SKKN Phân tích và khắc phục những sai lầm thường gặp của học sinh khi giải bài tập nhôm và hợp chất của nhôm
Trong quá trình giảng dạy học sinh ôn thi THPT quốc gia tôi thấy một trong những dạng bài tập vô cơ thường gặp đó là các bài tập về nhôm và hợp chất của nhôm. Khi làm dạng bài tập này học sinh hay mắc phải những sai lầm như không viết đủ phương trình phản ứng, xét thiếu các trường hợp, kết hợp không cẩn thận trong tính toán dẫn đến những cách làm sai, mà hướng giải sai đó lại dẫn đến một trong các đáp án sai trong đề bài, người ta thường gọi là đáp án nhiễu.
Đã có một số sách tham khảo nghiên cứu về những sai lầm của học sinh
trong quá trình giải bài tập hóa học ở trường THPT. Tuy nhiên, các tác giả mới chỉ phân tích những sai lầm của học sinh trong quá trình giải bài tập hóa học một cách tổng quát mà chưa thấy tác giả nào đi sâu vào việc tìm ra lỗi sai và tìm ra biện pháp khắc phục những sai lầm đó cho các dạng bài tập cụ thể về nhôm. Vì vậy tôi chọn đề tài: "Phân tích và khắc phục những sai lầm thường gặp của học sinh khi giải bài tập nhôm và hợp chất của nhôm" giúp các em học sinh kịp thời nhận ra sai lầm của mình và có hướng giải đúng khi gặp các bài tập tương tự, đồng thời nâng cao chất lượng thi THPT Quốc Gia.
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM PHÂN TÍCH VÀ KHẮC PHỤC NHỮNG SAI LẦM THƯỜNG GẶP CỦA HỌC SINH KHI GIẢI BÀI TẬP NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM Người thực hiện: Hà Thị Hồng Chức vụ: Giáo viên SKKN thuộc lĩnh vực: Hoá học THANH HOÁ NĂM 2019 MỤC LỤC Mục Nội dung Trang 1 Mở đầu 2 1.1 Lí do chọn đề tài 2 1.2 Mục đích nghiên cứu 2 1.3 Đối tượng nghiên cứu 2 1.4 Phương pháp nghiên cứu 2 2 Nội dung của sáng kiến kinh nghiệm 3 2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 3 2.1.1 Quan điểm về sai lầm 3 2.1.2 Hậu quả của việc không xác định và khắc phục sai lầm cho học sinh 3 2.1.3 Phân tích cách ra đáp án nhiễu trong đề thi trắc nghiệm 3 2.1.4 Cơ sở lí thuyết kim loại nhôm 3 2.1.5 Cơ sở lý thuyết hợp chất của nhôm 6 2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 7 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 7 2.3.1 Phân tích một số hướng giải bài tập của học sinh dẫn đến kết quả sai 7 2.3.2 Xây dựng một số bài tập nhôm và hợp chất của nhôm, xây dựng đáp án trắc nghiệm dựa trên những hướng làm sai của học sinh 13 2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường. 17 3 Kết luận, kiến nghị 18 3.1 Kết luận 18 3.2 Kiến nghị 18 Tài liệu tham khảo 19 Danh mục đề tài đã đạt giải cấp Sở GD&ĐT 20 1. MỞ ĐẦU: 1.1. Lí do chọn đề tài: Trong quá trình giảng dạy học sinh ôn thi THPT quốc gia tôi thấy một trong những dạng bài tập vô