Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng bài tập về cân bằng Hóa Học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông

Chia sẻ: Cỏ Xanh | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:46

Thêm vào BST

Báo xấu

43
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục đích của sáng kiến là xây dựng và sử dụng bài tập định hướng về cân bằng hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT hiệu quả nhất. Mời các bạn cùng tham khảo bài viết dưới đây để nắm nội dung của sáng kiến kinh nghiệm!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Sáng kiến kinh nghiệm THPT: Xây dựng bài tập về cân bằng Hóa Học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông

PHẦN I: MỞ ĐẦU 1. Lí do chọn đề tài Với xu hướng đổi mới phương pháp dạy học phát huy tính tích cực, sáng tạo và chủ động của học sinh, theo định hướng phát triển phẩm chất năng lực người học, người dạy học phải vận dụng tổng hợp nhiều phương pháp dạy học cả phương pháp truyền thống và phương pháp dạy học hiện đại.Từ đó giúp học sinh nắm được kiến thức dễ dàng, biết vận dụng những kiến thức đã học vào giải quyết các vấn đề học tập, biết cách giải các bài toán khó dựa vào các bài toán cơ bản và hơn hết là tạo cho học sinh sự tự lực, tự học hỏi và tự sáng tạo. Để làm được điều đó, người thầy giáo phải định hướng cho học sinh hoạt động tích cực, kích thích sự tìm tòi, tính tự giác, chủ động, độc lập và sáng tạo của mỗi học sinh. Giúp học sinh nhận dạng một bài toán nêu ra liên quan đến những kiến thức đã được học, biết phát triển từ bài toán đã biết thành bài toán mới và ngược lại. Biết phân tích, so sánh và tổng hợp các bài toán riêng để dẫn tới các bài toán mới phong phú, đa dạng và khó hơn. Bên cạnh đó, số lượng và chất lượng học sinh giỏi, HS đạt điểm cao trong kì thi THPTQG luôn là một trong những thước đo để đánh giá chất lượng dạy học của mỗi giáo viên nói riêng và các nhà trường nói chung. Vậy nên, công việc ôn tập học sinh thi THPTQG, bồi dưỡng học sinh giỏi luôn được các nhà trường và bản thân mỗi giáo viên quan tâm, chú trọng. Để đạt được kết quả cao trong việc ôn tập, bồi dưỡng học sinh giỏi, HS thi THPTQG thì việc lựa chọn hệ thống câu hỏi, bài tập phải rất đa dạng về thể loại, phong phú về nội dung và có chiều sâu rộng về kiến thức. Trong kho tàng kiến thức của bộ môn Hóa học, tôi rất tâm đắc bài học “Cân bằng Hóa Học” Sách giáo khoa Hóa Học lớp 10. Cân bằng Hóa học có vai trò rất lớn trong đời sống thực tiễn cũng như trong khoa học, như giải thích được quá trình hình thành thạch nhũ trong các hang động hay để bảo quản dung dịch Fe3+ trong phòng thí nghiệm người ta thường cho vào dung dịch đó vài giọt dung dịch axit... Để giải quyết được các vấn đề trên học sinh phải huy động, tổng hợp kiến thức và các thuộc tính cá nhân vào giải quyết các nhiệm vụ học tập trong đó có sự sáng tạo. Trong thực tế giảng dạy thì kiến thức về cân bằng hóa học được nói đến còn rất ít, có chăng cũng chỉ là các tiết dạy lí thuyết xuông, chưa có thực nghiệm và bài tập vận dụng đặc biệt là các bài tập nhằm phát triển năng lực người học. Vì vậy việc xây dựng các bài tập theo định hướng phát triển năng lực hiện nay là rất cần thiết để đáp ứng nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học và đổi mới chương trình sách giáo khoa. Mặt khác tùy theo năng lực của mỗi học sinh cũng như từng lớp học mà giáo viên phải chuẩn bị hệ thống câu hỏi ôn tập cho phù hợp. Các bài tập để học 1
sinh vận dụng được soạn theo các mức đó là: Nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao. Từ những thực trạng trên chúng tôi lựa chọn và nghiên cứu đề tài : “Xây dựng bài tập về cân bằng Hóa Học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh trung học phổ thông” với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình vào quá trình đổi mới phương pháp dạy học hiện nay. 2. Mục đích nghiên cứu Xây dựng và sử dụng bài tập định hướng về cân bằng hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT hiệu quả nhất. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Nghiên cứu các vấn đề cơ sở lí luận liên quan đến đề tài Xây dựng bài tập định hướng về cân bằng hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT. Tìm hiểu thực trạng về việc sử dụng bộ câu hỏi về cân bằng hóa học ở trường THPT. Thực nghiệm sư phạm để đánh giá chất lượng hệ thống bài tập đã xây dựng và khả năng áp dụng bài tập đó vào quá trình tổ chức dạy học hóa học ở trường THPT. 4. Khách thể và đối tượng nghiên cứu 4.1. Khách thể nghiên cứu Quá trình dạy học về cân bằng hóa học ở trường THPT. 4.2. Đối tượng nghiên cứu Bài tập định hướng về cân bằng hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT. 5. Phương pháp nghiên cứu 5.1. Nhóm phương pháp nghiên cứu lí luận Nghiên cứu tài liệu liên quan về lí luận dạy học, tâm lí dạy học, giáo dục học và sách giáo khoa, tài liệu tham khảo phục vụ đề tài. Đặc biệt chú trọng đến cơ sở lí luận của bài tập hóa học và ý nghĩa, tác dụng của bài tập cân bằng hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT . 5.2. Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn Phương pháp quan sát: Dự giờ các tiết dạy đổi mới phương pháp, các tiết dạy của nhóm hóa. Phương pháp phỏng vấn: Tham khảo ý kiến của các giáo viên, thăm dò ý kiến của học sinh. Thực nghiệm sư phạm : + Đánh giá chất lượng của hệ thống bài tập đã tuyển chọn và xây dựng. 2
