriệu sơn tơi ln trăn trở, tìm tòi, vận dụng phương pháp để nâng cao chất lượng giảng dạy Vì khn khổ viết này, xin đưa kinh nghiệm nhỏ thân giảng dạy “Hướng dẫn học sinh thiết lập áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử axit HNO3 axit H2SO4 đặc nóng phản ứng với kim loại” 1.2 Mục đích nghiên cứu - Củng cố phương pháp giải tập hóa học rèn luyện khả tư sáng tạo nhằm tạo hứng thú học tập môn hoá học học sinh THPT - Xây dựng hệ thống số tập vận dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khư axit HNO3 axit H2SO4 đặc nóng phản ứng với kim loại 1.3 Đối tượng, phạm vi, thời gian nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu học sinh lớp 12C1 12C4 ban năm học 2018- 2019 trường THPT Triệu sơn – Thanh Hóa - Đề tài nghiên cứu, trình giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi mơn hóa học năm 2018 - 2019 1.4 Phương pháp nghiên cứu Đề tài nghiên cứu phương pháp thực nghiệm trình dạy học lớp hướng dẫn học sinh làm tập nhà Nghiên cứu lí thuyết dựa vào: sách giáo khoa, sách tập hóa học phổ thơng, nội dung lí thuyết tập hóa học, định luật bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn khối lượng làm sở - Đánh giá hiệu phương pháp thông qua phương pháp thống kê so sánh kết học tập lớp học: Lớp thực nghiệm lớp đối chứng - Trao đổi kinh nghiệm, thảo luận với đồng nghiệp trình nghiên cứu - Thăm dò ý kiến học sinh sau áp dụng phương pháp NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận SKKN 2.1.1 Cơ sở khoa học Bài tập hóa học làm xác hoá khái niệm hoá học, củng cố, đào sâu mở rộng kiến thức cách sinh động phong phú hấp dẫn Khi vận dụng kiến thức vào giải tập học sinh nắm kiến thức cách sâu sắc Bài tập hóa học hệ thống hố kiến thức cách tích cực Khi ôn tập học sinh buồn chán yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức Thực tế cho thấy học sinh thích giải tập ơn tập Bài tập hóa học trường THPT đa dạng phong phú nội dung thể loại Trong kỳ thi học sinh giỏi, thi đại học, cao đẳng ta thường gặp tập có nội dung kiến thức nâng cao mở rộng đào sâu nội dung kiến thức chương trình SGK Để giải tập nâng cao mở rộng, đào sâu, có tính chất tổng hợp kiến thức đòi hỏi học sinh phải nắm vững, kiến thức chương trình hóa học phổ thơng, phải nâng cao, mở rộng, đào sâu kiến thức theo nội dung chương trình Cùng với việc nâng cao mở rộng đào sâu kiến thức hóa học, học sinh phải rèn luyện lực phát giải vấn đề; lực suy luận; lực tổng hợp kiến thức; lực tự học, tự đọc, tự tìm tịi; độc lập suy nghĩ linh hoạt sáng tạo học tập 2.1.2 Cơ sở thực tiễn Trong chương trình mơn hóa học trường phổ thông dạng tập phong phú đa dạng, dạng phổ biến điển hình tập axit HNO3 H2SO4 đặc nóng tác dụng với kim loại tạo sản phẩm khử Mỗi dạng tập thường gắn với nhiều phương pháp giải khác ngồi cách giải thơng thường cịn có cách giải nhanh Đặc biệt vận dụng cơng thức giải nhanh tốn hóa học để đến đích