Sáng kiến kinh nghiệm Một số giải pháp giúp học sinh lớp 9 ở trường Phổ thông Dân tộc Nội trú Hà Tiên thực hiện tốt các bài toán nhận biết các chất

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc MÔ TẢ SÁNG KIẾN Mã số (do Thường trực Hội đồng ghi): . 1. Tên sáng kiến: Một số giải pháp giúp học sinh lớp 9 ở trường Phổ thông Dân tộc Nội trú Hà Tiên thực hiện tốt các bài toán nhận biết các chất. 2. Lĩnh vực áp dụng sáng kiến: Phương pháp giảng dạy 3. Mô tả bản chất của sáng kiến: 3.1. Tình trạng giải pháp đã biết: Đa số các em học khi thường thực hiện yếu các bài tập dạng nhận biết các dung dịch, các chất khí chất mất nhãn. Trong những năm qua, bản thân cũng có những giải pháp để giúp các em thực hiện dạng bài tập trên nhưng hiệu quả đem lại chưa cao do những điều kiện khách quan sau: 3.1.1. Ưu điểm: - Giáo viên được đào tạo chính quy đúng chuyên ngành Hóa học, có kinh nghiệm trong giảng dạy. - Học sinh ở nội trú, học hai buổi / ngày có nhiều điều kiện và thời gian học tập và nghiên cứu bài trước. - Số học sinh khá, giỏi thực hiện tương đối tốt các dạng bài tập. 3.1.2. Hạn chế: - Giáo viên xây dựng hệ thống lý thuyết chưa cụ thể trong việc giúp học sinh tiếp cận và thực hiện các dạng bài tập. - Học sinh khó hình dung ra sự biến đổi của các chất trong quá trình nhận biết các chất. - Giáo viên chưa có nhiều sự phối hợp giữa sử dụng phương pháp thực hành thí nghiệm và phương pháp lý thuyết để hỗn trợ cho học sinh trong quá trình giải bài tập. - Chưa phát huy tốt tư duy logic cho học sinh trong việc xử lý dữ liệu bài toán và phối hợp những kiến thức đã biết với những kiến thức mới. - Học sinh chưa nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản và những phản ứng đặc trưng trong hóa học hoặc một số tính chất vật lý cần thiết, những biến đổi của các chất thử sau khi tiết hành cho phản ứng để nhận biết. 3.2. Nội dung giải pháp đề nghị công nhận là sáng kiến: 3.2.1. Mục đích của giải pháp: - Giúp học sinh nắm vững được sự biến đổi của các chất khi cho các thuốc thử vào để phản ứng trong quá trình nhận biết hoặc tách các chất. - Xây dựng hệ thống lý thuyết cụ thể, rõ ràng, có tính thực tiễn cao trong việc giúp học sinh tiếp cận và thực hiện các dạng bài tập. - Cần phối hợp chặt chẽ giữa kiến thức lý thuyết và kiến thức thực hành, để học sinh quan sát các biến đổi chất trong các thí nghiệm từ đó rút ra được sự khác biệt trong quá trình nhận biết. - Giúp học sinh tạo sự logic giữa các kiến thức cũ với kiến thức mới để huy động được khối lượng kiến thức lớn vào việc giải bài tập. - Tăng cường bồi dưỡng lý thuyết về những phản ứng đặc trưng trong hóa học cùng những kiến thức cần thiết, để tìm ra sự khác biệt, từ đó giúp học sinh nhận biết chất. 3.2.2. Nội dung giải pháp Dạng bài tập nhận biết các chất