+ Đánh giá hiệu quả đem lại từ việc sử dụng bài tập cân bằng hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT . 6. Giả thuyết khoa học Nếu đề tài được áp dụng vào quá trình ôn tập HSG, ôn thi THPTQG thì sẽ phát huy được tính tích cực, chủ động, sáng tạo của HS, tạo niềm tin yêu môn hóa học và nâng cao hiệu quả dạy học hóa học trong trường phổ thông. 7. Đóng góp mới của đề tài Góp phần làm sáng tỏ ý nghĩa, tác dụng của bài tập cân bằng hóa học trong quá trình phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT . Bổ sung tài liệu về thực trạng sử dụng bài tập về cân bằng hóa học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT hiện nay. Xây dựng, tuyển chọn và sử dụng hệ thống bài tập về cân bằng hóa học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh THPT PHẦN II: NỘI DUNG I. CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1. Khái niệm, cấu trúc của năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo của học sinh trung học phổ thông Hiện nay, khái niệm năng lực và NLGQVĐ&ST có nhiều định nghĩa khác nhau, phản ánh các khía cạnh khác nhau của vấn đề này. Chúng tôi quan niệm: “NLGQVĐ&ST của HS là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, cảm xúc để phân tích, đề xuất các biện pháp, lựa chọn giải pháp và thực hiện giải quyết những tình huống, những vấn đề học tập và thực tiễn mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường, đồng thời đánh giá giải pháp GQVĐ để điều chỉnh và vận dụng linh hoạt trong hoàn cảnh, nhiệm vụ mới”. Cấu trúc năng lực chung được mô tả là sự tổng hòa của bốn năng lực thành phần, bao gồm: năng lực chuyên môn, năng lực phương pháp, năng lực xã hội và năng lực cá thể. Như vậy, năng lực bao gồm các kiến thức, kĩ năng và thái độ mà cá nhân huy động để thực hiện thành công hoạt động giải quyết vấn đề đặt ra trong các tình huống có thay đổi. Chúng tôi đã xác định cấu trúc NLGQVĐ&ST của HS gồm sáu thành tố: nhận ra ý tưởng mới; phát hiện và làm rõ vấn đề; hình thành và triển khai ý tưởng mới; đề xuất, lựa chọn giải pháp; thực hiện và đánh giá giải pháp GQVĐ; tư duy độc lập. Mỗi thành tố bao gồm một số hành vi của cá nhân khi làm việc nhóm hoặc làm việc độc lập trong quá trình GQVĐ. NLGQVĐ&ST giúp HS có ý thức, trách nhiệm với cá nhân, gia đình và xã hội; ý thức nâng cao chất lượng và hiệu quả công việc; có khả năng vận dụng các kiến thức, kĩ năng vào việc phát hiện và giải quyết các vấn đề trong học tập và thực tiễn để đáp ứng yêu cầu trong xã hội tri thức và hội nhập quốc tế. 1.2. Năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo 3
“Giải quyết vấn đề là khả năng suy nghĩ và hành động trong những tình huống không có quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường có sẵn. Người GQVĐ xác định được mục tiêu hành động, nhưng không phải ngay lập tức biết cách làm thế nào để đạt được nó. Sự am hiểu tình huống vấn đề và lý giải dần việc đạt mục tiêu đó trên cơ sở việc lập kế hoạch và suy luận tạo thành quá trình GQVĐ” . Vì vậy, có thể hiểu: NL GQVĐ là khả năng cá nhân sử dụng hiệu quả các quá trình nhận thức, hành động và thái độ, động cơ, xúc cảm để giải quyết các tình huống mà ở đó không có sẵn quy trình, thủ tục, giải pháp thông thường. 1.3. Bài tập hóa học để phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho học sinh 1.3.1. Bài tập hóa học ở trường trung học phổ thông Trong dạy học hóa học ở trường phổ thông, bài tập hóa học giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo: Nó “vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm. Nó cung cấp cho HS cả kiến thức, cả con đường giành lấy kiến thức, mà còn mang lại niềm vui sướng của sự phát hiện, của việc tìm ra đáp số”. 1.3.2. Bài tập giải quyết vấn đề Các bài tập giải quyết vấn đề là những bài tập đòi hỏi sự phân tích, tổng hợp, đánh giá, vận dụng kiến thức vào những tình huống thay đổi, giải quyết vấn đề. Dạng bài tập này đòi hỏi sự sáng tạo của người học. Như vậy, bài tập góp phần phát triển NLGQVĐ&ST là các bài tập chứa đựng tình huống có vấn đề, “nút thắt” kiến thức mà người học sẽ không “gỡ” được nếu chỉ học thuộc, chỉ dựa trên cách suy luận, vận dụng thông thường. Đó là các bài tập đòi hỏi HS phải có vốn kiến thức sâu, rộng và có sự tư duy logic, linh hoạt, không lệ thuộc vào vốn kiến thức đã được trang bị. 1.4. Thực trạng việc sử dụng bài tập định hướng về cân bằng hóa học nhằm phát triển năng lực giải quyết vấn đề và sáng tạo cho HS THPT. Bài cân bằng hóa học thuộc chương cuối cùng của SGK lớp 10, kiến thức của bài hầu như không có trong ma trận các bài kiểm tra, ví vậy GV và HS thường không để ý. Qua dự giờ của đồng nghiệp thì phần lớn GV thường dạy theo phương pháp truyền thống, thuyết trình đầy đủ các nội dung trong SGK, chưa tạo sự tò mò, sáng tạo cho HS. Đa số lớn giáo viên trong tiết học chỉ chú trọng vào truyền thụ kiến thức mà xem nhẹ việc sử dụng bài tập trong quá trình dạy học hoặc có sử dụng thì cũng rất ít vào phần kiểm tra bài cũ hay cuối giờ học. Đa số HS chỉ nắm được khái niệm và các yếu tố ảnh hướng đến cân bằng hóa học mà chưa biết vận dụng kiến thức đó vào học tập như thế nào, trả lời và giải các bài tập cân bằng hóa học ra sao. 4
