Đang tải... (xem toàn văn)
Bài tập hỗn hợp gồm sắt và oxit sắt là một trong những dạng bài tập mà học sinh hay gặp trong các kỳ thi mà đặc biệt là kỳ thi Trung học phổ thông Quốc gia. Thông thường những bài tập về sắt và các oxit thường khá phức tạp và xảy ra theo nhiều phương trình phản ứng khác nhau. Học sinh thường xuyên cảm thấy lúng túng, khó hiểu, từ đó có những suy nghĩ ngần ngại và tránh né khi gặp các bài toàn về sắt và hợp chất của sắt. Chuyên đề này được xây dựng với mục đích khắc phục các vấn đề trên cho học sinh. Với các bài tập được chia theo từng dạng cụ thể, áp dụng các phương pháp giải bài tập linh hoạt sẽ giúp cho học sinh thấu hiểu và có một cái nhìn đơn giản hơn về các bài tập liên quan đến sắt và các hợp chất của sắt.
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC TIỂU LUẬN CUỐI KỲ MÔN HỌC: DẠY HỌC BÀI TẬP HĨA HỌC PHỔ THƠNG Chun đề: Sắt Hà Nội, năm 2018 MỤC LỤC Lý chọn chuyên đề 2.Nội dung 2.1 Tóm tắt lý thuyết chuyên đề 2.2 Phân loại dạng tập điển hình 2.2.1 Dạng sắt oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh 2.2.2 Dạng sắt hỗn hợp oxit sắt phản ứng với axit thường (H+) 10 2.2.3 Dạng khử oxit sắt 11 2.2.4 Dạng chuyển đổi hỗn hợp tương đương 13 2.2.5 Dạng sắt tác dụng với dung dịch muối 14 2.3 Các phương pháp giải tập 15 2.3.1 Phương pháp bảo toàn khối lượng 15 2.3.2 Phương pháp bảo toàn nguyên tố 16 2.3.3 Phương pháp bảo toàn electron .16 2.4 Xây dựng só dạng tập 17 2.4.1 Dạng tập sử dụng thí nghiệm 17 2.4.2 Dạng tập tình 18 2.4.3 Dạng tập vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn 19 2.5 Vận dụng dạy học chủ đề: “Nước nhiễm sắt cách xử lý” 20 2.6 Kiểm tra, đánh giá chuyên đề 25 2.6.1 Ma trận đề kiểm tra 25 2.6.2 Đề kiểm tra 45 phút 26 Kết luận 32 1 Lý chọn chuyên đề Bài tập hỗn hợp gồm sắt oxit sắt dạng tập mà học sinh hay gặp kỳ thi mà đặc biệt kỳ thi Trung học phổ thông Quốc gia Thông thường tập sắt oxit thường phức tạp xảy theo nhiều phương trình phản ứng khác Học sinh thường xuyên cảm thấy lúng túng, khó hiểu, từ có suy nghĩ ngần ngại tránh né gặp toàn sắt hợp chất sắt Chuyên đề xây dựng với mục đích khắc phục vấn đề cho học sinh Với tập chia theo dạng cụ thể, áp dụng phương pháp giải tập linh hoạt giúp cho học sinh thấu hiểu có nhìn đơn giản tập liên quan đến sắt hợp chất sắt Bên cạnh đó, thực tế sắt kim loại sử dụng nhiều nhất, chiếm khoảng 95% tổng khối lượng kim loại sản xuất toàn giới Sắt vật liệu giá thành thấp đặc tính tốt chịu lực, độ dẻo, độ cứng… làm cho trở thành khơng thể thay được, đặc biệt ứng dụng sản xuất ô tô, thân tàu thủy lớn, khung cho cơng trình xây dựng Ngồi ngun tố sắt đóng vai trò quan trọng thể người Có thể thấy rằng, học sinh bắt gặp sắt khắp nơi, từ thể người đến vật dụng sống Chính vậy, việc nắm vững kiến thức sắt để vận dụng vào thực tiễn vô cần thiết cho học sinh phân biệt hợp kim sắt, cách điều chế ứng dụng chúng; cách phát xử lý nguồn nước bị nhiễm sắt; lên thực đơn ăn uống bổ sung sắt cho phù hợp… Cùng