Khóa luận Giảng dạy một số nội dung điện hóa học ở trường trung học phổ thông

ñiện khi pin ñiện hóa hoạt ñộng? 3. Các phản ứng hóa học nào xảy ra ở các ñiện cực của pin ñiện hóa? 4. Biết ñược thế ñiện cực chuẩn Bài 18 Tính chất của kim loại dãy ñiện hóa của kim loại. Phần kiến thức cơ sở học sinh phải nắm vững. 1. Thế nào là cặp oxi hóa khử? Ví dụ: Cu Cu Ag Ag ++ 2; 2. Thế nào là dãy ñiện hóa của kim loại? “ ðó là dãy sắp xếp các cặp oxi hóa – khử theo chiều tăng dần tính oxi hóa của ion kim loại và giảm dần của tính khử kim loại” 3. Ý nghĩa của dãy ñiện hóa học là gì? “ Dự ñoán chiều của phản ứng giữa hai cặp oxi hóa khử theo - 22 - là gì? Chiều của phản ứng oxi hóa khử , tính thế ñiện cực chuẩn của cặp oxi hóa – khử trong pin ñiện hóa? 5. Dãy thế ñiện cực chuẩn của kim loại và ý nghĩa của nó? quy tăc α” Cu Cu Fe Fe ++ 22 ( ) ( ) ( ) ( )raqraq CuFeFeCu +→+ ++ 22 Bài 22 Sự ñiện phân. 1. Học sinh phải biết ñược sự ñiện phân là gì? 2. Biết những ứng dụng của sự ñiện phân trong công nghiệp là gì? 3. Hiểu sự chuyển dịch của các ion trong quá trình ñiện phân: Muối NaCl nóng chảy, dung dịch CuSO4 với ñiện cực trơ và ñiện cực tan (anot tan). 4. Hiểu những phản ứng hóa học xảy ra trên các ñiện cực trong quá trình ñiện phân và viết ñược phương trình ñiện phân Không tách thành bài riêng Bài 23 Sự ăn mòn kim loại 1. Hiểu các khái niệm thế nào là ăn mòn kim loại, ăn mòn hóa học và ăn mòn ñiện hóa học? 2. Học sinh phải biết ñược các Bài 20 Sự ăn mòn kim loại 1. Học sinh phải biết ñược ăn mòn kim loại là gì? 2. Học sinh phải biết ñược có các dạng ăn mòn nào trong tự - 23 - ñiều kiện và bản chất của ăn mòn hóa học và ăn mòn ñiện hóa học. 3. Hiểu ñược nguyên tắc và các biện pháp chống ăn mòn ñiện hóa học? nhiên? 3. Học sinh phải biết cách chống ăn mòn kim loại là gì? Bài 24 ðiều chế kim loại. Phần kiến thức trọng tâm. 1. Học sinh phải biết ñược nguyên tắc chung ñể ñiều chế kim loại là gì? 2. Hiểu các phương pháp ñược vận dụng ñể ñiều chế kim loại. Mổi phương pháp thích hợp với sự ñiều chế những kim loại nào. Dẫn ra ñược những phản ứng hóa học và ñiều kiện của phản ứng ñều chế những kim loại cụ thể. Bài 21 ðiều chế kim loại Kiến thức trọng tâm học sinh cần nắm bắt ñược ñó là: 1. Nguyên tắc ñiều chế kim loại là gì? “Nguyên tắc ñiều chế kim loại là khử ion kim loại thành kim loại nguyên tử” Mn+ + ne → M 2. Các phương pháp ñiều chế kim loại là gì? - 24 - II. 4 . Một số vấn ñề giáo viên cần chú ý khi dạy phần ñiện hóa học ở trường THPT II.4.1. Nội dung kiến thức về ñiện hóa học ở các lớp cơ bản, nâng cao II.4.1.1. Lớp 12 cơ bản 1. Bài 18: Tính chất của kim loại. Dãy ñiện hóa kim loại a/ Dãy ñiện hóa của kim loại. Nắm thật chắc về khái niệm cặp oxh – khử của kim loại: Dạng oxi hóa và dạng khử của cùng một kim loại tạo thành cặp oxi hóa – khử của kim loại. - ðể làm rỏ vấn ñề này cần so sánh mức ñộ hoạt ñộng của cặp oxi hóa – khử ñể khẳng ñịnh ñều ñả trình bài: 2Zn Zn + và 2Cu Cu + Từ ñó ta suy ra: 2 2Zn Cu Zn Cu+ ++ → + - Liên hệ các phản ứng giữa kim loại và dung