sớm điều có ý nghĩa với học sinh lớp 12 hình thức thi trắc nghiệm 2.2 Thực trạng học sinh trước áp dụng SKKN Với việc đổi thi theo hình thức trắc nghiệm khách quan mơn hóa học đề thi số lượng câu hỏi nhiều, dạng kiến thức khác lượng kiến thức nhiều Vì câu hỏi giải thời gian ngắn, em giải theo cách thơng thường làm tự luận khơng đủ thời gan Vì buộc học sinh phải tiếp thu vận dụng phương pháp giải nhanh đạt kết cao Nhưng nhiều học sinh không định hướng phương pháp giải nên kết học tập chưa cao, từ tạo tâm lí “sợ” học hố học nhiều em Trong q trình cơng tác nhận thấy hướng dẫn học sinh thiết lập vận dụng cơng thức để giải nhanh tập hố học phương pháp dạy học thực nâng cao kết học tập học sinh Hiện có nhiều tài liệu viết việc áp dụng cơng thức tính nhanh để giải tập hố học Các giáo viên có nghiên cứu tài liệu rải rác đưa công thức tính nhanh cho học sinh vận dụng vào giải tập hố học, thường khơng hướng dẫn học sinh tự thiết lập công thức, không đưa công thức tổng quát để áp dụng cho dạng tập Do vậy, học sinh áp dụng làm tập lớp được, sau thời gian lại quên hết Một số học sinh học khá, giỏi biết tự nghiên cứu tài liệu thông qua tập, ví dụ (có lời giải) áp dụng cơng thức tính nhanh khơng rõ cơng thức lấy từ đâu cơng thức áp dụng cho dạng tập nào? Do đó, em thường lờ cơng thức tính nhanh giải theo cách giải thông thường 2.3 Các giải pháp tổ chức thực đề tài Năm 2018 – 2019: Tôi chọn lớp 12C1 lớp thực nghiệm, lớp 12C4 lớp đối chứng Ở lớp thực nghiệm, dạy theo cách hướng dẫn học sinh thiết lập công thức vận dụng công thức giải nhanh vào giải tốn hố học Ở lớp đối chứng, tơi dạy học sinh giải tập theo cách giải thông thường Sử dụng kết kiểm tra tiết đầu học kì mơn hóa học làm kiểm tra trước tác động Tôi dùng phương pháp thống kê kết so sánh Sau học xong chương “Đại cương kim loại’’, tiến hành kiểm tra tiết hai lớp thời điểm làm kiểm tra sau tác động Để đảm bảo tính khách quan thời gian tiến hành thực nghiệm tuân theo kế hoạch dạy học, thời khoá biểu nhà trường phân phối chương trình Bộ GD & ĐT Cụ thể chương đại cương kim loại, hướng dẫn học sinh làm tập kim loại tác dụng với axit, lớp đối chứng, giáo viên dạy học sinh giải theo cách thông thường (lập tỉ lệ số mol → chia trường hợp → viết phương trình phản ứng xảy → dựa vào phương trình để tính kết quả); Tại lớp thực nghiệm, giáo viên hướng dẫn học sinh thiết lập vận dụng cơng thức tính nhanh dạng tập kim loại tác dụng với dung axit (hướng dẫn thiết lập cơng thức tính nhanh, tập ví dụ vận dụng cơng thức tính nhanh, tập học sinh tự giải) 2.3.1 Thiết lập công thức xác định sản phẩm khử Từ sở lý thuyết, kết hợp phương pháp (phương pháp bảo toàn electron; bảo toàn nguyên tố; bảo toàn khối lượng), xác định số electron trao đổi chất oxi hoá chất khử trình phản ứng, cụ thể xác định số electron N+5 ( axit HNO3) S+6 ( H2SO4 đặc nóng ) thu electron tạo sản phẩm khử từ suy sản