với đó, chuyên đề sắt giúp học sinh phát triển lực đặc thù mơn hóa học sử dụng ngơn ngữ hóa học, tính tốn hóa học, vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn… Ngồi ra, học sinh hình thành số lực hợp tác nhóm giải vấn đề 2 Nội dung 2.1 Tóm tắt lý thuyết chuyên đề A SẮT I Vị trí bảng tuần hồn - Cấu hình e ngun tử: 26Fe: 1s22s22p63s23p63d64s2 - Vị trí: Sắt thuộc 26, chu kì 4, nhóm VIIIB II Tính chất vật lí - Màu trắng xám, dẻo, dễ rèn, dễ dát mỏng, kéo sợi; dẫn nhiệt dẫn điện đồng nhơm - Sắt có tính nhiễm từ nhiệt độ cao (8000C) sắt từ tính T0nc = 15400C III Trạng thái tự nhiên Là kim loại phổ biến sau nhôm, tồn chủ yếu dạng: - Hợp chất: oxit, sunfua, silicat - Quặng: hematit đỏ (Fe2O3 khan), hematit nâu (Fe2O3.nH2O), manhetit (Fe3O4), xiđerit (FeCO3) pirit (FeS2) IV Tính chất hóa học Sắt chất khử trung bình Trong phản ứng, sắt nhường 3e: Fe → Fe3+ + 3e Fe → Fe2+ + 2e Tác dụng với phi kim Sắt tác dụng với hầu hết phi kim đun nóng: - Tác dụng với halogen tạo muối sắt (III) halogenua (trừ iot tạo muối sắt II): t° 2Fe + 3X2 → 2FeX3 - Tác dụng với O2: Thực tế giải tập thường gặp trường hợp tạo hỗn hợp gồm sắt oxit sắt t° 3Fe + 2O2 → Fe3O4 - Tác dụng với S: t° Fe + S → FeS Tác dụng với nước Sắt không tác dụng với nước nhiệt độ thường, nhiệt độ cao, sắt phản ứng mạnh với nước: < 570°C Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O → > 570°C FeO + H2 Fe + H2O → Tác dụng với dung dịch axit a Tác dụng với H+ (HCl, H2SO4 loãng ) tạo muối sắt (II) + H2 Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 b Tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh (HNO3, H2SO4 đậm đặc) - Sắt thụ động với H2SO4 đặc nguội HNO3 đặc nguội → dùng thùng sắt chuyên chở axit HNO3 đặc nguội H2SO4 đặc nguội - Với dung dịch HNO3 loãng → muối sắt (III) + NO + H2O: - Với dung dịch HNO3 đậm đặc → muối sắt (III) + NO2 + H2O: Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O - Với dung dịch H2SO4 đậm đặc nóng → muối sắt (III) + H2O + SO2: 2Fe + 6H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O Chú ý: Sản phẩm sinh phản ứng sắt với HNO H2SO4 đậm đặc muối sắt (III) sau phản ứng có sắt dư có đồng tiếp tục xảy phản ứng: 2Fe3+ + Fe → 3Fe3+ Hoặc Tác dụng với dung dịch muối 2Fe3+ + Cu → 2Fe2+ + Cu2+ - Sắt đẩy kim loại yếu khỏi muối → muối sắt (II) + kim loại: Fe + CuCl2 → Cu + FeCl2 2FeCl3 + Fe → 3FeCl2 + 3+ Chú ý: Với muối Ag , Fe tham gia phản ứng để tạo thành muối Fe : Fe + 2AgNO3 → Fe(NO3)2 + 2Ag Fe(NO3)2 + AgNO3 dư → Fe(NO3)3 + Ag B MỘT SỐ HỢP CHẤT QUAN TRỌNG CỦA SẮT I Các oxit sắt (FeO, Fe3O4, Fe2O3) FeO - Là chất rắn, đen, khơng tan nước - Tính chất hố học: Là oxit bazơ: FeO + 2HCl → FeCl2 + H2 Là chất oxi hóa tác dụng với chất khử mạnh: H2, CO, Al FeO + H2 → Fe + H2O t° Là chất khử tác dụng với chất có tính oxi hóa mạnh: 3FeO + 10HNO3 lỗng → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O - Điều chế FeO: nung khơng có kk FeO + CO2 FeCO3 → nung khơng có kk FeO + H2O Fe(OH)2 → Fe3O4 (FeO.Fe2O3) - Là