dịch muối (dựa vào thế), so sánh ñược khả năng hoạt ñộng của các kim loại, sau ñó trình bài dãy ñiện hóa b/ Ý nghĩa dãy ñiện hóa kim loại . Làm rỏ quy tắc α ñể xét chiều của phản ứng oxh - khử 2 2Cu Fe Fe Cu+ ++ → + Chất oxi hóa mạnh chất khử mạnh chất oxh yếu hơn chất khử yếu hơn 2. Bài 20. Ăn mòn kim loại. Các vấn ñề cần lưu ý. - Cần làm cho học sinh thấy rỏ sự khác nhau giữa hiện tượng ăn mòn hóa học và ăn mòn ñiện hóa học. Sự ăn mòn ñiện hóa học xảy ra phổ biến hơn trong thực tế so với ăn mòn hóa học. - Vận dụng những hiểu biết về pin ñiện ñể làm rỏ sự ăn mòn ñiện hóa học - Tìm hiểu ñiều kiện xảy ra ăn mòn ñiện hóa học 3. Bài 21. ðiều chế kim loại. Những vấn ñề giáo viên cần lưu ý: - Cần làm rỏ mối quan hệ giữa mứt ñộ hoạt ñộng hóa học của các kim loại và phương pháp ñiều chế dựa vào dãy ñiện hoá. - 25 - - Nguyên tắc ñiều chế kim loại : Khử ion kim loại: nM ne M+ + → II.4.1.2. Lớp 12 nâng cao. Các vấn ñề giáo viên cần chú ý ở ñây ñược liệt kê trong từng bài cụ thể. 1. Bài 20: Dãy ñiện hóa của kim loại. a/ Khái niệm cặp oxi hóa khử của kim loại. Tìm hiểu khái niệm và khái quát theo sơ ñồ. nM ne M+ + → Dạng oxh Dạng khử b/ Pin ñiện hóa. Cần cho học sinh có những bước nhận thức như sau: - Quan sát thí nghiệm (thí nghiệm hình 5.3 SGK) pin ñiện hóa Zn – Cu - Giải thích các hiện tượng quan sát ñược trong quá trình hoạt ñộng của pin ñiện hóa Zn – Cu và viết phương trình hóa học xảy ra. c/ Thế ñiện cực chuẩn của kim loại. Dãy thế ñiện cực chuẩn của kim loại Cần có những bước hoạt ñộng sau. - Thông báo về thế ñiện cực hiñro tiêu chuẩn. + Quy ước về thế ñiện cực hiñro chuẩn: ( )2 0 2 0,00 H H Vε + = - Tìm hiểu cách xác ñịnh thế ñiện cực chuẩn của kim loại. Ví dụ của Zn. + Những phản ứng hóa học xảy ra ở ñiện cực khi pin Zn – H hoạt ñộng + Làm rỏ trường hợp nào thì thế ñiện cực chuẩn của cặp nM M + có giá trị dương, âm. - Dựa vào thế ñiện cực chuẩn ñể nêu nguyên tắc sắp xếp các cặp oxi hóa khử của kim loại trong dãy ñiện hóa học. d/ Ý nghĩa của dãy thế ñiện cực chuẩn của kim loại. Hoạt ñộng tìm hiểu về ý nghĩa của thế ñiện cực chuẩn của kim loại, nên chia thành những hoạt ñộng như sau: - Hoạt ñộng tìm hiểu về chiều của phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử của kim loại. - 26 - - Phân tích phản ứng giữa hai cặp oxi hóa – khử. 2 0( 0,34 )Cu VCu ε + =+ và 0( 0,80 )Ag VAg ε + = + Kết luận về chiều của phản ứng hóa học: Có ba kết luận tương ñương về mặt ý nghĩa: - Kim loại có cặp oxi hóa – khử có thế ñiện cực chuẩn nhỏ khử ñược kim loại của cặp oxi hóa – khử có thế ñiện cực chuẩn lớn hơn trong dung dịch muối. - Cation kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế ñiện cực lớn hơn oxi hóa ñược kim loại trong cặp oxi hóa – khử có thế ñiện cực nhỏ hơn. - Chất oxi hóa mạnh hơn sẽ oxi hóa chất khử mạnh hơn, sinh ra chất oxi hóa yếu hơn và chất khử yếu hơn. (quy tắc α ) 2. Bài 22. Sự ñiện phân. Các vấn ñề cần chú ý khi dạy bài 22. a/ Khái niệm về sự ñiện phân. - Liên hệ ñến thế của các cặp oxi hóa khử ñể xác ñịnh: Tên các ñiện