là cơ bản giúp học sinh nắm vững hệ thống các kiến thức lý thuyết kết hợp với thực hành thí nghiệm từ đó hình thành kỹ năng giải bài tập cho học sinh. Để giúp học sinh dễ dàng thực hiện các bài tập một cách hiểu quả, tôi tiến hành các biện pháp sau: 3.2.2.1. Hệ thống kiến thức lý thuyết. Giúp cho học sinh nắm chắc các kiến thức cơ bản về màu sắc các chất và sự biến đổi màu sắc các chất thử, chất phản ứng. Nắm vững các phản ứng đặc trưng, sự kết tủa tạo màu, mất màu của phản ứng, sự thu nhiệt, tỏa nhiệt(có phụ lục đính kèm) 3.2.2.2. Phân dạng bài tập cho học sinh. Đây là bước làm quan trọng trong việc hướng dẫn cho học hinh thực hiện, nếu học sinh không thực hiện được bước này thì học sinh không định hướng được cách giải. Do vậy tôi tiến hành phân ra cho học sinh cacc1 dạng sau để các em dễ dàng phân biệt và đưa ra cách thực hiện cụ thể. * Nhận biết các chất dựa vào tính chất vật lý. - Loại bài tập này học sinh có thể dựa vào tính chất vật lý khác nhau của các chất cần nhận biết như: màu sắc, mùi vị, khối lượng riêng, tính tan trong nước, trong dung dịch ... - Dựa vào các tính chất đặc trưng của các chất như: O2 làm tàn que đóm bùng cháy, CO2 không cháy, sắt bị nam châm hút, khí NH3 có mùi khai, khí H2S có mùi trứng thối,... Ví dụ khi giải bài tập sau đây: Dựa vào tính chất vật lý hãy phân biệt 2 chất bột: AgCl và AgNO3. Tối tiến hành cho học sinh thực hiện các bước sau: + Lấy một ít mỗi chất trên làm mẫu thử cho vào 2 ống nghiệm riêng biệt. + Cho nước vào 2 mẫu thử trên, chất bột nào tan trong nước là AgNO3, chất nào không tan trong nước là AgCl. * Nhận biết các chất dựa vào tính chất hóa học. Dạng 1: Nhận biết bằng thuốc thử tùy chọn. Nhận biết các chất rắn: Với dạng bài tập này thông thường cho các chất rắn hòa tan vào nước, hoặc dung dịch axit, hoặc dung dịch bazơ sau đó tiến hành các bước nhận biết sản phẩm thu được. Có thể nhận biết qua việc những chất đó tan hoặc không tan trong nước, phản ứng hay không phản ứng với các chất thử. Ví dụ: Bằng phương pháp hóa học hãy phân biệt các chất rắn sau: a. CaO và CaCO3 b. Al, Fe và Ag Cách tiến hành giải: a. Trích 2 mẫu thử vào 2 ống nghiệm, dùng nước nhỏ vào hai ống, lắc đều ống nào tan trong nước tỏa nhiệt là CaO, ông không tan trong nước là CaCO3 CaO + H2O Ca(OH)2 b. Trích 3 mẫu vào 3 ống nghiệm khác nhau. - Dùng dung dịch NaOH nhỏ vào 3 ống nghiệm, ống nào có khí thoát ra, ống nghiệm đó chứa kim loại nhôm (Al). 