chất rắn, đen, không tan nước có từ tính - Tính chất hố học: Là oxit bazơ: Fe3O4 + 4H2SO4 loãng → Fe2(SO4)3 + FeSO4 + 4H2O Là chất khử: 3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O Là chất oxi hóa tác dụng với chất khử mạnh: H2, CO, Al Fe3O4 + 4H2 → 3Fe + 4H2O t° - Điều chế: thành phần quặng manhetit t° 3Fe + 2O2 → Fe3O4 < 570°C Fe3O4 + 4H2 3Fe + 4H2O → Fe2O3 - Là chất rắn, nâu đỏ, không tan nước - Tính chất hố học: Là oxit bazơ: Fe2O3 + 6HNO3 → 2Fe(NO3)3 + 3H2O Là chất oxi hóa tác dụng với chất khử mạnh: H2, CO, Al t° Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 t° Fe2O3 + 2Al → Al2O3 + 2Fe - Điều chế: thành phần quặng hematit 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O (t0) II Các hiđroxit sắt (Fe(OH)2 Fe(OH)3) Fe(OH)2 - Là chất kết tủa màu trắng xanh - Là bazơ khơng tan: nung khơng có kk FeO + H2O Bị nhiệt phân: Fe(OH) → nung kk 2Fe2O3 + 4H2O Tan axit khơng có tính oxi hóa → muối sắt (II) nước: 4Fe(OH)2 + O2 → Fe(OH)2 + 2HCl → FeCl2 + 2H2O Có tính khử (do Fe có mức oxi hóa +2): 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O → 4Fe(OH)3 khơng có kk - Điều chế: Fe2+ Fe(OH)3 + 2OH- → Fe(OH)2 - Là chất kết tủa màu nâu đỏ - Tính chất hố học: bazơ khơng tan: Bị nhiệt phân: 2Fe(OH)3 → Fe2O3 + 3H2O Tan axit tạo muối sắt (III): Fe(OH)3 + 3HCl → FeCl3 + 3H2O - Điều chế: Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 III Muối sắt Muối sắt (II) Khơng bền, có tính khử, tác dụng với chất oxi hóa tạo thành muối sắt (III) 2FeCl2 + Cl2 → 2FeCl3 Chú ý: Các muối sắt (II) không tan FeCO3, FeS, FeS2 bị đốt nóng khơng khí tạo Fe2O3 4FeCO3 + O2 → 2Fe2O3 + 4CO2 Muối sắt (III) - Có tính oxi hóa tác dụng với chất khử - Các dung dịch muối sắt (III) có mơi trường axit: - Khi cho muối sắt (III) tác dụng với kim loại cần lưu ý quy tắc - Các muối sắt (III) bị thủy phân hồn tồn mơi trường kiềm: 2FeCl3 + 3Na2CO3 + 3H2O → 2Fe(OH)3 + 6NaCl + 3CO2 C HỢP KIM CỦA SẮT I Gang - Là hợp kim sắt - cacbon hàm lượng C từ - 5% - Luyện gang: Các phản ứng xảy lò cao luyện gang: Phản ứng tạo chất khử: C+O2→CO2 CO2+C→2CO Phản ứng khử Fe2O3: CO + 2Fe2O3 → Fe3O4 + CO2 Fe3O4 + CO → 3FeO + CO2 FeO + CO → Fe + CO2 Phản ứng tạo xỉ: CaCO3 → CaO + CO2 CaO + SiO2 → CaSiO3 II Thép - Là hợp kim Fe C hàm lượng C 2%C (theo khối lượng) - Nguyên tắc: khử tạp chất Mn, Si, Ca, S, P có gang - Các phản ứng xảy trình luyện thép: C+O2→CO2 S+O2→SO2 Si + O2 → SiO2 CaO + SiO2 → CaSiO3 (xỉ) 2.2 Phân loại dạng tập điển hình 2.2.1 Dạng sắt oxit phản ứng với chất oxi hóa mạnh Đề 1: Cho 6,72 gam Fe vào dung dịch chứa 0,6 (mol) HNO đặc, nóng (giả thiết NO2 sản phẩm khử nhất) Tính khối lượng muối thu phản ứng hòa tồn Bài giải: = 0,12 ( ); = 0,6 ( ) Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O 0,14 0,6 0,1 0,3 (mol) Dư 0,04 (mol) Fe Fe + 2Fe(NO3)3 → 3Fe(NO3)2 0,04 0,08 0,12 (mol) Dư 0,08 (mol) Fe(NO3)3 Vậy mFe(NO3)3 = 0,08 242 = 19,36 (gam) mFe(NO3)2 = 0,12 180 = 21,6 (gam) Đề 2: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Tính