cực, dấu của các ñiện cực và phản ứng xảy ra ở các ñiện cực. b/ ðiện phân dung dịch CuSO4 với ñiện cực graphit. dung dịch CuSO4 với Anot tan Cần làm rỏ thứ tự ñiện phân của các ion, phân tử ở các ñiện cực dựa vào dãy thế ñiện cực. 3. Bài 23. Sự ăn mòn kim loại. Các vấn ñề cần lưu ý khi dạy bài 23. - Cần làm rỏ nguyên nhân nào dẫn ñến ăn mòn ñiện hóa, liên hệ lại bài dãy ñiện hóa. - ðiều kiện xảy ra sự ăn mòn hóa học? 4. Bài 24: ðiều chế kim loại. Các vấn ñề cần lưu ý. a/ Phương pháp thủy luyện. - Cơ sở của việc ñiều chế kim loại bằng phương pháp thủy luyện - Phương pháp thủy luyện ñựơc dùng ñể ñiều chế những kim loại nào b/ Phương pháp ñiện phân. - Cơ sở của phương pháp ñiện phân ñiều chế kim loại. Những kim loại nào có thể ñiều chế ñược bằng phương pháp ñiện, liên hệ dãy ñiện hóa. - 27 - II.4.2. Phương pháp dạy học về các vấn ñề ñiện hóa học Nhằm ñể ñạt ñược kết quả tốt nhất về việc học sinh có thể hiểu, nắm vững các kiến thức cơ bản về ñiện hóa học thì ñòi hỏi không chỉ người giáo viên nắm vững về nội dung kiến thức mà còn phải có phương pháp sư phạm khéo léo. Phương pháp ñóng vai trò khá quan trọng trong quá trình học sinh tiếp thu kiến thức. Một số phương pháp dạy học hóa học chung có thể thể áp dụng cho phần ñiện hóa học như: - Sử dụng thiết bị thí nghiệm, mô hình hóa học theo ñịnh hướng chủ yếu là nguồn ñể học sinh nghiên cứu, khai thác tìm tòi kiến thức hóa học. - Sử câu hỏi và bài tập hóa học ñể học sinh chủ ñộng nhận kiến thức, hình thành kỉ năng và vận dụng tích cực các kiến thức, kỉ năng ñả học. - Tùy vào tính chất của các bài học trong chương, ta có thể phân chia thành hai phương pháp hình thành kiến thức cho học sinh như sau. + ðối với loại bài học nhằm xây dựng và hình thành khái niệm mới cho học sinh, như bài: Dãy ñiện hóa của kim loại, ðiện phân, Sự ăn mòn kim loại,…phương pháp dạy nên thiết kế theo mô hình dạy như sau: + ðối với những loại bài học ñòi hỏi sự vận dụng lí thuyết ñể tìm hiểu tính chất của chất, như tìm hiểu tính chất vật lí, tính chất hóa hịc chung của kim loại, ñiều chế kim loại,….thì phương pháp dạy học nên thiết kế theo mô hình sau: Thí nghiệm nghiên cứu, quan sát các hiện tượng thí nghiệm. Vận dụng lí thuyết chủ ñạo ñể giải thích các hiện tượng quan sát ñược Kết luận hoặc hình thành khái niệm mới Vận dụng lí thuyết chủ ñạo ñả biết Dự ñoán cấu tạo và tính chất của chất Khẳng ñịnh những ñiều dự ñoán bằng thí nghiệm. - 28 - II.5. Vận dụng một số kiến thức về ñiện hóa học ñể giảng dạy nội dung ñiện hóa học trong chương trình hóa học trường THPT II.5.1. Sử dụng Thế ðiện Cực ñể tính Sức ðiện ðộng và dự ñoán xem một phản ứng oxi hóa – khử cho trước có khả năng xảy ra hay không. Cơ sở là dựa vào biểu thức: G nFE∆ = − . Ở 250C thì ta có: 0 0G nFE∆ = − Trong ñó: n- số electron trao ñổi. F- hằng số Faraday. E0 – suất ñiện ñộng của phản ứng. - Nếu 0 0 0E G> ⇒ ∆ < → Phản ứng tự diễn biến. - Nếu 0 0 0E G → Phản ứng xảy ra theo chiều nghịch. - Nếu 0 0 0E G= ⇒ ∆ = → Phản ứng ñạt cân bằng. Ví dụ: Tính suất ñiện ñộng và dự ñoán xem phản ứng sau có xảy ra không ở 250C? ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 aq r r aqCd Cu Cd Cu + ++ → + ; biết 2 20 00,40 ; 0,34Cd Cu Cd Cu V Vε ε+ += − = Ta có: ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2 2 2 0 2 0 2 2 0 2 ; 0,40 2 ; 0,34 ; 0,74 aq Cd Cd Cu Cu aq r r aq Cd e Cd V Cu Cu e V Cd Cu Cd Cu E V ε ε + + + + + + + → = − → + = − + → + = Vậy suất ñiện ñộng 0 0,76 0 0pinE V G= − → phản ứng không có khả năng xảy ra theo chiều như trên. II.5.2. Tính thế của một bán phản ứng khi bán phản ứng ñó là tổ hợp của hai hay nhiều bán phản ứng khác. Tính thế của bán phản ứng: ( ) ( ) ?,3 033 =→++ εraq TleTl biết: ( ) +3 aqTl ( )+aqTl Tl 0 3 ?ε = V336,002 −=ε V250,101 =ε - 29 - Áp dụng biểu thức : 21 0 22 0 110 3 nn nn + + = εε ε . Ta có : ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) VTleTl VTleTl VTleTl raq aq raq ?,3 250,1,2 336,0, 0 3 3 0 2 3 0 1 =→+ =→+ −=→+ + ++ + ε ε ε Trong ñó: n1; n2; là số electron trao ñổi trong bán phản ứng (2),(3). 0 2 0 1 ;εε là thế chuẩn của bán phản ứng (2), (3). Khi ñó ta có: ( ) ( ) V nn nn 721,0 3 250,12336,01 21 0 22 0 110 3 = +− = + + = εε ε Vậy thế của bán phản ứng: ( ) ( ) VTleTl raq 721,0,3 033 =→++ ε II.5.3. Dự ñoán ñộ bền của các trạng thái oxi hóa của một nguyên tố. Xét bán phản ứng: ( ) ( ) ( )++ +→ 323 aqraq AuAuAu biết: ( ) 3 aqAu + ( )aqAu + Au Nếu Au+ tự oxi hóa khử thì phương trình phản ứng trên có thế 00 >puE , vì khi ñó 00 <∆G , phản ứng tự diễn biến. ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) VEAuAuAu VAueAu VeAuAu puaqraq raq aqaq 27,0,3 68,1,(2 41,1,2 03 0 2 0 1 3 =+→ =→+ −=+→ ++ + ++ ε ε Do ⇒> 00puE 00 <∆G : Vậy ở ñiều kiện chuẩn, vàng ở trạng thái oxi hóa +1, có khả năng tự phân hủy thành vàng kim loại và vàng ở trạng thái oxi hóa +3. II.5.4. Dãy ñiện hóa của kim loại Li+ K+ Ba+ Ca2+ Na+ Mg2+ Al3+Zn2+ Cr3+ Fe2+ Ni2+ Sn2+ Pb2+ 2H+ Cu2+ Fe3+ Ag+ Hg2+ Pt2+ Au3+ Li K Ba Ca Na Mg Al Zn Cr Fe Ni Sn Pb H2 Cu Fe2+ Ag Hg Pt Au Tính oxi hóa kim loại Mn+ tăng dần Tính khử của kim loại M giảm dần 0 2 1,68Vε = 0 1 1,41Vε = - 30 - II.5.4.1. Dự ñoán ñược chiều xảy ra của phản ứng. Phản ứng oxi hóa khử luôn xảy ra theo chiều tạo ra chất oxi hóa và chất khử yếu hơn, nghĩa là chất oxi hóa mạnh nhất sẽ oxi hóa chất khử mạnh nhất. Bài tập vận dụng. Bài tập 1. a/ Hãy cho biết vị trí của cặp MnMn +2 trong dãy ñiện hóa. Biết rằng H+ oxi hóa ñược Mn. Viết phương trình ion thu gọn. b/ Có thể dự ñoán ñiều gì xảy ra khi nhúng lá kim loại Mn vào các dung dịch muối: AgNO3,MnSO4, CuSO4? Hãy viết phản ứng dưới dạng phương trình ion rút gọn nếu có Lời giải. a/ H+ oxi hóa ñược Mn, nghĩa là Mn có khả năng khử ñược H+: ↑+→+ ++ 222 HMnHMn 2Mn Mn + ⇒ xếp trước 2 2 H H + trong dãy ñiện hóa. b/ Trong dãy ñiện hóa ta có: Mn xếp trước Cu , Ag ⇒ Mn có tính khử mạnh hơn. Vì thế xảy ra ñược các phản ứng: ↓+→+ ++ CuMnCuMn 22 ( Cu bám trên là Mn) ↓+→+ ++ AgMnAgMn 22 ( Ag bám trên là Mn) II.5.4.2. Xác ñịnh tên kim loại. 1. ðặc công thức tổng quát hợp chất chứa kim loại là: ( ( ) ( ) ( )2 