II. XÂY DỰNG BÀI TẬP ĐỊNH HƯỚNG VỀ CÂN BẰNG HÓA HỌC NHẰM PHÁT TRIỂN NĂNG LỰC GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VÀ SÁNG TẠO CHO HS THPT 2.1. Dạy học về cân bằng hóa học ở trường Trung học phổ thông 2.1.1. Cân bằng hóa học: Phản ứng thuận nghịch: Phản ứng xảy ra đồng thời theo hai chiều ngược nhau trong cùng điều kiện như nhau. Ví dụ: H2 + I2 2HI Cho H2 và I2 vào một bình kín ở nhiệt độ cao và không đổi. Lúc đầu tốc độ phản ứng thuận (Vt) lớn vì nồng độ của H2 và I2 lớn, trong khí đó tốc độ của phản ứng nghịch (Vn) bằng không, vì nồng độ của HI bằng không. Trong quá trình diễn ra phản ứng nồng độ của H2 và I2 giảm dần nên Vt giẩm dần, còn Vn tăng dần vì nồng độ của HI tăng dần. Đến một lúc nào đó Vt=Vn, khi đó nồng độ của các chất trong phản ứng thuận nghịch trên đây được giữ nguyên, nếu nhiệt độ không biến đổi. Trạng thái này của phản ứng thuận nghịch được gọi là cân bằng hóa học. Cân bằng hóa học: Cân bằng hoá học là trạng thái của hệ phản ứng thuận nghịch mà ở đó tốc độ phản ứng thuận bằng tốc độ phản ứng nghịch. 5
Cân bằng hoá học là cân bằng động vì tại trạng thái cân bằng, phản ứng thuận và nghịch vẫn tiếp tục xảy ra nhưng với tốc độ bằng nhau nên không làm thay đổi nồng độ của các chất trong hệ phản ứng. Sự chuyển dịch cân bằng Định nghĩa Sự chuyển dịch cân bằng hóa học là sự phá vỡ trạng thái cân bằng cũ để chuyển sang một trạng thái cân bằng mới do các yếu tố bên ngoài tác động lên cân bằng. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng (Le Chatelier): Khi hệ phản ứng thuận nghịch đang ở trạng thái cân bằng nếu ta thay đổi điều kiện nào đó thì cân bằng hoá học sẽ bị phá vỡ và hệ sẽ chuyển dịch đến một trạng thái cân bằng mới. Nguyên lí chuyển dịch cân bằng LơSatơlie: Khi ta thay đổi điều kiện nào đó của cân bằng hoá học thì cân bằng sẽ chuyển dịch theo chiều chống lại ảnh hưởng của sự thay đổi đó. Cụ thể là: + Khi tăng hoặc giảm nồng độ một chất trong cân bằng, thì cân bằng bao giờ cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hoặc giảm nồng độ của chất đó. + Khi tăng nhiệt độ thì cân bằng hoá học chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt (có ΔH > 0), nghĩa là chiều làm giảm tác dụng của việc tăng nhiệt độ, Còn khi giảm nhiệt độ thì cân bằng chuyển dịch theo chiều của phản ứng toả nhiệt (có ΔH
+ Khi tăng hoặc giảm áp suất chung của hệ cân bằng thì bao giờ cân bằng cũng chuyển dịch theo chiều làm giảm tác dụng của việc tăng hoặc giảm áp suất đó. Như vậy áp suất chỉ ảnh hưởng đến các phản ứng có số phân tử khí ở 2 vế của phương trình khác nhau. + Chất xúc tác không làm chuyển dịch cân bằng hóa học mà chỉ làm cho hệ nhanh đạt đến trạng thái cân bằng. 2.1.2. Hằng số cân bằng: a) Cân bằng trong hệ đồng thể Hệ đồng thể là gì? Hệ đồng thể là hệ mà các tính chất lí học và hóa học đều như nhau ở mọi vị trí trong hệ (hệ gồm các chất khí, hệ gồm các chất tan trong dung dịch). Giả sử xét phản ứng thuận nghịch: mA + nB pC + qD Vận tốc phản ứng thuận: vt = kt [A]m[B]n Vận tốc phản ứng nghịch: vn = kn [C]p[D]q Khi phản ứng đạt cân bằng: vt = vn kt [A]m[B]n = kn [C]p[D]q kt [C]p.[D]q K cb = = m n (kí hiệu: [] là nồng độ lúc cân bằng) kn [A] .[B] Nếu biết Kcb suy ra nồng độ các chất lúc cân bằng và ngược lại. Hằng số cân bằng Kcb chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ. Thí dụ: Xét hệ cân bằng sau: N 2O 4(không màu) ﾃ 2NO 2(màu nâu) [ NO ] 2 K cb = 2 [N O ] 2 4 b) Cân bằng trong hệ dị thể Hệ dị thể là gì? Hệ dị thể là hệ mà các tính chất lí học hóa học là không giống nhau ở mọi vị trí trong hệ (hệ gồm chất rắn và chất khí; hệ gồm chất rắn và chất tan trong nước). Xét hệ cân bằng sau: C(r) + CO2 (k) 2CO (k) [ CO] 2 K cb = Nồng độ các chất rắn được coi là hằng số. [ CO ] 2 Như vậy chất rắn không có mặt trong biểu thức tính hằng số cân bằng. 7
2.1.3. Ý nghĩa của cân bằng Hóa Học trong đời sống sản xuất Dựa vào những yếu tố ảnh hưởng đến cân bằng hóa học để chọn lọc nâng cao hiệu suất trong sản xuất hóa học. Ví dụ 1: trong sản xuất H2SO4 phải dùng trực tiếp phản ứng: 2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k) ∆H = 198kJ