phẩm khử Các tập hoá học giải theo phương pháp mà thí nghiệm hố học có chất khử tác dụng với dung dịch axit HNO dung dịch axit H2SO4 đăc nóng tạo sản phẩm khử Vậy hướng dấn học sinh lớp thực nghiệm tiến hành thiết lập công thức áp dụng công thức để xác đinh nhanh sản phẩm khử qua tập Dạng 1: Lập công thức xác định nhanh sản phẩm khử HNO phản ứng với kim loại Bài toán tổng quát 1: Cho a mol kim loại phản ứng với dung dịch HNO3 thu muối nitrat có b mol sản phẩm khử X Xác định sản phẩm khử X Pthh: M + 2n HNO3  M(NO3)n + n NO2 + nH2O 3M + 4nHNO3  3M(NO3)n + n NO + 2n H2O 8M + 10n HNO3  8M (NO3)n + n N2O + 5n H2O 8M + 10n HNO3  8M (NO3)n + n NH4NO3 + 3n H2O 10M + 12n HNO3 10M (NO3)n + n N2 + 6n H2O Vậy sản phẩm khử khí NxOy ( NO2, NO, N2O, N2) muối NH4NO3 ( khử N+5) Kim loại có hóa trị cao n Pthh tq: (5x-2y)M+(6nx-2ny)HNO3(5x-2y)M(NO3)n+nNxOy +(3nx-ny)H2O Ta có : Quá trình oxi hố: M  Mn+ + ne a mol a.n mol = ne(TĐ) Quá trình khử : N+5 + me  X m.b mol b mol Theo ĐLBTE : ne(TĐ) = m.b => m = ne (T Đ ) b + Với m => Khí X NO2 + Với m => Khí X NO + Với m => Khí X N2O ( muối NH4NO3 ) + Với m 10 => Khí X N2 Dạng 2: Lập cơng thức xác định nhanh sản phẩm khử H 2SO4 đặc nóng phản ứng với kim loại Bài tốn tổng quát 2: Cho a mol kim loại phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu muối sunfat có b mol sản phẩm khử Y Xác định sản phẩm khử Y Pthh: 2M + 2n H2SO4 đặc nóng  M2(SO4)n + n SO2 + 2n H2O 6M + 4n H2SO4 đặc nóng  3M2(SO4)n + n S + 4n H2O 8M + 5n H2SO4 đặc nóng  4M2(SO4)n + n H2S + 4n H2O Vậy sản phẩm khử Y SO2; S; H2S ( khử S+6 ) Kim loại có hóa trị cao n Ta có : Q trình oxi hố: M  Mn+ + ne a mol a.n mol= ne(TĐ) Quá trình khử : S+6 + m.e  Y m.b mol b mol Theo ĐLBTE : ne(TĐ) = m.b => m = ne (T Đ ) b + Với m => Khí X SO2 + Với m => Với X S + Với m => Khí X H2S 2.3.2 Hệ thống tập áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử Ví dụ 1: Hồ tan 27 gam Al HNO3 lỗng, thấy có 0,3 mol khí X bay ( ngồi X ra, khơng có sản phẩm khử khác ) Cơng thức X A NO2 B NO C N2O D N2 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hố học Ta có: nAl = 27 = 1mol 27 Gọi công thức phân tử khí X NxOy ( Với 1≤ x ≤ 2, nguyên dương ) Pthh:(5x-2y)Al + (18x-6y)HNO3 :(5x-2y)Al(NO3)3 +3NxOy +(9x-3y)H2O Theo pt:(5x-2y) mol - mol Theo bài:1 mol - 0,3 mol => 0,3(5x-2y) = => 5x -2y =10 + Với x= => y =-2,5 loại + Với x= => y = thoả mãn Vậy CTPT X N2 Cách 2: Xác định dựa vào q trình oxi hố trình khử đơn → Al+3 + 3e Quá trình oxi hố: Al0  mol - mol → xN+2y/x ¬   NxOy Quá trình khử : xN+5 + (5x-2y)e  0, 3(5x-2y) mol 0.3 mol Theo ĐLBTE: 0,3(5x-2y) = => 5x -2y =10 (Với 1≤ x ≤ nguyên dương ) + Với x= => y =-2,5 loại + Với x= => y = thoả mãn Vậy CTPT X N2 + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi → Al+3 + 3e Q trình oxi hố: Al0  1mol - mol → Quá trình khử : N+5 + m.e  X 0, 3.m mol - 0,3 mol Theo ĐLBTE: 3=0,3.m => m=10 => X N2 