4 3 2 3, , , , .....x y n m a bM O RCl A SO B NO X CO ) sau ñó tìm khối lượng nguyên tử của kim loại (M, R, A, B, X,…) rồi suy ra kim loại ñó.Thường gặp hai trường hợp: - Trường hợp 1: Biết hóa trị kim loại cần tìm, dựa vào dữ kiện ñề bài tập ñể lập phương trình toán học, tìm khối lượng nguyên tử của kim loại, suy ra tên kim loại ñó. - Trường hợp 2: Không biết hóa trị kim loại cần tìm, dựa vào dữ kiện ñề bài ñể lập biểu thức liên hệ giữa nguyên tử khối (M) của kim loại với hóa trị (n) của kim loại ñó. Sau ñó, biện luận M theo n (hay ngược lại), tìm cặp nghiệm M, n hợp lí, suy ra tên kim loại. - 31 - 2. Bài tập vận dụng. Nhúng một thanh kim loại M vào dung dịch NiSO4 sau một thời gian thấy khối lượng thanh kim loại gồm 0,12g. Xác ñịnh tên kim loại M. Biết M hóa trị II và số mol NiSO4 hao hụt 0,02mol. Tính số gam kim loại ñã tham gia phản ứng. Lời giải Phản ứng: ( )4 4iSO 1M N MSO Ni+ → + mol 0,02 0,02 0,02 0,02 Theo ñề bài, ta có: 0,120,02 65 : 59 M M = ⇒ = − kẽm (Zn) Vậy : mZn tham gia phản ứng = 65 II.5.4.3. Tăng giảm khối lượng thanh kim loại Nhúng một thanh kim loại A và dung dịch muối của kim loại B (chứa ion Bn+). Sau một thời gian lấy thanh kim loại ra, rửa nhẹ, sấy khô, cân thì thấy khối lượng thanh kim loại có thể tăng hoặc giảm. 1. Khối lượng thanh kim loại tăng: Thì ta áp dụng phương trình ñại số sau. 2. Khối lượng thánh kim loại giảm : Thì ta áp dụng phương trình ñại số sau: 3. Bài tập vận dụng:Thanh kẽm nặng 5,2 gam ñược cho vào 100ml dung dịch CuSO41M, sau một thời gian, lấy thanh kẽm ra cân ñược 5,18 gam.Tính khối lượng Cu bám vào thanh Zn. Ta có: moln daubanCuSO 1,011,04 =×= Phản ứng: aaaamol CuZnSOCuSOZn +→+ 44 Ta có: 65a – 64a = 5,2 - 5,18 ⇒ a = 0,02 mol ⇒ Khối lượng thanh Cu = 0,02 . 64 = 1,28 gam Mkim loại tăng = m kim loại giải phóng - mkim loại tan Mkim loại giảm = mkim loại tan - m kim loại giải phóng - 32 - II.5.5. Kim loại liên quan ñến sự ñiện phân. Dạng 1: ðiện phân dung dịch các muối, Axit, bazơ - Catot: Nếu cation ( ++ HM n ; ) ñứng sau Al3+ trong dãy ñiện hóa của kim loại, sự khử cho ra kim loại hoăc H2. Nếu cation là Al3+ hoặc một kim loại ñứng trước Al trong dãy ñiện hóa của kim loại ( ....;; 2+++ BaNaK ) thì nước sẽ bị khử cho ra H2 và ion OH − −+↑→+ OHHeOH 22 22 - Anot: Nếu ion là −X (X là halogen như Cl, Br, I….) hoặc OH- thì sự oxi hóa cho ra X2 hoặc O2: 2 2 2 12 2 2 2 2 Cl Cl e hay OH O H O e− −→ ↑ + → ↑ + + Nếu anion là ....;; 24 2 43 −−− POSONO thì lúc này nước sẽ bị oxi hóa cho ra O2 và H+ eHOOH 22 2 1 22 ++↑→ + Dạng 2: Trường hợp có nhiều cation có thể bị khử bên catot Các cation ion bị khử theo thứ tự tính oxi hóa giảm dần, ion bên phải (có tính oxi hóa mạnh nhất) bị khử trước rồi ñến ion bên trái trong dãy ñiện hóa của kim loại. Dạng 3: Trường hợp có nhiều anion bị oxi hóa bên anot: Chất có tính khử mạnh nhất sẽ bị oxi hóa trước. Dạng 4: Dùng công thức Faraday tính khối lượng các chất thoát ra ở các ñiện cực: n AIt m 96500 = Bài tập vận dụng: ðiện phân có màng ngăn ñiện cực trơ 100ml dung dịch MgCl2 0,5M