5. Bài tập cần có tính logic cao, có sự gắn kết giữa câu hỏi khái quát, câu hỏi bài học, câu hỏi nội dung, câu hỏi vận dụng. 6. Đa dạng về hình thức và mức độ nhận thức của các câu hỏi: có câu hỏi tái hiện, câu hỏi sáng tạo, câu hỏi vận dụng... 7. Để đảm bảo chất lượng của hệ thống bài tập thì sau khi thiết kế cần có sự trao đổi với đồng nghiệp và các chuyên gia. Việc sử dụng các loại bài tập đã thiết kế khi lên lớp là hết sức linh hoạt, tuỳ thuộc vào trình độ của HS và các điều kiện học tập cụ thể. 2.2.2. Quy trình xây dựng bài tập giải quyết vấn đề Bước 1: Xác định mục tiêu của bài tập dự định xây dựng. Phân tích mục tiêu, chuẩn kiến thức, kĩ năng, thái độ và năng lực của HS cần được hình thành để định hướng cho việc xác định mục tiêu của bài tập xây dựng. Bước 2: Xác định tri thức HS đã có và xây dựng nội dung bài tập chứa đựng tri thức, kĩ năng cần hình thành hoặc trong bối cảnh, tình huống đã lựa chọn sẵn. GV cần nghiên cứu trình độ nhận thức của HS, cấu trúc logic các bài trong sách giáo khoa để nắm được tri thức HS đã biết và cái HS chưa biết. Nghiên cứu kĩ các nội dung có liên quan trong chương trình để lựa chọn các đơn vị kiến thức. Những kiến thức được lựa chọn không chỉ có ý nghĩa đơn thuần về mặt hóa học mà còn gắn liền với thực tiễn và với đời sống, cho phép phát triển được các năng lực của HS nhưng không quá khó, quá trừu tượng, làm mất đi bản chất hóa học,... Liên kết kiến thức chưa biết với cái đã biết một cách logic nhằm tạo ra “các vấn đề”, đó là mâu thuẫn, tình huống có vấn đề đặt trong bối cảnh cụ thể để kích thích HS tìm tòi, khám phá và GQVĐ đó. Mâu thuẫn này có thể là mâu thuẫn giữa cái chưa biết với cái đã biết, mâu thuẫn giữa lí thuyết và hiện tượng thực tế, mâu thuẫn giữa cách giải quyết trong tình huống thay đổi, mâu thuẫn trong học tập và cuộc sống. Bước 3: Thiết kế bài tập theo mục tiêu. Xác định được hình thức của bài tập. Đối với bài tập dùng để phát triển NLGQVĐ&ST thì xây dựng bài tập dưới hình thức tự luận có nhiều ưu điểm hơn bài tập trắc nghiệm khách quan, đánh giá được mức độ NLGQVĐ&ST của HS, đặc biệt là khả năng sáng tạo của HS khi giải những bài tập đó. Xây dựng bài tập phù hợp với những mục tiêu đã xác định. Xây dựng bối cảnh trong học tập hoặc tình huống trong thực tiễn có chứa đựng mâu thuẫn nhận thức từ những nội dung đã xác định ở trên, những mâu thuẫn này có thể giải quyết theo nhiều cách, nhiều hướng tiếp cận khác nhau, xây dựng câu hỏi mở, những tình huống phức hợp và thay đổi. Tiến hành diễn đạt bằng lời sao cho nội dung cần diễn đạt phải rõ ràng, cung cấp đủ các dữ kiện, các yêu cầu đặt ra phải chứa đựng mâu thuẫn cần giải 9
quyết, cách hỏi phải kích thích tính tò mò của HS, câu hỏi có thể để dưới dạng mở, phát huy được khả năng sáng tạo của HS chứ không chỉ dừng lại ở việc GQVĐ. Bước 4: Tiến hành giải, xây dựng đáp án và kiểm tra tính chính xác, khoa học về nội dung cũng như cách trình bày. Dự kiến các cách giải của từng bài tập, các cách giải của HS, những sai lầm dễ mắc của HS trong quá trình giải và đưa ra cách khắc phục. Vì một vấn đề có thể được giải quyết theo nhiều hướng, theo nhiều cách tiếp cận khác nhau, và việc GQVĐ đó còn phụ thuộc vào sức sáng tạo của HS. Bước 5: Thử nghiệm và chỉnh sửa cho phù hợp. Bài tập xây dựng cần thử nghiệm trên đối tượng HS, hoặc nhờ các chuyên gia, GV bộ môn,... để kiểm tra tính chính xác, khoa học, thực tiễn của kiến thức hóa học và các môn học khác cũng như độ khó, độ phân biệt,... tính khả thi và hiệu quả của bài tập. Chỉnh sửa, sắp xếp và hoàn thiện hệ thống bài tập một cách khoa học. 2.2.3. Sử dụng bài tập giải quyết vấn đề và sáng tạo Trong dạy học hóa học, bài tập GQVĐ có thể sử dụng trong các dạng bài học khác nhau như: sử dụng bài tập GQVĐ khi nghiên cứu tài liệu mới, luyện tập, ôn tập, giao bài tập về nhà hoặc kiểm tra, đánh giá. (a) Sử dụng bài tập GQVĐ khi nghiên cứu tài liệu mới. GV có thể sử dụng bài tập GQVĐ để tạo tình huống có vấn đề, kích thích hoạt động tư duy của HS và tổ chức cho HS thảo luận nhóm để đưa ra các câu trả lời cho các bài tập mở ở mức vận dụng cao hoặc các cách giải quyết vấn đề thực tiễn khác nhau. Từ đó, yêu cầu HS đánh giá và xác định câu trả lời đầy đủ nhất, cách giải quyết vấn đề tối ưu nhất. Bài 1. Tại sao trong phòng thí nghiệm để bảo quản dung dịch Fe3+ người ta thường thêm vào bình đựng ít giọt dung dịch axit? Sử dụng trong dạy học: bài hợp chất của sắt và sự thủy phân của muối, ôn thi TNTHPT, ôn HSG Phân tích: GV tổ chức hướng dẫn để HS: + HS phát hiện vấn đề: Để bảo quản tất cả các dung dịch muối người ta thêm vào bình đựng dung dịch muối ít giọt dung dịch axit. Thực tế không phải như vậy. Thế phương pháp trên dùng để bảo quản những dung dịch muối nao? + HS thu thập và làm rõ thông tin: Dung dịch Fe3+ là dung dịch muối của bazo yếu, ion Fe3+ bị thủy phân trong dung dịch. Trong dung dịch muối Fe3+ tồn tại cân bằng: Fe3+ + HOH ﾃ Fe(OH)2+ + H+ + HS giải quyết vấn đề: Phản ứng thủy phân ion Fe3+ là phản ứng thuận nghịch nên khi người ta thêm vài giọt dung dịch axit vào làm tăng nồng độ ion H+, cân bằng Fe3+ + HOH ﾃ Fe(OH)2+ + H+ chuyển dịch theo chiều nghịch, để chống lại sự thuỷ phân của ion Fe3+ tạo kết tủa trong dung dịch. 10