Ví dụ 2: Hịa tan 15,2 gam hỗn hợp Fe Cu ( có tỉ lệ mol tương ứng 2:3 ) vào dung dịch HNO3 dư, sau phản ứng xảy thu 4,48 lít khí X (là sản phẩm khử nhất) đktc Công thức X A N2O B NO C.NO2 D N2 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hố học 4, 48 Ta có: nX = 22, = 0, 2mol Gọi a, b số mol Fe, Cu có hỗn hợp 56a + 64b = 15,  a = 0,1  =>  a b = 0,15  b = Gọi công thức sản phẩm khử X NxOy ( Với 1≤ x ≤ nguyên dương ) Pthh:(5x-2y)Fe+(18x-6y) HNO3(5x-2y)Fe(NO3)3+3NxOy +(9x-3y) H2O (1) 0,3 0,1mol - x − y mol (5x-2y)Cu+(12x-2y)HNO3(5x-2y)Cu(NO3)2+2NxOy+(6x-y)H2O (2) 0,3 0,15 mol - x − y mol 0,3 0,3 => ∑ nN O = nN O (1) + nN O (2) = x − y + x − y = 0, => 5x-2y = x y x y x y + Với x= => y =1 thoả mãn Vậy CTPT X NO Cách 2: Xác định dựa vào q trình oxi hố q trình khử đơn → Fe+3 + 3e Quá trình oxi hoá: Fe0  0,1 mol 0,3 mol → Cu+2 + 2e Cu0  0,15 mol - 0,3 mol → xN+2y/x ¬   NxOy Quá trình khử : xN+5 + (5x-2y)e  0, 2(5x-2y) mol 0,2 mol Theo ĐLBTE: 0,2(5x-2y) = 0,6 => 5x -2y = (Với 1≤ x ≤ 2, nguyên dương ) + Với x= => y =1 thoả mãn Vậy CTPT X NO + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi → Fe+3 + 3e Q trình oxi hố: Fe0  0,1 mol 0,3 mol → Cu+2 + 2e Cu0  0,15 mol 0,3 mol → Quá trình khử : N+5 + m.e  X 0, 2.m mol 0,2 mol Theo ĐLBTE: 0,6=0,2.m => m=3 => X NO Ví dụ 3: Cho 9,75 gam Zn phản ứng hoàn toàn với H2SO4 đặc, nóng thu 3,36 lít khí X sản phẩm khử đktc Sản phẩm khử A S B SO2 C H2S D SO3 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hố học Ta có: nZn = 3,36 9, 75 = 0,15mol = 0,15mol nX = 22, 65 Sảm phẩm khử X chất khí X SO2 H2S TH1: Sảm phẩm khử H2S Pthh : 4Zn + 5H2SO4 đ  4ZnSO4 + H2S + 4H2O (1) 0,15 mol - 0,15/4 mol Từ (1) => nSO bandau = 0,15mol ≠ nSO theopt = 2 0,15 mol => không thoả mãn TH2: Sảm phẩm khử X SO2 Pthh : Zn + 2H2SO4 đ  ZnSO4 + SO2 + 2H2O (2) 0,15 mol 0,15 mol mol Từ (2) => nSO bandau = 0,15mol = nSO theopt = 0,15mol => thoả mãn => Sản phẩm khử SO2 Cách 2: Xác định dựa vào q trình oxi hố q trình khử đơn TH1: Sảm phẩm khử H2S → Zn+2 + 2e Q trình oxi hố: Zn0  0,15 mol - 0,3 mol → Quá trình khử : S+6 + 8.e  S-2  H2S 1,2 mol - 0,15 mol Theo ĐLBTE: ∑ nenhuong = 0,3mol ≠ ∑ nethu = 1, 2mol => Không thoả mãn TH2: Sảm phẩm khử SO2 → Zn+2 + 2e Q trình oxi hố: Zn0  0,15 mol - 0,3 mol → Quá trình khử : S+6 + 2.e  S+4  SO2 0,3 mol - 0,15 mol Theo ĐLBTE: ∑ nenhuong = 0,3mol = ∑ nethu = 0,3mol => thoả mãn Vậy sản phẩm khử SO2 + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi → Zn+2 + 2e Quá trình oxi hố: Zn0  0,15 mol 0,3 mol → Quá trình khử : S+6 + m.e  X ( sản phẩm khử ) 0, 15.m mol 0,15 mol Theo ĐLBTE: 0,3 = 0,15.m => m=2 => Vậy sản phẩm khử SO2 2 Ví dụ 4: Một hỗn hợp gồm Mg, Al chia thành hai phần Phần 1: Cho phản ứng hoàn với dd HCl thu 0,896 lít H2 (đktc) Phần 2: Cho phản ứng hồn tồn với H2SO4 đặc, nóng thu 0,01 mol sản phẩm khử ( khử S+6 ) Xác định sản phẩm khử A S B.SO3 C H2S D