với cường ñộ dòng ñiện I = 0,1A với thời gian 9650s. Tính nồng ñộ mol/l dung dịch muối sau phản ứng. Ta có: molnMgCl 015,015,01,02 =×= 2 2 2 0.1 9650 0,010,01 0,005 96500 2 96500 2H H AIt m g n mol n × × = = = ⇒ = = × - 33 - Phản ứng: 005,0005,0 )()(2 22222 mol dpddHClOHMgOHMgCl ↑+↑+↓→+ Số mol MgCl2 dư = 0,015 – 0,005 = 0,01mol ; Vậy: MC MgClM 1,01,0 01,0 )( 2 == II.5.6. Kim loại phản ứng với dung dịch muối. Dạng 1: Một kim loại ñẩy một ion kim loại khác. ðiều kiện ñể kim loại X ñẩy kim loại Y ra khỏi dung dịch muối của Y - X phải ñứng trước Y trong dãy ñiện hóa. - Muối của kim loại Y phải tan trong nước. Dạng 2: Cho một kim loại X vào dung dịch chứa hai muối của hai kim loại Yn+, và Zm+. - ðể ñơn giản trong tính toán, ta chỉ xét trường hợp X ñứng trước Y và Z, nghĩa là khử ñược cả hai ion Yn+, và Zm+(Y ñứng trước Z) - Do Zm+có tính oxi hóa mạnh hơn Yn+ nên X phản ứng với Zm+ trước: ↓+→+ ++ qZmXqZmX qm (1) q là hóa trị của X. Nếu sau phản ứng (1) còn dư X thì có phản ứng: ↓+→+ ++ qYnXqYnX qn (2) Vậy, các trường hợp xảy ra sau khi phản ứng kết thúc: + Nếu dung dịch chứa 3 ion kim loại (Xq+;Yn+; Zm+) thì không có phản ứng (2) xảy ra, tức là kim loại X hết và ion Zm+ còn dư: + Nếu dung dịch chứa hai ion kim loại (Xq+;Yn+) thì phản ứng (1) xảy ra xong (tức hết Zm+ ), phản ứng (2) xảy ra chưa xong (dư Yn+) tức X hết. Bài tập áp dụng: Cho 0,387 gam hổn hợp (A) gồm Zn và Cu vào dung dịch có chứa 0,005 mol Ag2SO4, khuấy ñiều, tới phản ứng hoàn toàn thu ñược 1,144gam chất rắn. Tính khối lượng mỗi kim loại. Lời giải Phản ứng: ↓+=+ ↓+=+ AgCuSOSOAgCu AgZnSOSOAgZn 2 2 442 442 - Vì tổng số mol Zn và Cu nằm trong giới hạn. - 34 - 0,387 0,387 0,0059 0,00604 65 64hh hh n n< < → < < → hhn lớn hơn 0,005mol, chứng tỏ Ag2SO4 hết. - Giả sử Zn phản ứng một phần, Cu chưa tham gia phản ứng.Gọi số mol Zn ban ñầu là x, số mol Zn phản ứng là x’. Gọi số mol Cu ban ñầu là y. ⇒ Khối lượng thanh kim loại tăng. 108.2x’ – 65.x’ = 1,144 – 0,387 = 0,757 (g) ⇔ 151x’ = 0,757 ⇔ x’ = 0,00501 Số mol này lớ hơn 0,005mol, ñiều này không phù hợp với ñề bài, do ñó Zn phản ứng hết và x = x’. - Zn phản ứng hết, Cu tham gia phản ứng một phần.Gọi số mol Cu tham gia phản ứng là y. Ta có phương trình khối lượng kim loại tăng 108.2x – 65x + 108.2y – 64.y = 0,757 (1). Giải phương trình (1) kết hợp với phương trình: x + y = 0,005 .Ta có:    = = 002,0 003,0 y x : Vậy mZn = 0,003. 65 = 0,195 (gam) mCu = 0,387 – 0,195 = 0,192 (gam) II.5.7. Kim loại tác dụng với dung dịch axit. II.5.7.1.Tác nhân oxi hóa là ion H+ trong axit. Các axit HCl, H2SO4 loãng,…anion gốc axit của chúng không có tính oxi hóa. )1(2 2 ↑+→+ ++ HnMnHM n Chú ý: Phản ứng (1) xảy ra khi kim loại M ñứng trước hiñro trong dãy hoạt ñộng hóa học của kim loại. II.5.7.2. Tác nhân oxi hóa là anion gốc axit. Anion của các axit (HNO3, H2SO4(ñặc, nóng)…) oxi hóa kim loại chứ không phải H+ là tác nhân oxi hóa nên khí tạo thành không phải là khí hiñro, mà là sản phẩm khử của anion. - H2SO4(ñặc, nóng) có thể bị khử cho ra: SO2, S, H2S - HNO3 có