SKKN Sử dụng bài tập để củng cố, rèn luyện kỹ năng, mở rộng và hình thành quy luật phản ứng của ion NO3- Với kim loại phụ thuộc vào môi trường (chương 2: Nitơ - Photpho SGK Hóa học 11, chương trình cơ bản)"

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ
TRƯỜNG THPT LANG CHÁNH
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
TÊN ĐỀ TÀI:
SỬ DỤNG BÀI TẬP ĐỂ CỦNG CỐ, RÈN LUYỆN KỸ NĂNG, MỞ RỘNG VÀ HÌNH THÀNH QUY LUẬT PHẢN ỨNG CỦA ION NO3- VỚI KIM LOẠI PHỤ THUỘC VÀO MÔI TRƯỜNG
(Chương 2: Nitơ-Photpho SGK Hóa học 11, Chương trình cơ bản)
 Người thực hiện: 	Lê Thị Hồng
 Chức vụ: 	Giáo viên
 SKKN thuộc lĩnh vực: 	Hóa học
THANH HOÁ NĂM 2018
MỤC LỤC
Mục
Nội dung
Trang
Bìa chính
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
3
2.1
 Cơ sở lí luận
3
2.2
Thực trạng trước khi áp dụng SKKN
5
2.3
Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vân đề
5
2.4
 Hiệu quả của SKKN
10
3
 Kết luận, kiến nghị
11
Tài liệu tham khảo
1. MỞ ĐẦU.
1.1. Lí do chọn đề tài.
Ở bất cứ công đoạn nào của quá trình dạy học đều có thể sử dụng bài tập. Khi dạy học bài mới có thể dùng bài tập để vào bài, để tạo tình huống có vấn đề, để chuyển tiếp từ phần này sang phần kia, để củng cố bài, để hướng dẫn học sinh học bài ở nhà. 
Khi ôn tập, củng cố, luyện tập và kiểm tra, đánh giá thì nhất thiết phải dùng bài tập. Sử dụng bài tập để luyện tập là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lượng dạy học. Bài tập hóa học có những ý nghĩa, tác dụng to lớn về nhiều mặt. Nó làm chính xác hóa các khái niệm hóa học. Củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú, hấp dẫn. Chỉ khi vận dụng được các kiến thức vào việc giải bài tập, học sinh mới nắm được kiến thức một cách sâu sắc. khi ôn tập, học sinh sẽ buồn chán nếu chỉ yêu cầu các em nhắc lại kiến thức. Thực tế cho thấy học sinh chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập.
Đối với kiến thức về phản ứng của ion NO3- nếu chỉ dừng lại ở mức độ lý thuyết mà không luyện tập, củng cố thêm bài tập cho các em thì sẽ khó để các em có thể làm các bài tập sau này. Đặc biệt là việc hình thành quy luật phản ứng của ion NO3- với kim loại phụ thuộc vào môi trường sẽ giúp các em dễ hình dung để áp dụng vào làm bài tập. Chính vì những lý do cần thiết đó nên tôi đã chọn đề tài "Sử dụng bài tập để củng cố, rèn luyện kỹ năng, mở rộng và hình thành quy luật phản ứng của ion NO3- với kim loại phụ thuộc vào môi trường (chương 2: Nitơ - Photpho SGK Hóa học 11, chương trình cơ bản)".
1.2. Mục đích nghiên cứu.
Tôi nghiên cứu đề tài này nhằm giúp học sinh hình thành được quy luật của phản ứng, hiểu rõ bản chất và phương pháp làm dạng bài tập này, từ đó các em có thể vận dụng thành thạo vào làm các bài tập. Chỉ khi học sinh vận dụng được kiến thức vào việc giải bài tập, học sinh mới nắm được kiến thức. Thông qua qua đó thì giáo viên cũng nắm bắt được xem học sinh tiếp thu kiến thức đến đâu để có những phương pháp thay đổi cho phù hợp.
1.3. Đối tượng nghiên cứu.
Trong đề tài này tôi nghiên cứu về phản ứng của ion NO3- với kim loại trong các môi trường khác nhau. Ở đây tôi chủ yếu đưa ra các bài tập về kim loại Al, Fe, Cu phản ứng với ion NO3- trong môi trường axit.
1.4. Phương Pháp nghiên cứu.
 Để thực nghiệm sư phạm tôi đã tổ chức giảng dạy, soạn giáo án lên lớp các bài học theo đúng phân phối chương trình. Đặc biệt tôi đã sử dụng nó trong các tiết luyện tập và ôn tập vào buổi chiều. 