SO2 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hố học 0,896 Ta có: nH = 22, = 0, 04mol Gọi a, b số mol Mg, Al có phần hỗn hợp Phần 1: Mg + 2HCl  MgCl2 + H2 (1) a mol a mol 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 (2) b mol - 3b/2 mol Từ (1) (2) => a + 3/2 b =0,04 => 2a + 3b= 0,08 (*) TH1: Sảm phẩm khử SO2 Phần : Mg + 2H2SO4 đ  MgSO4 + SO2 + 2H2O (3) a mol - a mol 2Al + 6H2SO4 đ  Al2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (4) b mol -3b/2 mol Từ (3) (4) => a + 3/2 b =0,01 => 2a + 3b= 0,02 (**) Ta thấy (*) ≠ (**) => Không thoả mãn TH2: Sảm phẩm khử S Phần : 3Mg + 4H2SO4 đ  3MgSO4 + S + 4H2O (3) a mol -a/3 mol 2Al + 4H2SO4 đ  Al2(SO4)3 + S + 4H2O (4) b mol -b/2 mol Từ (3) (4) => a/3 + b/2 =0,01 => 2a + 3b =0,06 (**) Ta thấy (*) ≠ (**) => Không thoả mãn TH3: Sảm phẩm khử H2S Phần : 4Mg + 5H2SO4 đ  4MgSO4 + H2S + 4H2O (3) a mol - a/4 mol 8Al + 15H2SO4 đ  4Al2(SO4)3 + 3H2S + 12H2O (4) b mol - 3b/8 mol Từ (3) (4) => a/4 + 3b/8 =0,01 => 2a+ 3b=0,08 (**) Ta thấy (*) = (**) => thoả mãn => Sản phẩm khử H2S Cách 2: Xác định dựa vào q trình oxi hố q trình khử đơn → Mg+2 + 2e Phần 1: Q trình oxi hố: Mg0  a mol - 2a mol  → Al+3 + 3e Al0 b mol 3b mol → Quá trình khử : 2H+1 + 2.e  H2 0, 08.mol 0,04 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,08 (*) TH1: Sảm phẩm khử SO2 → Mg+2 + 2e Phần 2: Quá trình oxi hoá: Mg0  a mol - 2a mol  → Al+3 + 3e Al0 b mol 3b mol → Quá trình khử : S+6 + 2.e  S+4 0, 04.mol 0,01 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,04 (**) Ta thấy (*) ≠ (**) => Không thoả mãn TH2: Sảm phẩm khử S → Mg+2 + 2e Phần 2: Q trình oxi hố: Mg0  a mol - 2a mol  → Al+3 + 3e Al0 b mol 3b mol → Quá trình khử : S+6 + 6.e  S0 0, 06.mol 0,01 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,06 (**)Ta thấy (*) ≠ (**) => Không thoả mãn TH3: Sảm phẩm khử H2S → Mg+2 + 2e Phần 2: Q trình oxi hố: Mg0  a mol - 2a mol  → Al+3 + 3e Al0 b mol 3b mol → Quá trình khử : S+6 + 6.e  S-2 0, 08.mol 0,01 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,08 (**) Ta thấy (*) = (**) => thoả mãn => Sản phẩm khử H2S + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi → Mg+2 + 2e Phần 1: Q trình oxi hố: Mg0  a mol - 2a mol  → Al+3 + 3e Al0 b mol 3b mol → Quá trình khử : 2H+1 + 2.e  H2 0, 08.mol 0,04 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,08 (*) → Mg+2 + 2e Phần 2: Q trình oxi hố: Mg0  a mol - 2a mol  → Al+3 + 3e Al0 10 b mol 3b mol → Quá trình khử : S+6 + m.e  X ( sản phẩm khử ) 0, 01.m mol 0,01 mol Theo ĐLBTE: 2a + 3b = 0,01.m (**) Kết hợp (*) = (**) => 0,01.m =0,08 => m=8 => Sản phẩm khử H2S Ví dụ 5: Hồ tan 3,76 g hỗn hợp Mg MgO có tỉ lệ mol 14:1 dung dịch HNO3 dư thu dung dịch X 0,672 lít khí Y ( đktc) Cô cạn dung dịch X thu 22,6 gam muối khan Công thức sản phẩm khử Y A NO2 B NO C N2O D N2O3 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác định dựa vào phương