thể bị khử cho ra : NO2, NO, N2, N2O, NH4NO3 - 35 - II.5.7.3. Bài tập vận dụng. Bài tập: Hòa tan 62,1gam kim loại M trong HNO3 loãng, cho 16,8 lít hỗn hợp khí X (ñktc) gồm hai khí không màu, không hóa nâu ngoài không khí. Có tỉ khối hơi so với khi H2 là 17,2. Xác ñịnh tên M? Tính thể tích dung dịch HNO32M, biết axit dùng dư 25% so với lượng cần thiết. Lời giải Hai khí không màu do HNO3 loãng sinh ra là N2 và N2O. Gọi x,y lần lược là số mol của N2 và N2O. Theo ñề bài ta có:       ==+ =×= + + 75,0 4,22 8,16 4,3422,174428 yx yx yx    =+ =+ ⇒ 75,0 8,254428 yx yx    = = ⇒ 3,0 45,0 y x Phản ứng: 10M + 12xHNO3 = 10M(NO3)x + xN2 + 6xH2O Mol 4,5/x 5,4 0,45 8M + 10xHNO3 = 8M(NO3)x + xN2O + 5xH2O Mol 2,4/x 3 0,3 x x M 969 1,62 ==⇒ nghiệm hợp lí là: x = 3, M = 27: Nhôm (Al) Số mol HNO3 dùng dư: 8,4 .25% = 2,1mol ⇒ tổng số mol HNO3 : 8,4 +2,1 = 10,5 mol Vậy thể tích dung dịch HNO3 = )(25,52 5,10 l= - 36 - CHƯƠNG III. MỘT SỐ KẾT QUẢ BAN ðẦU III.1.Thực trạng nắm vững khái niệm ðiện Hóa Học ở trường Trung Học Phổ Thông III.1.1. ðiều Tra Thực Trạng Chúng tôi ñả tiến hành ñiều tra ở 1 khối lớp gồm 2 lớp 12 nâng cao 12A1 ,12A3 và 2 lớp 12 ban cơ bản gồm 12C1 ,12C2. Ở trường THPT Lai Vung II. III.1.1.1. Mục ðích. ðánh giá chất lượng nắm kiến thức ñiện hóa học của học sinh phổ thông ở khối lớp 12. III.1.1.2. Tiến Hành. 1. Lớp 12 nâng cao. Chúng tôi ñã phát phiếu ñiều tra ñể xem xét tình hình nắm kiến thức phần ñiện hóa học của học sinh các lớp 12A1 ,12A3 trường THPT Lai Vung II. Số lượng phiếu phát ra: 87 phiếu, thu về 87 phiếu, phiếu gồm 10 câu hỏi trắc nghiệm, mổi câu có nhiều ý kiến ñể lựa chọn. a. Kết Quả. Sau khi thống kê số liệu, kết quả thu ñược như sau.( Xem phụ lục 2) Ngoài xử lí kết quả từng câu một, chúng tôi còn cho ñiểm từng bài một.Cách cho ñiểm như sau: Bài gồm 10 câu hỏi trắc nghiệm → 10 ñiểm. Mổi câu ñúng ñược 1 ñiểm. Sau ñây là kết quả từng lớp. Xi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 fXi 0 0 2 0 1 2 3 8 15 9 2 12A1 % 0 0 4,76 0 2,4 4,76 7,14 19,05 35,7 21,43 4,76 fXi 0 0 0 0 1 3 8 10 11 10 2 12A3 % 0 0 0 0 2,22 6,67 17,78 22,22 24,44 22,22 4,45 - 37 - Trong ñó: Xi là ñiểm số. fXi là số lần xuất hiện của ñiểm số. Biểu ñồ thể hiện tỉ lệ học sinh ñạt các mức ñiểm từ 1 - 10 của học sinh hai lớp 12A1 và 12A3 0 10 20 30 40 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ðiểm % Tỉ lệ % học sinh ñạt ñiểm lớp 12A1 Tỉ lệ % học sinh ñạt ñiểm lớp 12A3 Hình III.1. Biểu diễn tỉ lệ học sinh ñạt ñiểm của hai lớp 12A1 và 12A3 Sau khi thống kê kết quả, tỉ lệ xếp loại như sau: - Loại yếu : (0 → 4) : 4,59% - Loại trung bình : (5 → 6) : 18,39% - Loại khá : (7→ 8) : 50,57% - Loại giỏi : (9 → 10) : 26,45% Biểu diễn các kết quả dưới dạng biểu ñồ. Biểu ñồ thể hiện tỉ lệ xếp loại học lực của hai lớp 12A1 và 12A3 4.59 18.39 50.57 26.45 Loại yếu Trung bình Loại khá Loại giỏi Hình III.2. Tỉ lệ xếp loại học lực của hai lớp 12A1 và 12A3 b. Nhận xét Sau khi chấm ñiểm từng câu, từng bài và thống kê các số liệu, chúng tôi nhận thấy ña số học sinh lớp 12 ban