Sau khi nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết tôi cho học sinh vận dụng lý thuyết vào làm các bài tập củng cố.
Trong quá trình kiểm tra đánh giá tôi luôn khen ngợi, động viên, cho điểm học sinh khi làm bài tốt để các em có tinh thần tích cực học tập hơn.
2. NỘI DUNG
2.1. Cơ sở lí luận của SKKN.
	2.1.1. Sử dụng bài tập để củng cố, mở rộng và hình thành quy luật phản ứng của ion NO3- với kim loại. 
	Đối với mỗi dạng bài tập việc hình thành quy luật cho HS là rất cần thiết. Từ quy luật HS dễ dàng áp dụng vào việc giải bài tập.
	- Đặt vấn đề:
	Ta đã biết, HNO3 có tính oxi hóa mạnh do nguyên tử nito có độ âm điện lớn và có số oxi hóa cao nhất (+5). Vậy muối nitrat hay cụ thể là ion NO3- có tính oxi hóa mạnh không? 
	- Nêu tình huống có vấn đề:
	Cu + HCl 	 không tác dụng (do Cu đứng sau H)
	Cu + NaNO3 không tác dụng (do Cu đứng sau Na). 
→ GV đưa ra kết luận: Trong môi trường trung tính, NO3- không có khả năng oxi hóa.
Nhưng: Cu + NaNO3 + HCl Có tác dụng?
	- Gv hướng dẫn HS tự lực giải quyết vấn đề:
+ Viết phương trình hóa học dạng phân tử và ion thu gọn khi cho Cu tác dụng với dd HNO3 loãng (HS đã học):
 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1)
 3Cu + 2H+ + 8NO3- 3Cu2+ + 2NO + 4H2O (2)
+ Viết các ion của trường hợp: Cu + NaNO3 + HCl
 Cu + NaNO3 + HCl Cu + Na+ + NO3- + H+ + Cl-
→ Như vậy có đủ các ion như ở (2) nghĩa là có phương trình ion thu gọn như ở (2). Vậy phải xảy ra phản ứng:
 3Cu + 2NaNO3 + 8HCl 3CuCl2 + 2NaCl + 2NO + 4H2O
- GV đưa ra kết luận: Trong môi trường axit, NO3- có khả năng oxi hóa như HNO3.
Khả năng phản ứng của NO3- được biểu thị bằng sơ đồ sau: 
Môi trường trung tính Không có khả năng oxi hóa
Môi trường axit Có khả năng oxi hóa như HNO3
Môi trường kiềm mạnh, dư Bị Al và Zn khử đến NH3 
 NO3- 
VD: Xác định 2 dd muối A và B biết:
	A + B → Không tác dụng
	Cu + A → Không tác dụng
	Cu + B → Không tác dụng
	Cu + A + B → Có tác dụng
	Sau khi các em được cung cấp lý thuyết ở trên, HS có thể suy ra trong 2 muối phải có một muối nitrat và một muối axit có khả năng phân ly ra H+ , đó phải là muối axit của axit mạnh như H2SO4. Chọn: A: NaNO3. B: NaHSO4. Đến đây HS cũng dễ dàng viết đươc phương trình phản ứng vì đã biết phương trình ion thu gọn của phản ứng này.
 3Cu + 2NaNO3 + 8NaHSO4 → 3CuSO4 + 5Na2SO4 + 2NO + 4H2O
2.1.1. Sử dụng bài tập để củng cố, rèn luyện kỹ năng giải bài tập về phản ứng của ion NO3- với kim loại. 
	Muốn hình thành kỹ năng, không thể giải một bài tập mà phải giải một số bài tập cùng dạng. Nếu như các bài tập này hoàn toàn giống nhau (chỉ khác số liệu) thì sẽ gây nhàm chán, nhất là đối với học sinh khá giỏi. Do vậy cần phải bổ sung những chi tiết mới, vừa có tác dụng mở rộng, đào sâu kiến thức vừa gây hứng thú cho học sinh.
	Giáo viên đưa ra phương pháp chung để giải dạng bài tập này:
Phương pháp chung để giải loại toán này là phải viết phương trình dạng ion có sự tham gia của ion NO3-. Sau đó so sánh số mol của kim loại M với tổng số mol H+ và tổng số mol NO3- để xem chất hay ion nào đã phản ứng hết, rồi mới tính toán tiếp theo số mol của chất phản ứng hết.