2Al + 2NaOH + 2H2O 2NaAlO2 + 3H2 - Hai ống nghiệm còn lại dung dung dịch HCl hoặc H2SO4 loãng nhỏ vào ống có khí thoát ra là sắt (Fe). Ống còn lại không có hiện tượng gì là bạc (Ag) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 Nhận biết các chất khí: Với dạng bài tập này, tôi thường hưỡng dẫn các em nhận biết các khí đó bằng cách dùng giấy quỳ tím ẩm, hoặc dẫn các khí vào thuốc thử để nhận biết. Ví dụ: Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết các khí sau: a. HCl và O2 b. CH4 và C2H4. Cách tiến hành giải: a. Dùng quỳ tím ẩm cho vào hai lọ khí, lọ nào làm quỳ tím ẩm hóa đỏ là HCl, lọ còn lại làm quỳ tím ẩm không đổi màu là O2. b. Dẫn lần lượt hai chất khí qua dung dịch nước Br2, chất nào làm mất màu dung Br2 chất đó là C2H4, chất không làm mất màu dung dịch Br2 chất đó là CH4. C2H4 + Br2 C2H4Br2 Nhận biết các chất trong dung dịch: Với dạng bài tập này, tôi thường hưỡng dẫn các em trích các mẫu chất ra ống nghiệm sau đó cho vào thuốc thử vào để nhận biết. Ví dụ: Phân biệt 3 dung dịch trong suốt không mảu bị mất nhãn chứa các dung dịch sau: HCl, H2SO4 và NaOH. Cách tiến hành giải: Lấy 3 chất trên, mỗi chất một ít để làm mẫu thử cho vào 3 ống nghiệm riêng biệt: Dùng quỳ tím cho vào 3 ống nghiệm: Mẫu thử nào làm quỳ tím chuyển sang màu xanh đó là: NaOH. Còn lại 2 mẫu thử làm quỳ tím chuyển sang màu đỏ đó là: HCl, H2SO4. Dùng dung dịch BaCl2 cho vào hai mẫu thử còn lại, mẫu nào tại kết tủa trắng lọ đó là H2SO4, lọ còn lại không phản ứng là HCl. Cách này giáo viên cũng có thể hướng dẫn học sinh cách nhận biết bằng sơ đồ như sau: NaOH Xanh HCl quỳ tím Đỏ H2SO4 Đỏ H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl Dạng 2: Nhận biết bằng thuốc thử quy định. - Với dạng bài tập này là tương đối khó với những học sinh ở mức độ trung bình. Trong trường hợp này đề bài không cho dùng nhiều thuốc thử mà chỉ dùng thuốc thử theo quy định. - Để giải quyết được dạng bài tập này, trước tiên đòi hỏi người giáo viên hướng cho học sinh biết tư duy, xâu chuỗi những chất cần nhận biết với thuốc thử, phải xác định thuốc thử có thể nhận biết được nào đó trong số các chất cần nhận biết. Từ đó sử dụng chất nhận biết ban đầu được làm thuốc thử để nhận biết các chất tiếp theo. Ví dụ: Chỉ dùng quỳ tím, hãy nhận biết các lọ đựng hóa chất mất nhãn, không màu chứa các dung dịch sau: H2SO4, Na2SO4, BaCl2, NaCl. Cách tiến hành giải: Ở ví dụ này, tôi tiến hành hướng dẫn học sinh thực hiện như sau: + Trích 4 mẫu chất ra 4 ống nghiệm có đánh số 1,2,3,4 tương ứng với các lọ hóa chất mất nhãn. + Dùng quỳ tím nhúng vào 4 ống nghiệm đã được đánh số tương ứng, lọ nào là quỳ tím hóa đỏ là H2SO4, 3 lọ còn lại không có hiện tượng gì là: Na2SO4, BaCl2, NaCl. + Dùng H2SO4 vừa nhận biết được nhỏ vào 3 ống nghiệm còn lại kết quả thu được như sau: Na2SO4 BaCl2 NaCl H2SO4 Không phản ứng Kết tủa trắng Không phản ứng + Nhận biết được BaCl2, dùng BaCl2 nhỏ vào 2 ống nghiệm còn lại, chất nào tạo kết tủa trắng là Na2SO4 và chất còn lại không phản ứng là NaCl. + Các phương trình phản ứng xảy ra: H2SO4 + BaCl2 BaSO4 + 2HCl BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + 2NaCl