+ HS đánh giá và kết luận: Các vấn đề trên đều phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng của Lơ Satolie + HS hình thành và đưa ra ý tưởng mới: Cách làm này còn được áp dụng để bảo quản các dung dịch muối của kim loại từ sắt trở về sau trong dãy điện hoá . Không thể thay thế dung dịch axit bằng dung dịch bazo được vì khi thêm OH vào ta có phản ứng hóa học: H+ + OH H2O làm giảm nồng độ ion H+ nên cân bằng Fe3+ + HOH ﾃ Fe(OH)2+ + H+ chuyển dịch theo chiều thuận không bảo quản được dung dịch Fe3+. Bài 2. Cho phương trình hóa học của phản ứng sau: N2 +3 H2 ﾃ 2NH3 ∆H = 92 kJ/mol. Ngày nay, ngành công nghiệp phân đạm nói chung trong đó có cả các nhà máy phân đạm ở Việt Nam sử dụng quy trình Haber để tổng hợp amoniac. Amoniac được tổng hợp dựa trên phản ứng cố định nitơ bằng hiđro trên nền xúc tác Fe để tạo ra NH3, nhiệt độ khoảng 5000C và áp suất 200300 atm. Giải thích tại sao lại sử dụng khoảng nhiệt độ và áp suất đó? Sử dụng trong dạy học: Các yếu tố ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng và điều chế NH3 trong công nghiệp, ôn thi TNTHPT. Phân tích: Khi hướng dẫn HS giải thích GV cần tổ chức để: + HS phát hiện vấn đề: Theo nguyên lý chuyển dịch cân bằng, để hiệu suất phản ứng tổng hợp NH3 cao thì cần phải giảm nhiệt độ, tăng áp suất. Tuy nhiên, theo quy trình Haber thì nhiệt độ cần để thực hiện phản ứng là 5000C, áp suất 200300 atm. Đây là mức nhiệt độ khá cao, mâu thuẫn với nguyên lí chuyển dịch cân bằng. + HS đề xuất giả thuyết: Phản ứng tổng hợp NH3 tỏa nhiệt nên nhiệt độ thấp sẽ làm cho cân bằng chuyển sang chiều thuận, tuy nhiên thời gian đạt cân bằng kéo dài làm giảm hiệu quả của quy trình Haber nên việc giảm nhiệt độ để tăng hiệu suất phản ứng là không hợp lí. Nếu tăng áp suất thì sẽ tăng hiệu suất của phản ứng. Tuy nhiên cần phải có các thiết bị chịu được áp suất đó, các thiết bị này thường rất đắt tiền nên việc thực hiện phản ứng ở áp suất cao ít tính khả thi. + HS đánh giá và đưa ra kết luận: Các giả thuyết đưa ra đều phù hợp với thực tiễn. Điều kiện thực hiện phản ứng theo quá trình Haber là hợp lí. + HS hình thành ý tưởng mới: Trên thực tế người ta tổng hợp NH3 ở điều kiện 4505000C, áp suất 200300 atm, xúc tác sắt kim loại có trộn thêm Al2O3, K2O... chứ không khắc nghiệt như quy trình mà chúng ta áp dụng và hiệu suất chỉ đạt tới 2025%. Bài 3. Cho hỗn hợp KIO3 và KI vào dung dịch AlCl3 thấy xuất hiện kết tủa trắng keo. Giải thích? 11
Sử dụng trong dạy học: bài sự thủy phân của dung dịch muối và ôn thi HSG Phân tích: GV tổ chức hướng dẫn để HS: + HS phát hiện vấn đề: Hỗn hợp KIO3 và KI đã tác dụng với dung dịch AlCl 3 để tạo kết tủa trắng keo là Al(OH)3. Thực tế có phải như vậy không ? + HS thu thập và làm rõ thông tin: Phản ứng thủy phân dung dịch muối là phản ứng thuận nghịch. Trong dung dịch muối AlCl3 tồn tại các cân bằng hóa học sau: Al3+ + HOH ﾃ Al(OH)2+ + H+ (1) 2+ + + Al(OH) + H2O ﾃ Al(OH)2 + H (2) + + Al(OH)2 + H2O ﾃ Al(OH)3 + H (3) + HS giải quyết vấn đề: Trong dung dịch AlCl3 tồn tại các cân bằng hóa học trên. Khi thêm hỗn hợp KIO3 và KI vào dung dịch AlCl3 thì xảy ra phương trình hóa học: KIO3 + 5 KI + 6 H+ 3 I2 + 6K+ + 3H2O (4) Khi phản ứng hóa học (4) xảy ra làm nồng độ ion H+ trong dung dịch giảm => các cân bằng (1) (2)(3) chuyển dịch theo chiều thuận, tức phản ứng tạo ra kết tủa trắng keo Al(OH)3. + HS đánh giá và kết luận: Các vấn đề trên đều phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng của Lơ Satolie + HS hình thành và đưa ra ý tưởng mới: Có thể dùng hỗn hợp KIO3 và KI để nhận biết dung dịch AlCl3. Bài 4. Cho phản ứng thuận nghịch: CaCO3 + CO2 + H2O ﾃ Ca(HCO3)2 . Hãy giải thích ý nghĩa của phản ứng trên trong tự nhiên. Sử dụng trong dạy học: bài hợp chất của cacbon và ôn thi TNTHPT Phân tích: GV tổ chức hướng dẫn để HS: + HS phát hiện vấn đề: Theo phản ứng trên muối tác dụng với dung dịch axit tạo muối mới và axit mới, sản phẩm sinh ra có kết tủa hoặc khí bay lên nhưng tại sao phản ứng trên lại xẩy ra? + HS thu thập và làm rõ thông tin: CaCO3 tan được trong nước có chứa khí CO2 Ca(HCO3)2 kém bền, bị nhiệt phân. + HS giải quyết vấn đề: CaCO3 tan trong nước có chứa CO2 theo phương trình hóa học: CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2. Nên phản ứng thuận giải thích sự xâm thực của nước mưa đối với đá vôi ( Hiện tượng núi đá vôi bị bào mòn theo năm tháng) Ca(HCO3)2 kém bền, bị nhiệt phân. Phản ứng nghịch giải thích sự hình thành thạch nhũ trong các hang động núi đá vôi, sự tạo thành cặn CaCO3 trong ấm đun nước, phích đựng nước nóng... + HS đánh giá và kết luận: Các giả thiết đưa ra đều phù hợp với thực tế, đúng với nguyên lí chuyển dịch cân bằng. 12