cơ thường gặp đó là các bài tập về nhôm và hợp chất của nhôm. Khi làm dạng bài tập này học sinh hay mắc phải những sai lầm như không viết đủ phương trình phản ứng, xét thiếu các trường hợp, kết hợp không cẩn thận trong tính toán dẫn đến những cách làm sai, mà hướng giải sai đó lại dẫn đến một trong các đáp án sai trong đề bài, người ta thường gọi là đáp án nhiễu. Đã có một số sách tham khảo nghiên cứu về những sai lầm của học sinh trong quá trình giải bài tập hóa học ở trường THPT. Tuy nhiên, các tác giả mới chỉ phân tích những sai lầm của học sinh trong quá trình giải bài tập hóa học một cách tổng quát mà chưa thấy tác giả nào đi sâu vào việc tìm ra lỗi sai và tìm ra biện pháp khắc phục những sai lầm đó cho các dạng bài tập cụ thể về nhôm. Vì vậy tôi chọn đề tài: "Phân tích và khắc phục những sai lầm thường gặp của học sinh khi giải bài tập nhôm và hợp chất của nhôm" giúp các em học sinh kịp thời nhận ra sai lầm của mình và có hướng giải đúng khi gặp các bài tập tương tự, đồng thời nâng cao chất lượng thi THPT Quốc Gia. 1.2. Mục đích nghiên cứu: - Nghiên cứu, phân tích những sai lầm của học sinh trong quá trình giải bài tập hóa học về nhôm và hợp chất của nhôm THPT, trên cơ sở đó tìm cách khắc phục những sai sầm. - Làm tài liệu chuyên môn áp dụng giảng dạy cho học sinh, đặc biệt là trong công tác ôn thi THPT quốc gia 1.3. Đối tượng nghiên cứu: - Những hướng giải sai của học sinh và một số kĩ thuật khắc phục những lỗi sai đó khi làm bài tập phần nhôm và hợp chất của nhôm. 1.4. Phương pháp nghiên cứu: - Vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như: điều tra cơ bản, kiểm tra bằng phiếu trắc nghiệm, dùng phiếu học tập (bài tập điền khuyết, bài tập nêu hiện tượng xảy ra, bài tập định lượng...), phân tích lý thuyết, tổng kết kinh nghiệm, sử dụng một số phương pháp thống kê trong việc phân tích kết quả thực nghiệm. - Tìm hiểu thông tin trong quá trình dạy và học, đúc rút kinh nghiệm cho bản thân qua nhiều năm dạy học. - Nghiên cứu chương trình sách giáo khoa hóa 12 và các tài liệu tham khảo, nâng cao. - Trao đổi ý kiến, học hỏi kinh nghiệm một số đồng nghiệp. 2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: 2.1. Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm: 2.1.1. Quan điểm về sai lầm: - "Sai lầm là trái với yêu cầu khách quan hoặc với lẽ phải, dẫn đến những hậu quả không hay".