Ngoài ra, ở dạng nào cũng có kiểu bài tập đề bài không cho chất thử cụ thể mà yêu cầu học sinh tự chọn một thuốc thử duy nhất từ đó xác định các lọ mất nhãn theo yêu cầu. Ví dụ: Chỉ dùng một kim loại duy nhất. Bằng phương pháp hóa học hãy nhận biết các lọ dung dịch mất nhãn sau: Na2SO4, Na2CO3, HCl, Ba(NO3)2 Cách tiến hành giải: Đối với bài này, tôi hướng dẫn cho học sinh sử dụng kim loại Ba để dùng làm thuốc thử để nhận biết dung dịch HCl. + Trích 4 mẫu thử ra ống nghiệm có đánh số 1,2,3,4 tương ứng với các lọ hóa chất mất nhãn. + Dùng Ba cho vào lần lượt 4 ống nghiệm trên. Lọ nào phản ứng có khí thoát ra, lọ đó là HCl. Ba + 2HCl BaCl2 + H2 + Dùng dung dịch HCl mới nhận biết được nhỏ vào 3 ống nghiệm còn lại là Na2SO4, Na2CO3, Ba(NO3)2, ống nghiệm nào có khí thoát ra là Na2CO3, hai ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì là Na2SO4, Ba(NO3)2. + Lấy sản phẩm thu được BaCl2 ở trên nhỏ vào 2 ống nghiệm còn lại Na2SO4, Ba(NO3)2, ống nào xuất hiện kết tủa trắng là Na2SO4, ống nghiệm còn lại không có hiện tượng gì là Ba(NO3)2. Dạng 3: Nhận biết không có thuốc thử khác. - Trường hợp này, giáo viên hướng dẫn cho học sinh bắt buộc phải lấy các chất cho phản ứng với nhau, sau đó tiến hành quan sát kết quả để tiến hành nhận biết. - Để tiện so sánh kết quả, ta nên kẻ bảng phản ứng. Khi ấy ứng với mỗi lọ sẽ có những hiện tượng phản ứng khác nhau. Đây chính là cơ sở để phân biệt từng lọ. Ví dụ: Không dùng thêm thuốc thử nào khác, hãy nhận biết các ống nghiệm mất nhãn đựng các dung dịch: MgCl2, BaCl2, H2SO4, K2CO3. Cách tiến hành giải: Tiến hành kẻ bảng so sánh như sau: MgCl2 BaCl2 H2SO4 K2CO3 MgCl2 0 0 x x BaCl2 0 0 x x H2SO4 0 x 0 x K2CO3 x x x 0 Ta tiến hành nhỏ lần lượt mỗi lọ vào 3 lọ còn lại, kết quả như sau: + Xuất hiện một kết tủa trắng lọ đem nhỏ vào các lọ còn lại là MgCl2. MgCl2 + K2CO3 MgCO3 + 2KCl + Xuất hiện hai kết tủa trắng, lọ đem nhỏ vào các lọ còn lại là BaCl2 BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + HCl BaCl2 + K2CO3 BaCO3 + 2KCl + Cặp chất nào có khí thoát ra thì đó là K2CO3 và H2SO4 K2CO3 + H2SO4 K2SO4 + CO2 + H2O + Dùng BaCl2 vừa nhận biết ở trên cho vào K2CO3 và H2SO4 xuất hiện kết tủa trắng là: H2SO4, lọ còn lại không có hiện tượng gì là: K2CO3 BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl 3.3. Khả năng áp dụng của giải pháp Giải pháp này được áp dụng cho đối tượng học sinh lớp 9 tại trường Phổ thông Dân tộc Nội trú Hà Tiên và có thể áp dụng rộng rãi tại các trường THCS trong địa bàn tỉnh Kiên Giang. 