Hình ảnh sự tạo thành thạch nhũ trong các hang động núi đá vôi + HS hình thành và đưa ra ý tưởng mới: Giải thích câu ca dao” Nước chảy đá mòn” Hiện tượng hình thành thạch nhũ trong các hang động núi đá vôi. Bài 5. Tiến hành điều chế etyl axêtat theo các bước sau đây: Bước 1: Cho 1 ml C2H5OH, 1 ml CH3COOH và vài giọt dung dịch axit H2SO4 đặc vào ống nghiệm. Bước 2: Lắc đều ống nghiệm, đun cách thủy (trong nồi nước nóng) khoảng 56 phút ở 65700C. Bước 3: Làm lạnh sau đó rót 2 ml dung dịch NaCl bão hòa vào ống nghiệm. Giải thích thí nghiệm trên? Sử dụng trong dạy học: Điều chế este và ôn thi TNTHPT, ôn thi HSG. Phân tích: GV tổ chức hướng dẫn để HS: + HS phát hiện vấn đề: Tại sao không đun mạnh ống nghiệm? cho dung dịch NaCl vào có mục đích gì? H2SO4 đặc có tác dụng gì? Phản ứng điều chế etyl axetat, ngoài sản phẩm etylaxetat còn chứa chất hữu cơ nào khác. + HS thu thập và làm rõ thông tin: Phản ứng điều chế etyl axetat là phản ứng thuận nghịch, H2SO4 đặc có tính háo nước, dung dịch NaCl dẫn điện tốt và các este đều dễ bay hơi. + HS giải quyết vấn đề: Phương trình phản ứng hóa học xẩy ra: C2H5OH + CH3COOH ﾃ CH3COOC2H5 + H2O Phương trình hóa học trên xẩy ra thuận nghịch, H2SO4 đặc vừa là chất xúc tác vừa có tác dụng hút nước sinh ra làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Tăng hiệu suất phản ứng. Dung dịch NaCl cho vào làm tăng khối lượng riêng của dung dịch, làm giảm độ tan của este thu được chất lỏng tách thành 2 lớp tạo điều kiện thuận lợi cho việc tách este ra khỏi dung dịch. Phản ứng trên là phản ứng thuận nghịch nên sản phẩm sau phản ứng ngoài etyl axetat còn có ancol và axit còn dư. + HS đánh giá và kết luận: 13
Phản ứng este hóa là phản ứng thuận nghịch, để tăng hiệu suất điều chế este người ta có thể lấy dư một trong hai chất ban đầu hoặc làm giảm nồng độ các chất sản phẩm. Este sinh ra có mùi thơm, gần như không tan trong nước nên được tách thành 2 lớp và nổi lên trên dung dịch NaCl. + HS hình thành và đưa ra ý tưởng mới: Không thể thay dung dịch H2SO4 đặc bằng dung dịch HCl đặc được vì HCl đặc bay hơi trong khi H2SO4 đặc không bị bay hơi. Tại ống nghiệm thu hơi este ta phải làm lạnh để ngưng tụ hơi este thu được. (b) Sử dụng bài tập GQVĐ khi luyện tập, ôn tập, giao bài tập về nhà. GV dùng bài tập GQVĐ để mở rộng, phát triển kiến thức, rèn kĩ năng và phát triển NLGQVĐ&ST, năng lực vận dụng kiến thức vào thực tiễn cho HS. GV có thể tổ chức cho HS tự đề xuất các vấn đề thực tiễn cần được tìm hiểu, giải thích và nêu ra dưới dạng câu đố để HS tìm câu trả lời. Bài 1: Giải thích vì sao cho dư NH4Cl vào dung dịch NaAlO2 rồi đun nóng thì thấy kết tủa Al(OH)3 xuất hiện. Sử dụng trong dạy học: Ôn thi TNTHPT, Ôn thi HSG Phân tích: GV tổ chức để HS : + HS phát hiện vấn đề: Theo bài ra thì có thể dung dịch NH4Cl đã tác dụng với dung dịch NaAlO2 tạo kết tủa Al(OH)3. Nhưng thực tế không phải như vậy + HS đề xuất giả thiết: Dung dịch NH4Cl chứa ion NH4+ thủy phân sinh ra ion H+ (H3O+), dung dịch NaAlO2 chứa ion AlO2 khi thêm dung dịch NH4Cl vào tạo kết tủa Al(OH)3. NaAlO 2 Na + + AlO 2 − (1) NH 4Cl NH 4+ + Cl − (2) + + NH + H 2O ﾃ 4 NH 3 + H 3O (3) − + AlO + H 3O ﾃ 2 Al(OH)3 (4) Khi đun nóng hơi NH3 bay lên làm cho cân bằng (3) dịch chuyển theo chiều thuận và do đó (4) chuyển dịch theo chiều thuận, nghĩa là kết tủa Al(OH)3 xuất hiện + HS đánh giá và đưa ra kết luận : Các giả thiết đưa ra đều phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng của Lơ Satolie + HS hình thành ý tưởng mới: ion AlO2 tạo kết tủa trắng keo trong môi trường axit, nếu axit đủ mạnh như HCl, H2SO4... thì kết tủa sẽ ta ra. Phương trình hóa học: AlO −2 + H + + H 2O Al(OH)3 Al(OH)3 + 3H + Al3+ + 3H 2O 14
Bài 2. Cho cân bằng hóa học: 2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k); phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt. Phát biểu đúng là: A. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi tăng nhiệt độ. B. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ O2. C. Cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận khi giảm áp suất hệ phản ứng. D. Cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch khi giảm nồng độ SO3. Sử dụng trong dạy học: Ôn thi TNTHPT, Ôn thi HSG Phân tích: GV tổ chức để HS : + HS phát hiện vấn đề: Phản ứng trên có số phân tử khí trước và sau phản ứng không bằng nhau nên áp suất đã ảnh hưởng đến sự chuyển dịch cân bằng. Nên phải tăng áp suất để phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận nhưng để có áp suất cao là rất tốn kém và thiết bị cồng kềnh, đắt tiền. Phản ứng thuận là phản ứng tỏa nhiệt nên khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt tức phản ứng nghịch. Nên cần hạ nhiệt xuống để cân bằng dịch chuyển theo chiều thuận, nhưng nhiệt độ thấp phản ứng xẩy ra chậm, thực hiện trong thời gian dài làm giảm hiệu suất. + HS đề xuất giả thiết: Khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt (tức chiều nghịch) còn khi giảm nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng tỏa nhiệt (tức phản ứng thuận). Nên đáp án A, D không hợp lí Khi tăng nồng độ của SO2 hay O2(bằng cách nạp thêm khí) hoặc giảm nồng độ của SO3 (bằng cách lấy bớt SO3 ra) đều làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Nên khi giảm nồng độ O2 cần bằng chuyển dịch theo chiều nghịch là hợp lí. Đáp án B hợp lí Khi tăng áp suất cân