m? Đáp án: m = 38,72 (gam) Đề 3: Nung nóng 12,6 gam Fe ngồi khơng khí sau thời gian thu m gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 Hỗn hợp phản ứng hết với dung dịch H2SO4 đặc nóng (dư), thu 4,2 lít khí SO (sản phẩm khử nhất, đktc) Tính m? Phân tích đề: Sơ đồ phản ứng O2 Fe → (kk) FeO, Fe O { H2SO4 dư Fe2O3và Fe dư { SO → ↑ Fe2 (SO 4)3 Fe phản ứng với O cho sản phẩm oxit lượng Fe dư, sau hỗn hợp oxit phản ứng với H2SO4 đặc nóng đưa lên Fe+3 Trong trình O nhận e để đưa O có oxit H2SO4 (+6) nhận e để đưa SO2 (+4) Như vậy: Khối lượng oxit tổng khối lượng sắt oxi Cả trình chất nhường e Fe chất nhận O H2SO4 Đáp án: Đinh sắt tan dần, xuất khí khơng màu ra, hóa nâu khơng khí Fe + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 2.4.2 Dạng tập tình Đề 1: Trong làm thí nghiệm, khơng cẩn thận bạn Huy làm lẫn chất dạng bột Fe2O3, Al2O3, SiO2 vào Tuy nhiên, thí nghiệm lần này, Huy cần sử dụng hóa chất Fe 2O3 Em tìm cách giúp Huy tách nguyên lượng Fe2O3 khỏi hỗn hợp với loại hóa chất phòng thí nghiệm Viết phương trình phản ứng giải thích Bài giải: Cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch NaOH đặc, nóng Fe 2O3 không tan, lọc, tách Huy thu Fe2O3 Al2O3 SiO2 tan phản ứng: t° SiO2 + 2NaOH đặc → Na2SiO3 + H2O Al2O3 + 2NaOH đặc → 2NaAlO2 + H2O t° Đề 2: Khi giặt quần áo, Huy vơ tình phát nước có mùi tanh, quần áo bị ố vàng Huy nghi ngờ nước bị nhiễm sắt Em giúp Huy tìm cách kiểm chứng giải thích Đáp án: Cách thứ thử sắt nhựa chuối: Lấy mủ (nhựa) chuối nhỏ vào nước, nước ngả sang màu đậm chắn nước có nhiễm sắt Nước ngả sang màu đỏ đậm mức độ nước nhiễm sắt cao 18 Cách thứ hai thử nước chè: Lấy nước chè hòa với nước, nước chuyển màu từ bình thường sang tím thẫm khẳng định nguồn nước nhiễm sắt mức độ cao Giải thích: Do nhựa chuối nước chè có xảy phản ứng màu với sắt 2.4.3 Dạng tập vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn Đề 1: Được biết sắt nguyên tố quan trọng thể người, nguồn nguyên liệu để tổng hợp nên hemoglobin, làm cho hồng cầu có màu đỏ, giúp vận chuyển oxy máu đến với mô thể Nếu thiếu sắt, vận chuyển oxy đến mô giảm sút, làm cho thể mệt mỏi tập trung trí nhớ kém, hay quên, hoa mắt, hay ngủ gật Để bổ sung sắt, người ta thưởng sử dụng thực phẩm chức năng, viên uống Vậy không sử dụng trực tiếp kim loại sắt oxit sắt? Bài giải: Sắt hấp thụ vào thể người hai dạng: Sắt heme (Fe2+) sắt non-heme (Fe3+) Sắt heme tồn dạng hợp chất C34H32N4O4Fe Sắt non-heme với anion, peroxides nước (ROOR) tạo thành phức hợp lớn Đề 2: Để vá nhanh đường ray tàu hỏa người ta thường sử dụng hỗn hợp gì? Em viết phương trình hóa học giải thích Bài giải: Để vá nhanh đường ray tàu hỏa, người ta dùng hỗn hợp Tec-mit, gồm bột nhôm kim loại (Al) bột sắt oxit (Fe2O3) Hỗn hợp có đặc điểm: phản 19 ứng toả nhiệt với hiệu ứng nhiệt lớn, nâng nhiệt độ hệ đến nhiệt độ nóng chảy sắt kim loại đến 3.500oC 2Al + Fe2O3 → Al2O3 + 2Fe + 795 kcal Phần nhôm oxit thành xỉ bề mặt sắt lỏng Lợi dụng phản