nâng cao nắm ñược một số kiến thức cơ bản về vấn ñề ñiện hóa học. Tuy nhiên phần lớn các em chưa nắm sâu kiến thức. Tỉ lệ học sinh loại giỏi chỉ - 38 - chiếm 26,44%. Bên cạnh ñó vẫn còn một số học sinh mất căn bản về phần kiến thức này. Tỉ lệ học sinh loại yếu chiếm 9,84% Qua thống thống kê kết quả từng câu hỏi chúng tôi rút ra những nhận xét sau : - Học sinh trả lời khá tốt các câu 1(93,1%) ; câu 2 (88,5%); câu 5 (93,1%); câu 7 (77%); câu 9 (91,95%); câu 10 (94,25%) là các câu hỏi liên quan ñến phản ứng oxi hóa – khử, dãy hoạt ñộng hóa học của kim loại, thế của pin.Tuy nhiên vẫn còn một số học sinh chưa nắm vững kiến thức cơ bản này, số học sinh trả lời sai các câu 7, câu 9 từ (10% - 20%). - Các câu 4, câu 6, câu 8, học sinh chỉ trả lời ñược ở mức trên trung bình (50% - 70%). Như vậy vẫn còn trên 30% học sinh trả lời sai, do các em chưa nắm vững kiến thức về ñiện phân, ăn mòn kim loại và thế của pin. - Khi vận dụng lí thuyết ñiện hóa vào việc giải các bài tập tập thì ña số học sinh làm khá tốt, tuy nhiên một số ít học sinh vẫn còn tỏ ra lúng túng. 2. Lớp 12 Ban Cơ Bản. Chúng tôi cũng ñã phát phiếu ñiều tra kiến thức về ñiện hóa học dành riêng cho học sinh lớp 12 ban cơ bản. Phiếu ñiều tra ñược phát cho 2 lớp 12C1 và 12C2. trường THPT Lai Vung II. Số lượng phiếu phát ra là: 78 phiếu, thu về 78 phiếu, gồm 10 câu hỏi trắc nghiệm, mỗi câu có nhiều ý kiến lựa chọn. a. Kết quả. Sau khi thống kê số liệu kết quả như sau . (Xem phụ lục 3) Ngoài xử lí kết quả từng câu một, chúng tôi còn cho ñiểm từng bài một, cách cho ñiểm như sau: Bài 10 câu hỏi trắc nghiệm → 10 ñiểm. Mỗi câu ñúng ñược 1 ñiểm. Sau ñây là kết quả từng lớp: - 39 - Xi 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 fXi 0 0 5 5 6 8 9 4 2 12C1 % 0 0 12,82 12,82 15,38 20,51 23,08 10,26 5,13 fXi 0 0 0 6 11 13 4 2 1 2 12C2 % 0 0 0 15,38 28,21 33,33 10,26 5,13 2,56 5,13 Trong ñó: Xi là ñiểm số. fXi là số lần xuất hiện của ñiểm số. Biểu diễn các kết quả dưới dạng biểu ñồ. Hình III.3. Biểu diễn tỉ lệ học sinh ñạt ñiểm của hai lớp 12C1 và 12C2 Sau khi thống kê kết quả, tỉ lệ xếp loại như sau : - Loại yếu : (0 → 4) : 42,31% - Loại trung bình : (5 → 6) : 43,59% - Loại khá : (7→ 8) : 11,54% - Loại giỏi : (9 → 10) : 2,56% Biểu diễn các kết quả dưới dạng biểu ñồ - 40 - Biểu ñồ thể hiện tỉ lệ xếp loại học lực của hai lớp 12C1 và 12C2 42.31 43.59 11.54 2.56 Loại yếu Trung bình Loại khá Loại giỏi Hình III.4. Tỉ lệ xếp loại học lực của hai lớp 12C1 và 12C2 b. Nhận Xét. Sau khi xử lí tương tự như lớp 12 ban nâng cao chúng tôi nhận thấy học sinh lớp 12 ban cơ bản của trường nắm kiến thức về ñiện hóa học chưa vững, tỉ lệ học sinh loại yếu chiếm tới 43,31%, còn tỉ lệ học sinh ñạt loại khá 11,54%, giỏi 2,56%. - Các câu học sinh trả lời tương ñối tốt là Câu 1(87,18%), Câu 2 (83,33%), Câu 4 (50%), Câu 6 (73,08%), Câu 8 (52,56%) là những câu có liên quan ñến các vấn ñề như: Phản ứng oxi hóa khử, dãy ñiện hóa, ăn mòn kim loại, ñiều là những phần kiến thức các em vừa học. - ða số học sinh trả lời chưa tốt cá