	VD: So sánh thể tích khí NO (duy nhất) thoát ra trong 2 thí nghiệm dưới đây (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất):
- TN 1: Cho 3,84g Cu tác dụng hết với 80ml dd HNO3 1M.
- TN 2: Cho 3,84g Cu tác dụng hết với 80ml dd hỗn hợp chứa HNO3 1M và HCl 1M.
	Giải:
- TN 1: 
Viết phương trình dạng ion:
Ban đầu: 0,06 0,08 0,08
Phản ứng: 0,03 0,02 0,08 (hết) 0,02
Còn dư: 0,03 0,06 0
- TN 2: 
Viết phương trình dạng ion:
Ban đầu: 0,06 0,08 0,16
Phản ứng: 0,06 0,04 0,16 (hết) 0,04
Còn dư: 0 0,06 0
Ta thấy: số mol NO ở TN2 gấp đôi ở TN1 nên thể tích NO ở TN2 cũng gấp đôi ở TN1.
2.2. Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN.
Trước khi áp dụng SKKN, việc truyền tải kiến thức cũng như định hướng cho học sinh cách làm các dạng bài tập này là khó. Vì học sinh chưa hình thành được quy luật phản ứng và chưa có phương pháp để giải các dạng bài tập này nên khi gặp sẽ lúng túng và cảm thấy khó khăn. 
	Kết quả khảo sát đối với lớp 11A1 khi chưa tiến hành áp dụng đề tài vào giảng dạy: (tôi cho HS làm các bài tập 1, 2, 3 ở phần dưới khi chưa cung cấp cơ sở lý thuyết)
Bài 
Số HS làm đúng 
Tỉ lệ
1
3/29
10,34%
2
2/29
6,9%
3
1/29
3,45%
Kết quả khảo sát cho thấy hầu như các em chưa biết cách làm các dạng bài tập này. Hầu như các em chỉ đơn thuần viết phương trình phân tử để làm mà chưa biết ảnh hưởng củamôi trường H+ đến phản ứng.
2.3. Các giải pháp được sử dụng để giải quyết.
Sau khi cung cấp lý thuyết, phương pháp giải tôi đưa ra các bài tập để HS vận dụng làm. Sau mỗi bài tập rút ra những điểm cần chú ý cho HS.
	Bài 1: So sánh thể tích khí NO (duy nhất) thoát ra trong 2 thí nghiệm dưới đây (đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất):
- TN 1: Cho 6,4g Cu tác dụng hết với 120ml dd HNO3 1M (loãng).
- TN 2: Cho 6,4g Cu tác dụng hết với 120ml dd hỗn hợp chứa HNO3 1M và H2SO4 0,5M (loãng). Cô cạn dd ở TN 2 sẽ thu được bao nhiêu mol muối khan? 
Giải:
Việc so sánh thể tích khí NO giống như ở VD học sinh đã được làm vì thế những HS trung bình sẽ được làm lại để hình thành kỹ năng, còn HS khá sẽ có tình huống mới.
- TN 1: 
Viết phương trình dạng ion: Từ pt ta thấy: → H+ hết, tính các chất theo H+ :
Ban đầu: 0,1 0,12 0,12
Phản ứng: 0,045 0,03 0,12 (hết) 0,03
Còn dư: 0,055 0,09 0
- TN 2: 
Viết phương trình dạng ion: Từ pt ta thấy: → H+ hết, tính các chất theo H+ :
Ban đầu: 0,1 0,12 0,24
Phản ứng: 0,09 0,06 0,24 (hết) 0,09 0,06
Còn dư: 0,01 0,06 0
Ta thấy: . Vậy thể tích khí NO ở TN2 gấp đôi TN1.
Khi cô cạn dd thu được: 0,09 mol Cu2+, 0,06 mol NO3-. Vậy có 0,03 mol Cu(NO3)2 và 0,06 mol CuSO4 
Bài 2: Cho 1,92 gam đồng vào 100 ml dung dịch chứa đồng thời KNO3 0,16M và H2SO4 0,4M thấy sinh ra một chất khí có tỉ khối hơi so với H2 là 15 và ddA.
a) Viết phương trình ion thu gọn của phản ứng và tính thể tích khí sinh ra ở đktc.
b) Tính thể tích dung dịch NaOH 0,5M tối thiểu cần dùng để kết tủa toàn bộ ion Cu2+ trong dung dịch A.