[4] - Sai lầm không chỉ xuất hiện trong đời sống mà còn xuất hiện trong học tập và nghiên cứu khoa học. Nếu giáo viên không chú ý đến những sai lầm của học sinh và không giúp học sinh khắc phục những sai lầm đó thì sẽ làm cho học sinh có nhìn nhận sai lệch về những kiến thức khoa học, không có hứng thú trong học tập đặc biệt sẽ có kết quả học tập không tốt. 2.1.2. Hậu quả của việc không xác định và khắc phục sai lầm cho học sinh: - Khi không xác định được sai lầm của học sinh thì sẽ không khắc phục được sai lầm đó, khiến cho học sinh luôn có thói quen sai lầm khi gặp một bài tập hóa học tương tự, dẫn đến kết quả học tập kém. - Nếu không chỉ cho học sinh tại sao các em làm sai thì học sinh sẽ cảm thấy nản lòng, không hứng thú với học tập. Từ đó sẽ có kết quả không tốt trong các kì thi. 2.1.3. Phân tích cách ra đáp án nhiễu trong đề thi trắc nghiệm: - Không thể tạo ra phương án nhiễu nếu không thấu hiểu tư duy và sai lầm thường gặp của học sinh. Để xây dựng một câu hỏi trắc nghiệm, người ra đề cần xác định mục tiêu, và nội dung muốn kiểm tra trong 1 câu hỏi trắc nghiệm sau đó lựa chọn tình huống (mệnh đề, câu hỏi, phát biểu,); đưa ra các hướng suy nghĩ thường gặp, giải quyết tình huống theo các hướng suy nghĩ đó, xây dựng đáp án và các phương án nhiễu. Cuối cùng mới viết thành câu hỏi trắc nghiệm khách quan hoàn chỉnh.Trong đó phương án nhiễu có thể được đưa ra ở bất kì câu hỏi nào từ nhận biết, thông hiểu, vận dụng và vận dụng cao. Càng ở mức độ khó cao hơn, học sinh càng dễ sa bẫy không ngờ đến của phương án nhiễu. Để biết nhiễu và tránh bẫy, chúng ta cùng tham khảo các cách người ra đề tạo ra phương án nhiễu trong đề thi theo các cấp độ nhận thức. - Tạo ra những khái niệm na ná nhau trong câu hỏi nhận biết - Đưa ra tình huống vận dụng dễ nhầm lẫn trong câu hỏi vận dụng - Kết hợp nhiều nhầm lẫn với nhau trong câu hỏi vận dụng cao 2.1.4. Cơ sở lí thuyết kim loại nhôm [1], [2]. a. Vị trí trong bảng tuần hoàn, cấu hình electron nguyên tử * Vị trí: ô thứ 13, nhóm IIIA, chu kì 3. * Cấu hình electron nguyên tử: 1s22s22p63s23p1 hay [Ne]3s23p1 → Nguyên tử Al dễ nhường cả 3 electron hoá trị nên trong hợp chất có số +3. b. Tính chất hoá học: * Nhôm là kim loại có tính khử mạnh (sau kim loại kiềm và kiềm thổ), nên dễ bị oxi hoá thành ion dương. Al → Al3+ + 3e b.1. Tác dụng với phi kim (X2, O2,): VD: 2Al + 3Cl2 → 2AlCl3 4Al + 3O2 2Al2O3 Chú ý: Trong thực tế Al không tác dụng với O2 trong không khí ở t0 thường do có lớp màng Al2O3 mỏng và bền bảo vệ. b.2. Tác dụng với axit: b.2.1. Với axit có tính oxi hóa ở ion H+ như HCl, H2SO4 loãng, VD: 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 2Al + 3H2SO4 (loãng) → Al2(SO4)3 + 3H2 2Al + 6H+→ 2Al3+ + 3H2 Nhôm khử dễ dàng ion H+ trong dung dịch HCl, H2SO4 loãng thành khí H2. b.2.2. Với axit có tính oxi hóa ở anion gốc axit như HNO3 loãng, đặc nóng và H2SO4 đặc, nóng * Với HNO3: - Khi cho kim loại Al tác dụng với dung dịch HNO3 đặc, nóng giải phóng khí NO2. Al + 6HNO3 đ Al(NO3)3 + 3NO2↑ + 3H2O - Khi cho kim loại Al tác dụng với dung dịch HNO3 loãng thì Al khử N+5 xuống số oxi hóa thấp hơn. Đặc biệt với dung dịch HNO3 rất loãng Al có thể khử N+5 xuống số oxi hóa thấp nhất là -3 (trong NH4NO3). Tổng quát: Al +HNO3 loãng→ Al(NO3)3 + sản phẩm khử (NO, N2O, N2, NH4NO3) + H2O VD: Al + 4HNO3 (loãng) Al(NO3)3 + NO↑ + 2H2O 8Al + 30HNO3 (loãng) 8Al(NO3)3 + 3NH4NO3+ 9H2O * Với H2SO4 đặc, nóng: Kim loại Al có khả năng khử S+6 xuống các số oxi hóa thấp hơn. Thông thường các bài toán thường cho giải phóng khí SO2. Tổng quát: Al + H2SO4 đ Al2(SO4)3 + sản phẩm khử (SO2, S, H2S) + H2O. VD: 2Al +6H2SO4 đAl2(SO4)3 + 3SO2↑ + 6H2O Chú ý: Nhôm bị thụ động bới dung dịch HNO3, H2SO4 đặc, nguội, nghĩa là Al không tan trong 2 dung dịch axit trên và sau khi tiếp xúc với 2 axit này thì kim loại Al còn không tan được trong axit HCl, H2SO4 loãng... Do đó có thể dùng thùng nhôm để đựng và chuyên chở các axit trên. b.3. Tác dụng với oxit kim loại: * Ở t0 cao, Al khử được nhiều ion kim loại trong oxit thành nguyên tử kim loại. 2yAl + 3MxOy 3xM + yAl2O3 (M thường là kim loại đứng sau Al) VD: 2Al + Fe2O3 2Fe + Al2O3 2Al + Cr2O3 2Cr + Al2O3 Phản ứng trên gọi là phản ứng nhiệt nhôm. Ứng dụng phản ứng này người ta có thể điều chế được một số các kim loại như Fe, Cr, Mn, b.4. Tác dụng với nước: Do bề mặt của kim loại Al luôn có một lớp màng Al2O3 rất mỏng và bền bảo vệ nên để kim loại Al tác dụng được với nước cần phải phá bỏ lớp oxit trên bề mặt Al hoặc tạo thành hỗn hống Al-Hg thì Al sẽ phản ứng với nước ở nhiệt độ thường. 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3¯ + 3H2 Tính chất này có thể dùng để sản xuất hiđro, tuy nhiên phản ứng này diễn ra trong thời gian vô cùng ngắn không quan sát được bằng mắt, phản ứng mau chóng dừng lại ngay vì tạo lớp kết tủa keo lắng xuống, ngăn cản không cho phản ứng xảy ra. Do đó khi xét các bài toán kim loại Al tác dụng với dung dịch axit, dung dịch muối người ta bỏ qua phản ứng của Al với nước. Chú ý: Thực tế, Al không phản ứng với nước dù ở nhiệt độ cao là vì trên bề mặt của Al được phủ kín một lớp Al2O3 rất mỏng, bền và mịn, không cho nước và khí thấm qua.. b.5. Tác dụng với dung dịch kiềm Trong thực tế, những vật bằng nhôm bị hoà tan trong dung dịch kiềm như NaOH, Ca(OH)2, ... Ví dụ kim loại Al tan trong dung dịch NaOH, hiện tượng này được giải thích như sau: - Trước hết, xảy ra phản ứng phá bỏ lớp màng Al2O3 bảo vệ (do Al2O3 là oxit lưỡng tính): Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (1) Hoặc Al2O3 + 2NaOH + 3H2O → 2Na[Al(OH)4] - Tiếp theo, kim loại nhôm sẽ khử nước: 2Al + 6H2O → 2Al(OH)3 ¯ + 3H2 (2) - Lớp màng Al(OH)3 sinh ra lại có tính chất lưỡng tính