trình hố học 0, 672 Ta có: nY = 22, = 0, 03mol Gọi a, b số mol Mg, MgO có hỗn hợp  24a + 40b = 3, 76 a = 0,14  =>   a 14 b = 0, 01  b = Vì mMuoi = 22, gam > mMg ( NO3 )2 = 142(0, 01 + 0,14) = 22, gam => Tạo muối NH4NO3 0, mNH NO3 = 22,6 –22,2 = 0,4 gam => nNH NO3 = = 0, 005mol 80 Gọi công thức sản phẩm khử Y NxOy ( Với 1≤ x ≤ nguyên dương ) Pthh: : 4Mg +10HNO3  4Mg(NO3)2 + NH4NO3 + 3H2O (1) 0,02mol 0,005mol (5x-2y)Mg +(12x-2y)HNO3 (5x-2y)Mg(NO3)2 +2NxOy +(6x-y)H2O(2) 0, 24 0,12 mol - x − y mol MgO + 2HNO3  Mg(NO3)2 + H2O (3) 0,01mol 0,01mol 0, 24 Từ (2) => nN O = nN O (2) => x − y = 0, 03 x y x y => 5x-2y = + Với x= => y =-1,5 loại + Với x= => y = thoả mãn Vậy CTPT Y N2O Cách 2: Xác định dựa vào q trình oxi hố q trình khử đơn → Mg+2 + 2e Q trình oxi hố: Mg0  0,14 mol - 0,28 mol → xN+2y/x ¬   NxOy Q trình khử : xN+5 + (5x-2y)e  11 0,03(5x-2y) mol 0,03 mol → N-3 ¬   NH4NO3 N+5 + 8e  0,04 mol 0,005 mol Theo ĐLBTE: 0,28=0,03(5x-2y)+0,04 => 5x -2y = ( Với 1≤ x ≤ ) + Với x= => y =-1,5 loại + Với x= => y = thoả mãn Vậy CTPT Y N2O + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi → Mg2+ + 2e Q trình oxi hố: Mg  0,14 mol 0,28mol → Quá trình khử : N+5 + m.e  X 0, 03.m mol 0,03 mol +5 -3 N + 8e  N  NH4NO3 0,04 mol - 0,005 mol Theo ĐLBTE: 0,28 = 0,03.m + 0,04 => m=8 => Vậy CTPT Y N2O Ví dụ 6: Hịa tan 14,8 g hỗn hợp Cu Fe ( có tỉ lệ mol tương ứng :3) vào lượng dư dd hỗn hợp HNO3 H2SO4 đặc nóng Sau phản ứng thu 10,08 lít khí NxOy 2,24 lit SO2 (đều đkc) khơng cịn sản phẩm khử khác CTPT NxOy A NO2 B NO C N2O D N2O3 Lời giải + Ở lớp không áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách giải thông thường Cách 1: Xác đinh dựa vào phương trình hố học ( phương pháp phức tạp) Cách 2: Xác định dựa vào q trình oxi hố q trình khử đơn 10, 08 2, 24 Ta có: nN O = 22, = 0, 45mol nSO = 22, = 0,1mol Gọi a, b số mol Fe, Cu có hỗn hợp x y 64a + 56b = 14,8 a = 0,1  =>  a b = 0,15  b = Gọi công thức sản phẩm khử X NxOy ( Với 1≤ x ≤ nguyên dương ) → Fe+3 + 3e Q trình oxi hố: Fe0  0,15 mol - 0,45 mol → Cu+2 + 2e Cu0  0,1 mol - 0,2 mol → xN+2y/x ¬   NxOy Quá trình khử : xN+5 + (5x-2y)e  12 0, 45(5x-2y) mol - 0,45 mol  → S+4 ¬   SO2 S + 2e 0,2 mol - 0,1 mol Theo ĐLBTE: 0,45+ 0,2= 0,45(5x-2y) + 0,2 => 5x -2y = ( Với 1≤ x ≤ ) + Với x= => y =2 (thoả mãn) Vậy CTPT NxOy NO2 + Ở lớp áp dụng đề tài giáo viên dạy theo cách xác định nhanh Cách 3: Xác định nhanh dựa vào số electron trao đổi → Fe+3 + 3e Q trình oxi hố: Fe0  0,15 mol - 0,45 mol → Cu+2 + 2e Cu0  0,1 mol - 0,2 mol  → Quá trình khử : N+5 + m.e X 0, 45.m mol 0,45 mol +6  → S+4 ¬   SO2 S + 2e 0,2 mol 0,1 mol Theo ĐLBTE: 0,45+ 0,2= 0,45.m + 0,2 => m = CTPT NxOy NO2 +6 2.4 Hiệu SKKN học sinh Qua việc giải tập ba cách khác ta nhận thấy: - Giải tập hoá học theo ( cách 3) phương pháp xác định nhanh sản phẩm khử axit HNO3 H2SO4 đặc nóng phản ứng với kim loại cách nhanh chóng tìm kết