bằn chuyển dịch theo chiều thuận, khi giảm áp suất cân bằng chuyển dịch theo chiều nghịch. Nên đáp án C không hợp lí. + HS đánh giá và đưa ra kết luận: Các giả thuyết đưa ra đều phù hợp với thực tiễn. Điều kiện thực hiện phản ứng theo nguyên lí Lơ Satolie + HS hình thành ý tưởng mới: Cân bằng hóa học: 2SO2 (k) + O2 (k) 2SO3 (k) là giai đoạn trung gian trong quá trình sản xuất axit sunfuric. Để đạt hiệu suất cao người ta khống chế nhiệt độ khoảng 4505000C và dùng xúc tác V2O5, chứ không phải tăng áp suất quá cao hay giảm nhiệt độ xuống quá thấp. Bài 3. Cho biết độ điện li của CH3COOH trong dung dịch thay đổi như thế nào khi: a, Thêm nước vào b, Thêm 1 ít CH3COONa rắn vào c, Sục 1 ít khí HCl vào d, Thêm 1 it NaOH rắn vào. Sử dụng trong dạy học: 15
Dạy phần độ điện li của các chất điện li yếu (Hóa học 11). Kiểm tra sự hiểu biết của HS về các yếu tố ảnh hưởng đến độ điện li. Dùng trong ôn thi TNTHPT và ôn thi HS giỏi Phân tích: GV tổ chức để HS : + HS phát hiện vấn đề: Dung dịch CH3COOH là dung dịch chất điện li yếu, trong dung dịch chỉ điện li một phần. Phương trình điện li: CH 3COOH ﾃ CH 3COO + H + + HS đề xuất giả thiết: Khi pha loãng dung dịch độ điện li tăng tức cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Khi thêm nồng độ H+ cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nghịch, khi thêm nồng độ OH cần bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Khi thêm nồng độ CH3COO cân bằng trên chuyển dịch theo chiều nghịch + HS giải quyết vấn đề: Phương trình điện li: CH3COOH CH3COO + H+ (*) a, Khi thêm nước vào dung dịch CH3COOH làm giảm nồng độ dung dịch có nghĩa làm cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận => độ điện li của dung dịch tăng. b, Thêm CH3COONa tức thêm nồng độ ion CH3COO làm cho cân bằng (*) chuyển dịch theo nghịch => độ điện li giảm c, Sục khí HCl vào dung dịch CH3COOH tức thêm nồng độ ion H+ làm cho cân bằng (*) chuyển dịch theo nghịch => độ điện li giảm d, Thêm NaOH rắn vào dung dịch CH3COOH, khi đó xẩy ra phương trình phản ứng hóa học: H+ + OH H2O làm nồng độ ion H+ giảm => cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận => độ điện li tăng. + HS đánh giá và đưa ra kết luận: Trong dung dịch các chất điện li yếu thì nồng độ, nhiệt độ và độ pha loãng đã ảnh hưởng đến độ điện li. Bài 4. Khí N2O4 kém bền bị phân li theo phương trình sau: N2O4 ﾃ 2NO2 (1). Biết khi (1) đạt đền trạng thái cân bằng thì áp suất chung là 1 atm: Ở 35oC hỗn hợp khí trong bình có tỷ khối so với H2 bằng 36,225. Ở 45oC hỗn hợp khí trong bình có tỷ khối so với H2 bằng 33,4. a, Xác định độ phân li α của N2O4 và Kp ở mỗi nhiệt độ trên? b, Phản ứng theo chiều nghịch là tỏa nhiệt hay thu nhiệt? Giải thích? Sử dụng trong dạy học: Dùng trong ôn thi TNTHPT và ôn thi HS giỏi Phân tích: GV tổ chức để HS : + HS phát hiện vấn đề: Theo bài ra khi nhiệt độ tăng từ 350C lên 450C thì tỷ khối của hỗn hợp khí so với H2 giảm, tức hàm lượng khí NO2 trong hỗn hợp được tăng lên. Dự đoán độ điện li tăng và cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. + HS đề xuất giả thiết: 16
Khi tăng nhiệt độ từ 350C đến 450C tỷ khối hỗn hợp khí so với H2 giảm, tức cân bằng chuyển dịch theo chiều thuận. Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng thì khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt. Tức chiều thuận là chiều phản ứng thu nhiệt. Độ điện li α tăng dần khi tăng nhiệt độ. + HS giải quyết vấn đề: a, Gọi a là số mol N2O4 trong 1 mol sản phẩm (1a) là số mol NO2 Ta có: M hh = 92a + 46(1 − a) Ở 350C : M hh = 92a + 46(1 − a) =72,45 a = 0,575, 1 a= 0,425 N2O4 ﾃ 2NO2 (1). Số mol ban đầu: x 0 Số mol điện li: 0,2125 0,425 Số mol cân bằng: x0,2125 0,425 Ta có: x – 0,2125 =0,575 x = 0,7875 0, 2125 α = = 0, 2698 = 26,98% 0,7875 Ở 450C tương tự ta có: α = 37,73% Tính K p 2 PNO Kp = 2 PN O2 4 n NO PNO = P. 2 2 n hê nN O PN O = P. 2 4 2 4 n hê nN O 0,575 PN O = P. 2 4 = 1. = 0,575 Ở 35 C: 0 2 4 n hê 1 nN O 0, 425 PNO = P. 2 = 1. = 0, 425 2 n hê 1 atm 0, 4252 Kp = = 0,314 atm 0,575 Ở 450C tương tự ta có: KP = 0,664 atm. 17
b, Từ 350C lên 450C nhiệt độ tăng. Theo nguyên lí chuyển dịch cân bằng, khi tăng nhiệt độ cân bằng chuyển dịch theo chiều phản ứng thu nhiệt và ngược lại. Khi tăng nhiệt độ độ điện li tăng, độ phân hủy tăng, K P tăng chứng tỏ phản ứng chuyển dịch theo chiều thuận hay chiều thuận là chiều phản ứng thu nhiệt, chiều nghịch là chiều phản ứng tỏa nhiệt. + HS đánh giá và đưa ra kết luận: Các yếu tố trên đều phù hợp với nguyên lí chuyển dịch cân bằng của Lơ Satolie. Trong thực tiễn nếu biết được chính xác phản ứng đó tỏa nhiệt hay thu nhiệt thì ta có thể tăng hay giảm nhiệt độ để cân bằng chuyển dịch theo chiều có lợi cho sản suất. Bài 5. Tổng hợp isoamyl axetat ( để làm dầu chuối ) gồm 3 bước: Bước 1: Cho 60 ml axit axetic băng (100% axit, d = 1,05 g/cm3), 108,6 ml 3metylbut1ol ( ancol isoamylic, d = 0,81 g/cm3) và 1 ml dung dịch H2SO4 vào bình cầu có lắp máy khuấy, ống sinh hàn rồi đun sôi trong vòng 