ứng để thực trình hàn kim loại, đầu nối ray đường xe lửa, xe điện bánh sắt… 2.5 Vận dụng dạy học chủ đề: “Nước nhiễm sắt cách xử lý” I MỤC TIÊU DẠY HỌC Kiến thức - Nhận biết đặc điểm nước bị nhiễm sắt tác hại nước sức khỏe người đời sống sinh hoạt - Tổng hợp kiến thức sắt hợp chất sắt, từ xây dựng nguyên tắc xử lý nước bị nhiễm sắt Kỹ - Thiết kế thí nghiệm kiểm chứng nước bị nhiễm sắt - Viết cơng thức hóa học dạng tồn sắt nước ngầm, cân phương trình hóa học, tính tốn giải số tập liên quan đến cách xử lý sắt nước Thái độ - Có thái độ học tập tích cực, chủ động, hứng thú với mơn Hóa học - Cẩn trọng sử dụng nguồn nước sinh hoạt, tuyên truyền cho người cách phát nước bị nhiễm sắt, tác hại cách xử lý Năng lực - Phát triển lực đặc thù mơn hóa học: Sử dụng ngơn ngữ hóa học, tính tốn hóa học, vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn… - Hình thành số lực: hợp tác nhóm, giải vấn đề… 20 II CHUẨN BỊ - Hệ thống câu hỏi, tập, giảng điện tử - Mẫu nước bị nhiễm sắt, nhựa chuối, nước chè, vôi III PHƯƠNG PHÁP - PPDH đàm thoại, PPDH sử dụng tập Hóa học, PPDH thí nghiệm IV TIẾN TRÌNH DẠY HỌC Nội dung dạy học Hoạt động Hoạt động GV HS Hoạt động 1: Khởi động (15 phút) Cả lớp tham gia trò chơi trả lời câu Chia lớp thành Tham gia trò hỏi để ơn tập lại kiến thức chuyên đề đội (theo tổ) chơi theo Sắt Có 11 câu hỏi, giáo viên mở Quản lý lớp, đảm bảo luật từ câu hỏi đến hết, thành viên tất thành viên đội suy nghĩ đội tham gia Đội có đáp án giơ tay giành quyền vào trò chơi trả lời Trả lời sai, quyền trả lời thuộc đội lại (Tối đa đội trả lời câu hỏi) Mỗi câu trả lời cộng 10 điểm, trả lời sai bị trừ điểm Đội thắng đội đạt nhiều điểm phần quà Bộ câu hỏi: Trong bảng tuần hồn ngun tố hóa học, vị trí nguyên tố sắt là? Sắt phản ứng với dung dịch tạo hợp chất sắt có hóa trị (III)? 21 Trong số chất: FeCl2, Fe(OH)2, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2, FeSO4, Fe2(SO4)3 Số chất có tính oxi hóa tính khử? Hãy viết phản ứng tạo muối sắt (II) Cho chất: Fe, FeO, Fe(OH) 2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 phản ứng với HNO3 đặc nóng Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử bao nhiêu? Cho luồng khí H2 dư qua hỗn hợp oxit CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung nóng nhiệt độ cao Kể tên chất rắn lại sau phản ứng Kim loại chể tạo thành đồ dùng chứa H2SO4 đặc nguội? Nhúng sắt vào dung dịch CuSO4 Hiện tượng quan sát gì? Để vá nhanh đường ray tàu hỏa người ta thường sử dụng hỗn hợp gì, có thành phần nào? 10 Tại thiếu sắt thể, người ta không sử dụng trực tiếp kim loại sắt oxit sắt mà phải dùng thuốc? 