quả, dễ nhớ, dễ làm phép tính đơn giản khơng bị nhầm lẫn - Có liên hệ logic kiến thức phản ứng oxi hố - khử từ giúp em hiểu rõ chất q trình oxi hố q trình khử định luật bảo tồn electron - Nhanh chóng khơng nhiều thời gian đáp ứng cho việc làm TNKQ kỳ thi Để kiểm chứng đề tài, sau buổi dạy kiểm tra học sinh phút hình thức trắc nghiệm khách quan (đề mô tả phần sau), hai lớp 12 trường THPT Triệu Sơn 2, lớp 12C1 áp dụng đề tài cịn lớp 12C4 khơng áp dụng đề tài kết thu sau: Kết thống kê lớp 12C4 không áp dụng đề tài: Lớp Sĩ số 12C4 44 Tốt SL % 4,55 Học lực học sinh lớp 12C4 Khá Trung bình Yếu SL % SL % SL % 18,18 12 27,27 14 31,82 13 Kém SL % 18,18 Kết thống kê lớp 12C1 áp dụng đề tài: Lớp Sĩ số 12C1 45 Tốt SL 15 % 33,33 Học lực học sinh lớp 12C1 Khá Trung bình Yếu SL % SL % SL % 20 44,44 10 22,23 0 Kém SL % 0 Qua kết kiểm tra cho thấy, lớp áp dụng đề tài cao so với lớp không áp dụng đề tài nhiều Như vậy, “Hướng dẫn học sinh thiết lập áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khư axit HNO axit H2SO4 đặc nóng phản ứng với kim loại” mang lại hiệu cao việc giảng dạy KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1 Kết luận Trong q trình giảng dạy, tơi nhận thấy hướng dẫn học sinh thiết lập vận dụng công thức tinh nhanh nâng cao chất lượng dạy học, tạo hứng thú học tập cho học sinh, pháp huy tính tích cực chủ động học sinh đồng thời tăng cường rèn luyện khả tư cho học sinh Đặc biệt vận dụng cơng thức tính nhanh học sinh tìm kết nhanh xác thời gian ngắn, phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm khách quan Mặt khác, việc thiết lập vận dụng công thức giải nhanh áp dụng cho nhiều dạng tập khác nhau, cho nhiều đối tượng học sinh khác (Giỏi, Khá, TB yếu), giúp em hiểu, vận dụng khắc sâu kiến thức học, u thích mơn học 3.2 Kiến nghị đề xuất Qua thực tế giảng dạy đúc rút kinh nghiệm bước đầu, có vài kiến nghị đề xuất với cấp quản lí giáo dục nói chung BGH Trường THPT Triệu Sơn nói riêng sau: - Triển khai tạo điều kiện cho giáo viên tổ thường xuyên trao đổi, rút kinh nghiệm trình dạy học - Giúp đỡ, tạo điều kiện cho giáo viên áp dụng, thử nghiệm PPDH nhiều hình thức - Tơi mong muốn nhà trường cấp quản lí giáo dục quan tâm, giúp đỡ, tạo điều kiện để tơi mở rộng nghiên cứu, áp dụng, thử nghiệm kinh nghiệm cho lớp học khác, khoá học khác, khác chương trình hóa học phổ thơng, góp phần tồn trường, tồn ngành tồn xã hội nâng cao chất lượng hiệu dạy học XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG Thanh hóa, ngày 25 tháng năm 2019 14 ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết SKKN Lê Văn Thân 15 TÀI LIỆU THAM KHẢO Phạm Ngọc Bằng (chủ biên) – Vũ Khắc Ngọc – Hoàng Thị Bắc – Từ Sỹ Chương – Lê Thị Mỹ Trang – Hoàng Thị Hương Giang – Võ Thị Thu Cúc – Lê Phạm Thành – Kiều Thị Hương Chi, 16 Phương pháp kĩ thuật giải nhanh tập trắc nghiệm mơn hóa học – NXBĐHSP Phạm Đức Bình – Lê Thị