nên tiếp tục bị hòa tan trong dung dịch bazơ: Al(OH)3 + NaOH→ NaAlO2 + 2H2O (3) Hoặc Al(OH)3 + NaOH → Na[Al(OH)4] Các phản ứng (2) và (3) xảy ra luân phiên nhau cho đến khi nhôm bị tan hết. Để thuận tiện trong quá trình tính toán làm bài người ta cộng gộp 2 phương trình (2) và (3): 2Al + 2NaOH + 2H2O→ 2NaAlO2 + 3H2 Hoặc: 2Al + 2NaOH + 6H2O → 2Na[Al(OH)4] + 3H2 Tương tự nếu hòa tan kim loại Al trong dung dịch Ba(OH)2 ta có phương trình: 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2 2.1.5. Cơ sở lý thuyết hợp chất của nhôm: Al2O3 và Al(OH)3 a. Nhôm oxit (Al2O3) * Là một oxit lưỡng tính (vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với dung dịch bazơ). - Tác dụng với dung dịch axit →Muối + H2O VD: Al2O3 + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2O Al2O3 + 6H+→ 2Al3+ + 3H2O - Tác dụng với dung dịch bazơ→ Muối aluminat (AlO2-) + H2O VD: Al2O3 + 2NaOH→2NaAlO2 + H2O natri aluminat Al2O3 + 2OH - →2AlO2- + H2O b. Nhôm hiđroxit (Al(OH)3) * Là 1 hiđroxit lưỡng tính (vừa tác dụng với axit, vừa tác dụng với dung dịch bazơ). - Tác dụng với dung dịch axit→Muối + H2O VD: Al(OH)3 + 3HCl → AlCl3 + 3H2O Al(OH)3 + 3H+ → Al3+ + 3H2O - Tác dụng với dung dịch kiềm mạnh (NaOH, KOH, Ca(OH)2, Ba(OH)2→Muối aluminat + H2O VD: Al(OH)3 + NaOH → NaAlO2 + 2H2O natri aluminat Al(OH)3 + OH- →AlO2- + 2H2O Chú ý: Al2O3, Al(OH)3 không tan trong dung dịch bazơ yếu như dung dịch NH3, không tan trong dung dịch axit yếu như axit cacbonic. Vì vậy, để điều chế Al(OH)3 người ta cho dung dịch muối Al3+ phản ứng với dung dịch NH3 dư. Al(OH)3 thể hiện tính bazơ trội hơn tính axit. Do có tính axit rất yếu (yếu hơn cả axit H2CO3) nên: NaAlO2 + CO2 + 2H2O → Al(OH)3 ¯ + NaHCO3 * Bị nhiệt phân: 2Al(OH)3 Al2O3 + 3H2O 2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm: Sau khi dạy kiến thức cơ bản về nhôm và hợp chất của nhôm, hướng dẫn học sinh giải các dạng bài tập cơ bản, tôi tiến hành cho học sinh làm đề kiểm tra số 1 gồm 10 câu hỏi trong thời gian 20 phút. Kết quả thu được như sau: Điểm Trước khi phân tích các sai lầm thường gặp Số HS % Giỏi: 9 - 10 0 0 Khá: 7 – 8 4 15,4 TB: 5 – 6 13 50 Yếu, kém: < 5 9 34,6 26 100 Từ kết quả trên tôi nhận thấy học sinh còn nhẫm lẫn rất nhiều trong cách giải bài tập về nhôm và hợp chất của nhôm. 2.3. Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề: 2.3.1.Phân tích một số hướng giải bài tập của học sinh dẫn đến kết quả sai: Dạng 1: Dung dịch muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm (OH-) Bài toán 1: Cho dung dịch muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm (OH-) biết nAl3+ = a; nOH- = b. Bài toán 2: Cho dung dịch muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm (OH-) khi biết nAl3+ = a; n↓ = b. Bài toán 3: Cho dung dịch muối Al3+ tác dụng với dung dịch kiềm (OH-) khi biết nOH-= a; n↓ = b. Các sai lầm học sinh hay gặp phải khi giải bài tập dạng trên đây là: - Viết thiếu phương trình phản ứng - Cân bằng sai - Bỏ qua trường hợp dung dịch kiềm dư sẽ hòa tan bớt kết tủa nhôm hidroxit... VD1: Cho 200 ml dung dịch NaOH 3,5M tác dụng với 200 ml dung dịch AlCl3 1M. Kết thúc phản ứng, thu được m gam kết tủa. Giá trị của m là A. 0,78. B. 7,8. C. 11,2. D. 15,6. Bài giải Ta có: = 0,7 mol, = 0,2 mol. Al3+ + 3OH- →Al(OH)3 (1) Ban đầu: 0,2 0,7 Phản ứng: 0,2 0,6 0,2 Sau phản ứng: 0 0,1 0,2 Vì OH- còn dư nên xảy ra tiếp phản ứng hòa tan kết tủa: Al(OH)3 + OH- →AlO2- + 2H2O (2) Ban đầu: 0,2 0,1 Phản ứng: 0,1 0,1 Sau phản ứng: 0,1 0 Vậy m¯ = 0,1 . 78 = 7,8 gam. Đáp án B Hướng giải sai là: TH1: HS không xét phản ứng (2): m¯ = 0,2 . 78 = 15,6 gam. Đáp án D TH2: Tính khối lượng kết tủa theo OH- , không xét thấy Al3+ thiếu so với OH- : m¯ = (0,7 . 78 ) :3= 11,2 gam. Đáp án C VD2: Cho 300 ml dung dịch NaOH 0,1M phản ứng với 100 ml dung dịch Al2(SO4)3 0,1M. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được a gam kết tủa. Giá trị của a là (Trích đề tuyển sinh cao đẳng năm 2014) A. 2,34. B. 1,17. C. 1,56. D. 0,78. Bài giải: Cách 1: Ta có: = 0,03 mol, = 0,02 mol. = 1,5 < 3→OH- hết, Al3+ còn dư nghĩa là kết tủa sinh ra không bị hòa tan. →n↓ = = 0,01 mol. Vậy m↓ = 0,78 gam. Cách 2: Al3+ + 3OH- →Al(OH)3 (1) Ban đầu: 0,02 0,03 Phản ứng: 0,01 0,03 0,01 Sau phản ứng: 0,01 0,01 Vậy m↓ = 0,78 gam Hướng giải sai có thể xảy ra là: HS không cẩn thận nên tính số mol kết tủa bằng số mol của muối nhôm. Vậy m↓ = 0,02. 78= 1,56 gam. Các đáp án nhiễu còn lại là tích hoặc thương của 2 đáp án trên với hệ số 2. VD3: Cho 39gam FeCl3 và 54,72 gam Al2(SO4)3 vào 500ml dung dịch H2SO4 0,8 M được dng dịch A. Thêm 444,6 gam Ba(OH)2 tác dụng với dung dịch A thấy xuất hiện m gam kết tủa B. Tìm m? A. 230,72. B. 50,64. C. 255,68. D. 25,68. Bài giải Ba2+ + SO42- → BaSO4 (1) 2,6 0,88 0,88 mol Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 (2) 0,24 0,72 0,24 mol Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 ( 3) 0,32 0,96 0,32 Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4- (4) 0,32 0,32 Vậy kết tủa gồm Fe(OH)3 và BaSO4 m= 0,24 x 107 + 0,88 x 233= 230,72 gam Hướng giải sai: TH1: Bỏ qua phương trình phản ứng (1), học sinh bỏ qua kết tủa BaSO4 , chỉ nhớ đến kết tủa hidroxit m= mFe(OH)3 = 25,68 gam TH2: Bỏ qua phương trình phản ứng (4), không nhớ đến bazo còn dư sẽ hòa tan nhôm hdroxit m= mFe(OH)3 + mAl(OH)3 + mBaSO4 = 255,68 gam TH3: Đồng thời bỏ qua phương trình phản ứng (1) và (4) m= mFe(OH)3 + mAl(OH)3 = 50,64 gam VD4: Cho 300 ml dung dịch Al(NO3)3 2M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 2 M. Kết thúc phản ứng, thu được 23,4 gam kết tủa. Giá trị lớn nhất của V là: A. 1,05. B. 0,45 C. 0,9 D. 2,1 Bài giải: Al3+ + 3OH- → Al(OH)3 ( 1) 0,6 1,8 0,6 Al(OH)3 + OH- → Al(OH)4- ( 2) 0,3 0,3 nNaOH= 2,1 mol V= 1,05 lít Đáp án đúng là A. 1,05 lít Hướng giải sai là: TH1: nNaOH= 3nAl(OH)3 = 0,9 mol V= 0,45 lít TH2: Tính theo Th1 và lấy luôn số mol làm đáp án không chia cho CM V= 0,9 lít TH3: Tính theo hướng giải đúng nhưng không chia cho CM V= 2,1 lít Vậy m= mAl(OH)3 + mBaCO3 = 0,1 x 78 + 0,05 x 197 = 17,65 gam VD5: Cho V lít dung dịch NaOH 0,4M tác dụng với 58,14g Al2(SO4)3 thu được 23,4g kết tủa. Tìm giá trị lớn nhất của V? A. 2,25 lít B. 2,65 lít C. 0,9 lít D. 1,06 lít Giải Số mol Al3+ = 0,34 mol. Số mol Al(OH)3 = 0,3 mol < số mol Al3+ nên có 2 trường hợp xảy ra. +TH1: ( học sinh chọn TH1 sẽ chọn đáp án sai) Al3+ dư à Chỉ tạo Al(OH)3 nên số mol OH- = 3 . 0,3 = 0,9 mol. à V(dd NaOH) = 2,25 lít +TH2: Hướng giải đúng Al3+ hết à tạo Al(OH)3: 0,3 mol [Al(OH)4 ]-: 0,34 – 0,3 = 0,04 mol à Số mol OH- = 3 . 0,3 + 4 . 0,04 = 1,06 mol à V(dd NaOH) = 2,65 lít = Vmax. Đáp án đúng là 2,65 lít Hướng giải sai khác là HS sau khi tính ra số mol OH- thì không vội vàng lấy kết quả đó làm đáp án mà không chia cho CM Dạng 2: Dung dịch muối AlO2- tác dụng với dung dịch axit Bài toán 1: Bài cho dung dịch muối AlO2- tác dụng với dung dịch axit mạnh (HCl, H2SO4) khi biết = a; = b. Bài toán 2: Bài cho dung dịch muối AlO2- tác dụng với dung dịch axit mạnh (HCl, H2SO4) khi biết = a; = b. Các sai lầm học sinh hay gặp phải khi giải bài tập dạng trên đây là: - Viết thiếu phương trình phản ứng - Cân bằng sai - Bỏ qua trường hợp dung dịch axit dư sẽ hòa tan bớt kết tủa nhôm hidroxit... VD1: Cho 1 lít dung dịch HCl aM tác dụng với 500ml dung dịch hỗn hợp gồm NaOH 1M và NaAlO2 1,5M thu được 31,2g kết tủa. Tìm giá trị lớn nhất của a? A. 0,9. B. 1,8. C. 2,3. D. 0,4. Giải Do có tạo kết tủa Al(OH)3 nên OH- đã phản ứng hết. Số mol OH- = 0,5 mol à Số mol H+ phản ứng với OH- = 0,5 mol Số mol AlO2- = 0,75 mol hay số mol của [Al(OH)4 ]- = 0,75 Số mol Al(OH)3 = 0,4 mol < số mol AlO2- Do cần tìm số mol HCl lớn nhất, nên HCl đã phản ứng hết với AlO2- tạo kết tủa, sau đó HCl hòa tan bớt kết tủa. Khi đó: Sản phẩm có Al(OH)3: 0,4 mol; Al3+: 0,75 – 0,4 = 0,35 mol à = 1,8 mol àTổng số mol H+ đã dùng là: 0,5 + 1,8 = 2,3 mol Vậy CM(HCl) = 2,3M Kết luận: CM(HCl) = 0,9M hoặc 2,3M Như vậy giá trị lớn nhất là 2,3M Hướng giải sai : TH1: học sinh không xét đến trường hợp HCl hòa tan bớt kết tủa Al(OH)3 Khi đó: = 0,4 mol à Tổng số mol H+ đã dùng là 0,5 + 0,4 = 0,9 mol Vậy CM(HCl) = 0,9M TH2: không đọc kĩ đề bài nên bỏ qua phản ứng giữa NaOH và HCl dẫn đến đáp án 0,4 ( nếu bỏ qua phản ứng hòa tan Al(OH)3 ) và đáp án 1,8 nếu vẫn xét đến phản ứng hòa tan kết tủa. Bài toán 3: Bài cho khí CO2 tác dụng với dung dịch muối AlO2-. VD1: Cho nước dư vào hỗn hợp rắn A gồm 0,1 mol Ba và 0,1 mol Al. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X, sục 4,032 lít (đktc) khí CO2 vào dung dịch X thu được m gam kết tủa, m bằng: A. 11,74 gam B.17,65 gam C. 7,8 gam D. 0,78 gam Bài giải: Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 (1) 0,1 0,1 Ba(OH)2 + 2Al + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2 (2) 0,05 0,1 0,05 Ba(AlO2)2 + 2CO2 + 4H2O → Ba(HCO3)2 +2Al(OH)3 (3) 0,05 0,1 0,1 Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 (4) a 2a Ba(OH)2 + CO2 → BaCO3 +H2O (5) b b Giải hpt a + b= 0,05 : 2a+ b = 0,08 Ta có a= 0,03 , b= 0,02 Vậy m= mAl(OH)3 + mBaCO3 = 0,1 x 78 + 0,02 x 197 = 11,74 gam Hướng giải sai: TH1: Tính mBaCO3 sai do bỏ qua phản ứng (4) Dẫn đến kết quả : nBaCO3 = nBa(OH)2 dư = 0,05 Vậy m= mAl(OH)3 + mBaCO3 = 0,1 x 78 + 0,05 x 197 = 17,65 gam TH2: Tính mBaCO3 sai do bỏ qua phản ứng (4) và (5) Dẫn đến kết quả : nBaCO3 = nBa(OH)2 dư = 0,05 Vậy m= mAl(OH)3 = 0,1 x 78 =7,8 gam TH3: Viết sai phương trình phản ứng (3) Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2 (1) 0,1 0,1 Ba(OH)2 + 2Al + 2H2O → Ba(AlO2)2 + 3H2 (2) 0,05 0,1 0,05 Ba(AlO2)2 + CO2 + 3H2O → BaCO3 +2Al(OH)3 (3) 0,05 0,05 0,05 0,1 Ba(OH)2 + 2CO2 → Ba(HCO3)2 (4) 0,05 0,13 Dạng 3: Bài toán về phản ứng nhiệt nhôm VD1: Nung nóng một hỗn hợp gồm Al và 16 gam Fe2O3 ( trong điều kiện không có không khí) đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn, thu được hỗ hợp rắn X. Cho X tác dụng vừa đủ với V ml dung dịch NaOH sinh ra 3,36 lít H2 ( ở đktc). Giá trị của V là A. 100. B. 300. C. 150. D. 350. Bài giải: Các phản ứng xảy ra: 2Al + Fe2O3 Al2O3 + 2Fe (1) 0,1 0,1 Vì chất rắn tác dụng với dung dịch NaOH giải phóng khí H2 nên chất rắn X gồm Al2O3, Fe và Al dư. 2Al + 2NaOH + 2H2O → 2NaAlO2 + 3H2 (2) 0,1 0,15 Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (3) 0,1 0,2 Vậy V = 0,3 lít = 300 ml. Sai lầm thường gặp ở HS là: - TH1: bỏ qua phương trình (3), dẫn đến đáp số là 0,1 mol NaOH Vậy V= 100 ml - TH2: Không cân bằng phản ứng (2) , bỏ qua phản ứng (3) Vậy V = 0,15 lít = 150 ml. - TH3: Không cân bằng phản ứng (2) Al + NaOH + H2O → NaAlO2 + H2 (2) 0,1 5 0,15 Al2O3 + 2NaOH → 2NaAlO2 + H2O (3) 0,1 0,2 Vậy V = 0,35 lít = 350 ml. VD2: ĐH Khối A-2008. Nung hỗn hợp gồm 15,2 ga
Tài liệu đính kèm:
- skkn_phan_tich_va_khac_phuc_nhung_sai_lam_thuong_gap_cua_hoc.doc