11 Trong nước ngầm, sắt tồn dạng hợp chất gì? 22 Hoạt động 2: Cách nhận biết nước bị nhiễm sắt (10 phút) Bốn đội nhận bốn mẫu nước bị nhiễm sắt, Phát cho nhóm HS tiếp tục có đặc biểm: vị chua chua, mùi tanh, màu mẫu nước hai hoạt động vàng theo nhóm, loại thuốc thử Thí nghiệm 1: Sử dụng nhựa chuối nhựa chuối nước thực thí nước chè để nhận biết nước bị nhiễm sắt, chè Đặt câu hỏi: nghiệm theo xảy phản ứng màu với ion sắt (II) dẫn - Trước làm thí - Nhựa chuối: Lấy nhựa chuối nhỏ vào nghiệm, quan sát GV nước, nước ngả sang màu đậm nước có đặc điểm HS trả lời chắn nước có nhiễm sắt Nước gì? (Màu sắc, mùi, câu hỏi ngả sang màu đỏ đậm mức độ vị…) nước nhiễm sắt cao - Sau cho nhựa chuối nước - Nước chè: Lấy nước chè hòa với nước, nước chuyển màu từ bình thường chè, quan sát thấy sang tím thẫm khẳng định tượng gì? nguồn nước nhiễm sắt mức độ cao Hoạt động 3: Biện pháp xử lý nước bị nhiễm sắt (15 phút) Nguyên tắc tạo kết tủa sắt (III) lắng Nêu cách xử lý sử HS làm xuống đáy bể Có nhiều cách xử lý như: dụng hóa chất xử dụng dàn lọc, khử sắt chất Đặt câu hỏi: oxy hóa mạnh, khử sắt vơi, điện - Ngun tắc xử lý phân, dùng vi sinh vật… nước bị nhiễm sắt gì? Thí nghiệm 2: Khử sắt vôi 4Fe 2+ - + O2 + 2H2O + 8OH → 4Fe(OH)3↓ 23 Sau bỏ vôi vào nước thấy tập Cho vôi vào dung dịch nước, lắc tượng gì? Kết tủa đến thầy nước màu vàng, xuất sinh chất gì? kết tủa màu đỏ nâu - Yêu cầu HS viết Bài tập vận dụng: Cho biết hàm lượng sắt phương trình hóa nước giới hạn cho phép 0,30 học tương ứng (mg/l) Vậy cần vơi CaO để khử hết lượng sắt có lít nước sinh hoạt lượng sắt đo 0,56 (mg/l) Bài giải: CaO + H2O → Ca(OH)2 0,04 0,04 4Fe2+ + O2 + 2H2O + 8OH → 4Fe(OH)3↓ 0,01 0,02 = = 0,04 56 = 2,24 ( / ) − = 0,04 ( ) Hoạt động 4: Tổng kết (5 phút) Tổng kết tác hại nước nhiễm sắt Hướng dẫn HS có sức khỏe người đời sống sinh hoạt thể dùng thuốc thử để phát sắt với nguồn nước nhà Giao tập nhà Giao nhiệm vụ cho học 24 2.6 Kiểm tra, đánh giá chuyên đề 2.6.1 Ma trận đề kiểm tra Thông hiểu (H) Chuyên đề Nhận biết (B) Trắc Tự luận nghiệm Sắt Bậc thấp (V1) Trắc Tự luận nghiệm - Nhớ vị trí - Trình bày lấy bảng tuần hồn, cấu ví dụ chứng minh Bậc cao (V2) Trắc Tự luận nghiệm - Sử dụng thành thạo - Vận dụng tính chất ký hiệu, cơng thức, thuật đơn chất hợp hình electron tính tính chất hóa học ngữ hóa học… chất để suy ứng chất vật lý sắt sắt số hợp chất - Giải thục dụng vai trò quan trọng ứng quan trọng chúng tập tính tốn, cân chúng đời sống; - Biết dụng phương pháp - Phân biệt thành theo phương trình, nung điều chế sắt số phần, tính chất hóa học sắt khơng khí, khử học để giải thích hợp chất quan trọng oxit sắt, tính khối lượng số tượng thực tiễn số loại hợp kim sắt Tổng Vận dụng dựa vào tính chất muối 20% 40% 5% 15% 10% 5% 5% 1 25 2.6.2 Đề kiểm tra 45 phút I Phần trắc nghiệm (4 điểm) Câu (B): Chọn câu trả lời Trong bảng tuần hồn ngun tố hóa học, vị trí nguyên tố sắt là: A Số thứ tự 26, chu kỳ 4, nhóm VB, nguyên tố kim loại nhóm B B Số thứ tự 26, chu kỳ 4, nhóm VIB, nguyên tố phi kim C Số thứ tự 26, chu kỳ 4, nhóm VIIB, nguyên tố kim loại nhóm B D Số thứ tự 26, chu kỳ 4, nhóm VIIIB, nguyên tố kim loại nhóm B Câu (B): Tính chất vật lý kim loại sắt? A Kim loại nặng, khó nóng chảy B Dẫn điện dẫn nhiệt tốt C Màu vàng nâu, cứng giòn D Có từ tính Câu (B): Kim loại Fe không phản ứng với chất sau dung dịch? A AgNO3 B CuSO4 C MgCl2 