8h. Bước 2: Sau khi để nguội, lắc hỗn hợp thu được với nước, chiết bỏ lớp nước, rồi lắc với dung dịch Na2CO3, chiết bỏ lớp dung dịch nước, lại lắc hỗn hợp thu được với nước, chiết bỏ lớp nước. Bước 3: Chưng cất lấy sản phẩm ở 142143 oC thu được 60 ml isoamyl axetat (isoamyl axetat là chất lỏng có d = 0,87 g/cm3, sôi ở 142,5oC, có mùi thơm như mùi chuối chín). a) Hãy giải thích các bước làm trên và viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra? b) Tính hiệu suất phản ứng. Sử dụng trong dạy học: Luyện tập về este và ôn thi TNTHPT, ôn HSG Phân tích: GV tổ chức để HS : + HS phát hiện vấn đề: Sản phẩm thu được lắc với nước rồi lại lắc với dung dịch Na2CO3 rồi lại lắc lại với nước có tác dụng gì? Tại sao phải thực hiện nhiều lần như vậy? + HS giải quyết vấn đề: Đầu tiên, cho axit axetic, ancol isoamylic và axit sunfuric vào bình cầu, đun sôi trong 8 giờ để tổng hợp isoamyl axetat theo ph ản ứng sau: H 2SO4 , t 0 CH3COOH +(CH3)2CHCH2CH2OH ﾃﾃﾃﾃﾃﾃﾃﾃﾃﾃﾃﾃ CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O Sau đó, để nguội, lắc hỗn hợp thu được với nước, chiết bỏ lớp nước bằng phễu chiết nhằm loại bỏ phần lớn axit axetic và axit sunfuric còn lại. Tiếp tục lắc hỗn hợp thu được với Na2CO3, chiết bỏ lớp nước để loại nốt axit còn sót lại: 2CH3COOH + Na2CO3 → 2CH3COONa + CO2↑ + H2O H2SO4 + Na2CO3 → Na2SO4 + CO2↑ + H2O Rồi lắc hỗn hợp thu được với nước lần nữa, chiết bỏ lớp nước để rửa vết Na2CO3 còn lại. 18
Cuối cùng, chưng cất lấy sản phẩm ở 142 – 143 oC thu được isoamyl axetat tinh khiết. b) Tính hiệu suất phản ứng: Ta có: maxit axetic ban đầu = 60 . 1,05 = 63 (g) mancol isoamylic ban đầu = 108,6 . 0,81 ≈ 88 (g) misoamyl axetat thu được = 60 . 0,87 = 52,2 (g) CH3COOH + (CH3)2CHCH2CH2OH ﾃ CH3COOCH2CH2CH(CH3)2 + H2O bđ: 63g 88g pư: 60g 88g 130g Như vậy theo phản ứng, axit axetic dư và nếu ancol isoamylic phản ứng hết thì thu được 130 g este isoamyl axetat. Nhưng thực tế chỉ thu được 52,2 g. Vậy hiệu 52,2 Hp .100% 40,15% suất phản ứng là: 130 + HS đánh giá và đưa ra kết luận: Cách GQVĐ trên hoàn toàn đúng với thực tế. (c) Sử dụng bài tập GQVĐ trong tiết kiểm tra, đánh giá. Trong quá trình thực hiện chúng ta có thể sử dụng bài tập GQVĐ trong tiết kiểm tra, đánh giá như sau. Tự luận Bài 1. Clo có tác dụng khử trùng nước sinh hoạt. Khi sục clo vào nước đã xảy ra phương trình hóa học: Cl2 + H2O ﾃ HCl + HClO HClO là axit yếu, kém bền nhưng có tính oxi hóa mạnh, chính axit này đã làm cho nước clo có tính tẩy màu và sát trùng. 1. Số oxi hóa của clo trong phương trình hóa học đã thay đổi như thế nào? A. Tăng B. Giảm C. Vừa tăng vừa giảm D. Không thay đổi. 2. Phản ứng trên có phải là phản ứng oxi hóa khử không? 3. Nước clo để lâu ngày còn tác dụng tẩy màu và sát trùng không? Vì sao? 4. Trong các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt thì khâu cuối cùng của việc xử lí nước là khử trùng nước. Một trong các phương pháp khử trùng nước đang được dùng phổ biến ở nước ta là dùng khí clo. Lượng clo được bơm vào trong bể tiếp xúc theo tỉ lệ 5g/m3. Nếu dân số thị xã Thái Hòa là 3 triệu người, mỗi người dùng 200 lít nước mỗi ngày, thì các nhà máy cung cấp nước sinh hoạt cần dùng bao nhiêu kg clo mỗi ngày cho việc xử lí nước? 5. Dẫn liên tục cho tới dư luồng khí clo vào dung dịch KI không màu sẽ trở nên màu đỏ sẫm, sau đó dung dịch trở lại không màu. Giải thích. Sử dụng trong dạy học: kiểm tra thường xuyên, kiểm tra định kì lớp 10 hoặc ôn thi TNTHPT, ôn thi HSG. Hướng dẫn GQVĐ 19
1. Mức độ biết: HS xác định được số oxi hóa của các nguyên tố trong 0 +1 −2 +1 −1 +1 +1 −2 phương trình hóa học: Cl2 + H 2 O ﾃ H Cl+ H ClO HS chọn đáp án C 2. Mức đọ biết: HS dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của Cl kết luận phản ứng trên là phản ứng oxi hóa khử. 3. Mức độ hiểu: HS giải thích được nước clo để lâu ngày không còn tác dụng tẩy màu và sát trùng vì HClO là axit yếu, dễ bị phân hủy theo phương trình hóa học: HClO HCl + [ O ] , các oxi nguyên tử kết hợp với nhau thành oxi phân tử bay ra khỏi dung dịch. 4. Mức độ vận dụng: HS phân tích thông tin trong phần dẫn của câu hỏi, dễ dàng vận dụng cho bài toán thực tế. Lượng nước cần dùng cho thành phố vinh mỗi ngày là: 200.3.106 = 6.108 lít = 6.105m3 Lượng khí clo cần dùng là: 6.105.5 = 3.106 gam = 3. 103kg 5. Mức độ vận dụng cao: HSG có thể suy luận, ban đầu cũng xuất hiện màu đỏ sẫm của iot tự do sinh ra, nhưng sau đó do phản ứng của iot tự do với nước clo tạo ra các axit không màu: Cl 2 + 2KI KCl + I 2 I 2 + 5Cl 2 + 6H 2O 10HCl + 2HIO 3 (dd không màu) Bài 2. Cho dung dịch X là CH 3COOH 0,5M, dung dịch Y là C2 H5COOH 0,6M. Biết K C H COOH = 1,75.105, K C H COOH = 1,33.105. 3 2 5 a, Viết phương trình điện li của các dung dịch trên b, Dung dịch X, Y chứa những tiểu phân nào? c, Tính pH của dung dịch X và Y d, Trộn dung dịch X với dung dịch Y ta được dung dịch hỗn hợp Z. Tính pH của dung dịch Z. Sử dụng trong dạy học: Kiểm tra thường xuyên, kiểm tra định kì lớp 11, Ôn thi TNTHPT, ôn thi HSG 20