Tam – Nguyễn Hùng Phương, Hướng dẫn giải đề thi TSĐH hóa vơ theo 16 chủ đề - NXBQG.TP.HCM Trần Trung Ninh – Phạm Ngọc Sơn, Phương pháp giải nhanh trắc nghiệm hóa học đại cương, vô cơ, hữu – NXBĐHQG.TP.HCM Cao Thị Thiên An, Hướng dẫn giải dạng tập từ đề thi quốc gia – NXBĐHQG Hà Nội THPT ĐH CĐ SGK BGH GVCN GVBM SKKN MỘT SỐ TỪ VIẾT TẮT Trung học phổ thông Đại học Cao đẳng Sách giáo khoa Ban giám hiệu Giáo viên chủ nhiệm Giáo viên môn Sáng kiến kinh nghiệm Đề đáp án kiểm tra học sinh trường THPT Triệu Sơn kiểm chứng đề tài SKKN Đề kiểm tra chuyên đề xác định sản phẩm khử axit HNO3 axit H2SO4 đặc nóng phản ứng với kim loại Thời gian : phút -Họ tên : ………………………………… Lớp: 12C …… Câu 1: Hoà tan hỗn hợp 0,14 mol Mg 0,01mol MgO dung dịch HNO3 dư thu dung dịch X 0,448 lít khí Y ( đktc) Cơ cạn dung dịch X thu 23 gam muối khan Công thức sản phẩm khử Y A NO2 B N2O C N2 D NH3 Câu 2: Hịa tan hồn tồn 11,2 gam Fe vào dd HNO3 dd X 6,72 lit hỗn hợp khí Y gồm NO khí Z (tỉ lệ thể tích :1) Biết xảy q trình khử Khí Z A NO2 B N2O C N2 D NH3 Câu 3: Cho 0.8 mol Al tác dụng với dd HNO3 thu 0.3 mol khí X (khơng có sản phẩm khác) Khí X A NO2 B NO C N2O D N2 Câu 4: Cho 36 gam Mg tác dụng hết với dung dịch HNO3 dư sinh 2,24 lít khí X đktc (là sản phẩm khử nhất) Khí X A NO B NO2 C N2 D N2O Câu 5: Hoà tan 6,96 gam Fe3O4 vào dung dịch HNO3 dư thu 0,224 lít NxOy (đktc) Khí NxOy có cơng thức là: A NO2 B NO C N2O D N2O3 -Đáp án : Câu Đáp án C A C C B DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Lê Văn Thân Chức vụ đơn vị công tác: giáo viên trường THPT Triệu Sơn TT Tên đề tài SKKN Giáo dục học sinh tác hại rác thải túi nilon đến môi trường vật liệu polime, sách giáo khoa hoá học 12 Giáo dục học sinh tác Sở giáo dục hại việc uống rượu, đào tạo Thanh bia tham gia giao Hoá thơng ancol, sách giáo khoa hóa học 11 Giáo dục học sinh tác Sở giáo dục hại thực phẩm bẩn đào tạo Thanh đến sức khỏe Hố người lipit, sách giáo khoa hóa học 12 Một số kinh nghiệm Sở giáo dục cơng tác tun đào tạo Thanh truyền, phịng chống Hoá tác hại thuốc cho học sinh trường trung học phổ thông Triệu Sơn 2 Cấp đánh giá Kết đánh giá xếp loại xếp loại (A, B, (Phòng, Sở, C) Tỉnh ) Sở giáo dục C đào tạo Thanh Hoá Năm học đánh giá xếp loại 2012-2013 C 2013-2014 B 2015-2016 C 2016-2017 ... ? ?Hướng dẫn học sinh thiết lập áp dụng công thức xác định nhanh sản phẩm khử axit HNO3 axit H2SO4 đặc nóng phản ứng với kim loại? ?? 1.2 Mục đích nghiên cứu - Củng cố phương pháp giải tập hóa học. .. Lập công thức xác định nhanh sản phẩm khử HNO phản ứng với kim loại Bài toán tổng quát 1: Cho a mol kim loại phản ứng với dung dịch HNO3 thu muối nitrat có b mol sản phẩm khử X Xác định sản phẩm. .. Lập công thức xác định nhanh sản phẩm khử H 2SO4 đặc nóng phản ứng với kim loại Bài toán tổng quát 2: Cho a mol kim loại phản ứng với dung dịch H2SO4 đặc nóng thu muối sunfat có b mol sản phẩm khử