D FeCl3 Câu (H): Sắt phản ứng với dung dịch sau tạo hợp chất sắt có hóa trị (III)? A H2SO4 lỗng B CuSO4 C HCl đậm đặc D HNO3 loãng Câu (H): Trong phản ứng đốt cháy CuFeS2 tạo sản phẩm CuO Fe2O3 SO2 phân từ CuFeS2 sẽ: A Nhận 12 electron 26 B Nhận 13 electron C Nhường 12 electron D Nhường 12 electron Câu (H): Trong số chất: FeCl2, Fe(OH)2, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2, FeSO4, Fe2(SO4)3 Số chất có tính oxi hóa tính khử là: A B C D Câu (H): Phản ứng sau tạo muối sắt (II)? A FeSO4 + Ba(NO3)2 B Fe + HNO3 loãng C Fe + Cl2 D Fe(OH)2 + HNO3 đặc, nóng Câu (H): Cho chất: Fe, FeO, Fe(OH) 2, Fe(OH)3, Fe3O4, Fe2O3, Fe(NO3)3, Fe(NO3)2, FeSO4, Fe2(SO4)3, FeCO3 phản ứng với HNO3 đặc nóng Số phản ứng thuộc loại phản ứng oxi hóa – khử là: A B C D Câu (H): Cho luồng khí H2 dư qua hỗn hợp oxit CuO, Fe2O3, ZnO, MgO nung nóng nhiệt độ cao Sau phản ứng, hốn hợp chất rắn lại là: A Cu, Fe, ZnO, MgO B Cu, Fe, Zn, Mg C Cu, Fe, Zn, MgO D Cu, Fe2O3, ZnO, MgO 27 Câu 10 (H): Dụng cụ làm gang dùng để chứa hoá chất sau đây? A Dung dịch H2SO4 loãng B Dung dịch CuSO4 C Dung dịch MgSO4 D Dung dịch H2SO4 đặc, nguội Câu 11 (V1): Nhúng sắt vào dung dịch CuSO4 Hiện tượng quan sát là: A Thanh sắt có màu trắng xám dung dịch nhạt dần màu xanh B Thanh sắt có đỏ dung dịch nhạt dần màu xanh C Thanh sắt có màu trắng xám dung dịch có màu xanh D Thanh sắt có màu đỏ dung dịch có màu xanh Câu 12 (V1): Ngâm sắt có khối lượng 20g vào dung dịch bạc nitrat, sau thời gian phản ứng nhấc kim loại làm khô cân nặng 23,2g Lá kim loại sau phản ứng có: A 18,88g Fe 4,32g Ag B 1,880g Fe 4,32g Ag C 15,68g Fe 4,32g Ag D 18,88g Fe 3,42g Ag Câu 13 (V1): Hòa tan m (gam) hỗn hợp X gồm sắt oxit sắt dung dịch H2SO4 đặc, nóng dư đến phản ứng hoàn toàn thu 80 (gam) muối khan sản phẩm khử 2,24 (lít) SO (đktc) Vậy số mol H2SO4 tham gia phản ứng là? A 0,9 (mol) B 0,7 (mol) C 0,5 (mol) D 0,8 (mol) 28 Câu 14 (V1): Cho 4,48 lít CO (ở đktc) từ từ qua ống sứ nung nóng đựng gam oxit sắt đến phản ứng xảy hồn tồn Khí thu sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro 20 Tìm cơng thức oxit sắt tính phần trăm thể tích khí CO2 hỗn hợp khí sau phản ứng A FeO, 75% B Fe2O3, 75% C Fe2O3, 65% D Fe3O4, 75% Câu 15 (V2): Để vá nhanh đường ray tàu hỏa người ta thường sử dụng hỗn hợp Tec-mit, có thành phần là: II A Al Fe2O3 B Al Fe3O4 C Fe Al2O3 D Fe Al Phần tự luận (6 điểm) Câu (H): Hồn thành sơ đồ chuyển hóa sau phương trình hóa học tương ứng (lưu ý viết đầy đủ điều kiện phản ứng) FeS2 → Fe2O3 → Fe → FeCl2 → Fe2(SO4)3 → Fe Bài giải: Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2 t° 4FeS2 + 11O → 2Fe2O3 + 8SO2 t° Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 2FeCl + 4H2SO4 đặc, nóng → Fe2(SO4)3 + SO2 + 2H2O + 4HCl t° Fe2(SO4)3 + 3Zn → 3ZnSO4 + 2Fe 29 Câu (V2): Ở vùng nông thôn, sử dụng nước giếng khoan người dân thường xuyên thấy tượng nước nếm có vị chua chua, có mùi tanh, giặt quần áo bị ố vàng, nước bị nhiễm sắt a Nêu số hợp chất sắt tồn nước