Giải:
Khí là sản phẩm khử NO3- có phân tử khối là 30 thì chỉ là NO
Ban đầu: 0,03 0,016 0,08
Phản ứng: 0,024 0,016(hết)0,064 0,024 0,016
Còn dư: 0,006 0 0,016
VNO = 0,016.22,4 = 0,3584 lít
Do có H+ dư nên khi cho dd NaOH vào có các phản ứng:
 H+ + OH- → H2O 
0,016 0,016
Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓
0,024 0,048
Thực tế cho thấy HS thường quên phản ứng trung hòa H+ dư nên kết quả sai. Ở bài này chất tác dụng hết cho thay đổi nên HS cần phát hiện chất tác dụng hết để tính chất khác theo.
Bài 3: Cho m gam bột Cu vào dd chứa 13,6g AgNO3, khuấy kỹ. Khi phản ứng xong thì thêm tiếp vào dd đó một lượng H2SO4 loãng rồi đun nóng đến phản ứng hoàn toàn thu được 9,28g bột kim loại, dd A và khí NO. Lượng NaOH cần thiết để tác dụng với các chất trong A là 13g. Xác định m và tính số mol H2SO4 đã cho vào dd.
Giải: 
 (1)
 0,04 0,08(hết) 0,04 0,08
Khi phản ứng xong thêm H2SO4 vào, có môi trường axit nên Cu dư sau (1) khử NO3- đến NO, phản ứng xong thu được 9,28g kim loại trong đó có 8,64g Ag, nên Cu còn dư = 9,28 - 8,64 = 0,64g → NO3- phản ứng hết, H+ có thể hết hoặc dư.
 (2)
	 0,12 0,08 0,32 0,12
NaOH tác dụng với các chất trong A (A gồm Cu2+ : 0,04 + 0,12 = 0,16mol, có thể có H+ dư):
 H+ dư + OH- → H2O (3)
Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓ (4)
0,16 0,32
 → có H+ dư 
Vậy: m = 64(0,04 + 0,12) + 0,64 = 10,88g
Bài 4: Cho hỗn hợp gồm 1,12 gam Fe và 1,92gam Cu vào 400ml dd chứa hỗn hợp gồm NaNO3 0,2M và H2SO4 0,5M. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dd X và khí NO (sản phẩm khử duy nhất). Cho V ml NaOH 1M vào dd X thì lượng kết tủa thu được là lớn nhất. Tính giá trị tối thiểu của V.
Giải:
nFe = 0,02 mol ; nCu = 0,03 mol 
→ Σne cho = 0,02.3 + 0,03.2 = 0,12 mol 
nH+ = 0,4 mol ; 
Ban đầu: 0,08 0,12 0,4
Ta thấy: → Kim loại phản ứng hết, H+ dư.
Dung dịch X gồm: H+ dư: 0,4 - 0,16 = 0,24mol. NO3- = 0,08 - 0,04 = 0,04mol. Fe3+ = 0,02mol. Cu2+ = 0,03mol
Cho NaOH vào X (để thu được lượng kết tủa lớn nhất thì NaOH phải vừa đủ):
 H+ dư + OH- → H2O 
0,24 0,24
Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2↓ 
0,03 0,06
 Fe3+ + 3OH- → Fe(OH)3 ↓
0,02 0,06
∑nOH- = 0,24 + 0,06 + 0,06 = 0,36mol.
→ V = 0,36 lít.
Bài 5: Cho 50,82 gam hỗn hợp X gồm NaNO3, Fe3O4, Fe(NO3)2 và Mg tan hoàn toàn trong dd chứa 1,8mol KHSO4 loãng. Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dd Y chỉ chứa 275,42g muối sunfat trung hòa và 6,272 lit (đktc) Z gồm 2 khí trong đó có một khí hóa nâu trong không khí. Biết tỉ khối của Z so với H2 là 11. Tìm % Mg trong hỗn hợp X.
Giải:
Ta có: nZ = 0,28 mol. 2 khí đó là: NO: 0,2 mol và H2: 0,08 mol.
Áp dụng ĐKBTKL:
50,82 + 1,8.136 = 275,42 + 0,28.2.11 + mH2O
→ mH2O = 14,04 → nH2O = 0,78mol
Bảo toàn nguyên tố H:
1,8 = 0,08.2 + 0,78.2 + 4nNH4+ → nNH4+ = 0,02mol
Bảo toàn e: 2nMg = 0,2.3 + 0,08.2 + 0,02.8 + 0,08.2 → nMg = 0,54mol.
vậy trong X: %Mg = 25,5%.