3.4. Hiệu quả, lợi ích thu được hoặc dự kiến có thể thu được do áp dụng giải pháp Với những giải pháp trên bản thân tôi đã áp dụng vào học kỳ II năm học 2016 – 2017, và đem so sánh với cùng kỳ năm học trước tôi nhận thấy học sinh đạt điểm khá, giỏi trong các tiết kiểm tra cao hơn, điểm yếu kém giảm xuống rõ rệt. Bảng số liệu thống kê số điểm kiểm chuyên đề bài toán nhận biết các chất môn hóa học lớp 9 trong học kỳ II hai năm liền kề như sau: Điểm Năm học 8 - 10 6,5 – 7, 9 5 – 6,4 <5 HKII 2016–2017 (Chưa áp dụng) 9.09% 36.36% 43.64% 10.91% HKII 2017–2018 (Áp dụng) 15.87% 39.68% 39.68% 4.76% 3.5. Tài liệu kèm theo gồm: Phụ lục: 01(bản) Kiên Giang, ngày.tháng. năm. Người mô tả (Ký và ghi rõ họ tên) I. Nhận biết các chất trong dung dịch. Hoá chất Thuốc thử Hiện tượng Phương trình minh hoạ - Axit - Bazơ kiềm Quỳ tím - Quỳ tím hoá đỏ - Quỳ tím hoá xanh Gốc nitrat (-NO3) Cu Tạo khí không màu, để ngoài không khí hoá nâu 8HNO3 + 3Cu 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (không màu) 2NO + O2 2NO2 (màu nâu) Gốc sunfat (-SO4) BaCl2 Tạo kết tủa trắng không tan trong axit H2SO4 + BaCl2 BaSO4+ 2HCl Na2SO4 + BaCl2 BaSO4+ 2NaCl Gốc sunfit (-SO3) - BaCl2 - Axit - Tạo kết tủa trắng không tan trong axit. - Tạo khí không màu, mi hắc Na2SO3 + BaCl2 BaSO3+ 2NaCl Na2SO3 + HCl BaCl2 + SO2 + H2O Gốc cacbonat (-CO3) Axit, BaCl2, AgNO3 Tạo khí không màu, tạo kết tủa trắng. CaCO3 +2HCl CaCl2 + CO2 + H2O Na2CO3 + BaCl2 BaCO3 + 2NaCl Na2CO3 + 2AgNO3 Ag2CO3 + 2NaNO3 Gốc photphat (-PO4) AgNO3 Tạo kết tủa màu vàng Na3PO4 + 3AgNO3 Ag3PO4 + 3NaNO3 (màu vàng) Gốc clorua (-Cl) AgNO3, Pb(NO3)2 Tạo kết tủa trắng HCl + AgNO3 AgCl + HNO3 2NaCl + Pb(NO3)2 PbCl2 + 2NaNO3 Muối sunfua (-S) Axit, Pb(NO3)2 Tạo khí mùi trứng thối (ung). Tạo kết tủa đen. Na2S + 2HCl 2NaCl + H2S Na2S + Pb(NO3)2 PbS+ 2NaNO3 Muối sắt (II) Tạo kết tủa trắng xanh, sau đó bị hoá nâu ngoài không khí. FeCl2 + 2NaOH Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 Muốisắt (III) Tạo kết tủa màu nâu đỏ FeCl3 + 3NaOH Fe(OH)3 + 3NaCl Muối magie Tạo kết tủa trắng MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 + 2NaCl Muối đồng Tạo kết tủa xanh lam Cu(NO3)2 +2NaOH Cu(OH)2 + 2NaNO3 Muối nhôm Tạo kết tủa trắng, tan trong NaOH dư AlCl3 + 3NaOH Al(OH)3 + 3NaCl Al(OH)3 + NaOH (dư) NaAlO2 + 2H2O II. Nhận biết các khí vô cơ. Khí SO2 Ca(OH)2, Dd nước brom Làm đục nước vôi trong. Mất màu vàng nâu của dd nước brơm SO2 + Ca(OH)2 CaSO3 + H2O SO2 + 2H2O + Br2 H2SO4 + 2HBr Khí CO2 Ca(OH)2 Làm đục nước vôi trong CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O Khí N2 Que diêm đỏ Que diêm tắt Khí NH3 Quỳ tím ẩm Quỳ tím ẩm hoá xanh Khí CO CuO (đen) Chuyển CuO (đen) thành đỏ. CO + CuO Cu + CO2 (đen) (đỏ) Khí HCl - Quỳ tím ẩm ướt - AgNO3 - Quỳ tím ẩm ướt hoá đỏ - Tạo kết tủa trắng HCl + AgNO3 AgCl+ HNO3 Khí H2S Pb(NO3)2 Tạo kết tủa đen H2S + Pb(NO3)2 PbS+ 2HNO3 Khí Cl2 Giấy tẩm hồ tinh bột Làm xanh giấy tẩm hồ tinh bột Axit HNO3 Bột Cu Có khí màu nâu xuất hiện 4HNO3 + Cu Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O