gì? b Hãy biện pháp giúp người dân kiểm chứng đơn giản c Nêu nguyên tắc biện pháp xử lý nước nhiễm sắt (sử dụng hóa chất) cách an tồn hiệu quả? Viết phương trình hóa học Bài giải: a Một số hợp chất: FeSO4, Fe(HCO3)2… b Hai biện pháp kiểm chứng: Cách thứ thử sắt nhựa chuối: Lấy mủ (nhựa) chuối nhỏ vào nước, nước ngả sang màu đậm chắn nước có nhiễm sắt Nước ngả sang màu đỏ đậm mức độ nước nhiễm sắt cao Cách thứ hai thử nước chè: Lấy nước chè hòa với nước, nước chuyển màu từ bình thường sang tím thẫm khẳng định nguồn nước nhiễm sắt mức độ cao c Hai biện pháp xử lý: Nguyên tắc tạo kết tủa sắt (III) lắng xuống đáy bể Khử sắt chất oxy hóa mạnh: Cl2, KMnO4, O3… 2Fe2+ + Cl2 + 6H2O → 2Fe(OH)3↓ + 2Cl + 6H+ 3Fe2+ + MnO4 + 7H2O → 3Fe(OH)3↓ + MnO2 + 5H+ Khử sắt vôi 4Fe2+ + O2 + 2H2O + 8OH → 4Fe(OH)3↓ Câu (V1): Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe 2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng (dư), thu 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Tính m? Bài giải: Số mol nNO = 0,06 mol 30 Gọi số mol Fe O tương ứng X x y ta có: 56x + 16y = 11,36 (1) Q trình nhường nhận e: Chất khử Chất oxi hóa Fe → Fe+3 + 3e x 3x O + 2e → O y 2y y +5 Tổng electron nhường: 3x (mol) N + 3e → +2NO 0,18 0,06 Tổng electron nhận: 2y + 0,18 (mol) Áp dụng định luật bảo toàn electron ta có: 3x = 2y + 0,18 56x + 16y = 11,36 Từ (1) (2) ta có hệ: { 3x = 2y + 0,18 Giải hệ ta có x = 0,16 y = 0,15 Như nFe = nFe(NO3)3 = 0,16 (mol) Vậy m = 0,16 242 = 38,72 (gam) 31 (2) Kết luận Có thể thấy rắng đề thi học sinh giỏi đề thi đại học số lượng câu hỏi sắt hợp chất sắt chiếm tỉ lệ định đặc biệt toán kinh điển Các phương pháp giải tập, dạng tập truyền thống dạng tập nêu chuyên đề giúp học sinh nắm vấn đề nhẹ nhàng có hiệu hơn, có định hướng đắn thời gian giải tập nhanh Cũng qua chuyên đề này, học sinh có nhìn bảo qt có khả tổng hợp kiến thức liên quan đến sắt hợp chất sắt Nắm vững tính chất hóa học, vật lý phương pháp điều chế đặc biệt ứng dụng, vai trò sắt đời sống Vì hóa học môn khoa học gắn liền với thực nghiệm, nên việc học sinh từ kiến thức sách vở, vận dụng vào sống vô quan trọng Để học sinh khơng thắc mắc học Hóa học để làm gì, áp dụng nào, giải thích tượng sao, thân người giáo viên cần thiết phải xây dựng chuyên đề mang tính thực tiễn hơn, gắn liền với sống ngày Hy vọng rằng, chuyên đề phần giúp học sinh trả lời câu hỏi cảm thấy mơn Hóa học gần gũi thực tế 32 ... đánh giá chuyên đề 25 2.6.1 Ma trận đề kiểm tra 25 2.6.2 Đề kiểm tra 45 phút 26 Kết luận 32 1 Lý chọn chuyên đề Bài tập hỗn hợp gồm sắt oxit sắt dạng tập mà... sử dụng trực tiếp kim loại sắt oxit sắt? Bài giải: Sắt hấp thụ vào thể người hai dạng: Sắt heme (Fe2+) sắt non-heme (Fe3+) Sắt heme tồn dạng hợp chất C34H32N4O4Fe Sắt non-heme với anion, peroxides... vấn đề cho học sinh Với tập chia theo dạng cụ thể, áp dụng phương pháp giải tập linh hoạt giúp cho học sinh thấu hiểu có nhìn đơn giản tập liên quan đến sắt hợp chất sắt Bên cạnh đó, thực tế sắt