Bài 6: Cho 2,88g Mg vào dd hỗn hợp chứa 0,2mol HCl và 0,015 mol Cu(NO3)2. Khi phản ứng kết thúc thu được dd chỉ có một chất tan MgCl2, thấy thoát ra m1 gam hỗn hợp khí gồm H2 và N2 và còn m2 gam chất không tan. Tính m1, m2.
Giải: 
Ta có: 
Có các phản ứng sau:
 Mg + 2H+ → Mg2+ + H2
 a 2a	 a
0,075 0,03(hết)0,18 0,015
 Mg + Cu2+ → Mg2+ + Cu
0,015 0,015(hết) 0,015
Ta có: 2a + 0,18 = 0,2 → a = 0,01 
m1 = 2.0,01 + 28.0,015 = 0,44g
nMg(pư) = 0,01 + 0,075 + 0,015 = 0,1mol
nMg(dư) = 0,12 - 0,1 = 0,02mol
m2 = 64.0,015 + 24.0,02 = 1,44g
Qua bài 5, 6 HS thấy phản ứng kim loại khử NO3- trong môi trường axit phụ thuộc vào độ hoạt động của kim loại và nồng độ của ion NO3- và H+. Với những kim loại mạnh như Mg có thể khử NO3- đến N2, NH3 hay NH4+ (chứ không phải chỉ đến NO).
	Bài 7: Dung dịch X gồm 0,02 mol Cu(NO3)2 và0,1 mol H2SO4. Khối lượng Fe tối đa phản ứng được với dung dịch X là (biết NO là sản phẩm khử duy nhất của NO3- )
	A. 4,48 gam.	 B. 5,60 gam. 	 C. 3,36 gam.	 D. 2,24 gam.
Giải:
Fe max→ Fe phản ứng tạo thành Fe2+
Ban đầu: 0,04 0,2
Phản ứng: 0,06 0,04(hết) 0,16
còn dư: 0,06 0 0,04
 Fe + Cu2+ → Fe2+ + Cu
0,02 0,02
 Fe + 2H+ → Fe2+ + H2
0,02 0,04
nFe = 0,06 + 0,02 + 0,02 = 0,1mol
mFe = 0,1.56 = 5,6g. Chon đáp án B.
2.4. Hiệu quả của SKKN đối với bản thân và đồng nghiệp.
	Sau khi áp dụng đề tài tôi thấy học sinh đã biết cách làm dạng bài tập này, mang lại hiệu quả cao, có tác dụng tạo ra niềm tin, kích thích hứng thú học tập của HS. Để xác định được kết quả bản thân đã khảo sát như sau:
* Chuẩn bị cho khảo sát.
 - Chọn lớp thực nghiệm (11A1) và lớp đối chứng (11A2)
- Sau tiết luyện tập, ôn tập trên lớp, tôi ra một bài kiểm tra 1 tiết ở tiết ôn tập sau.
* Đánh giá kết quả .
Các căn cứ để đánh giá kết quả thực nghiệm sư phạm
 - Các dấu hiệu bên ngoài
+ Thái độ học tập của HS thể hiện ở sự tập trung chú ý, tự giác thực hiện các nhiệm vụ học tập.
+ Số lần học sinh xung phong kiểm tra đánh giá
+ Tính kiên trì
+ Kết quả bài kiểm tra
 - Các dấu hiệu bên trong
+ Sự tiến bộ của HS trong môn học
+ Khả năng phân tích, khả năng so sánh các vấn đề.
+ Khả năng vận dụng kiến thức đa học vào việc giải bài tập liên quan.
- Đánh giá khả năng của HS: căn cứ vào điểm số của các bài kiểm tra 1tiết.
* Kết quả thực nghiệm
Lớp
Kết quả
Sĩ số
Giỏi
Khá
TB
Yếu, kém
TN: 11A1
29
5 (17,2%)
20 (69,0%)
4 (13,8%)
0
ĐC: 11A2
36
2 (5,6%)
16 (44,4%)
12 (33,3%)
6 (16,7%)
3. KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.
Sử dụng bài tập để luyện tập là một biện pháp hết sức quan trọng để nâng cao chất lượng giảng dạy. Chỉ khi học sinh vận dụng được kiến thức vào việc giải bài tập thì học sinh mới nắm được kiến thức và thông qua đó giáo viên cũng sẽ nắm bắt được mức độ hiểu bài của học sinh.
Sau thời gian thực hiện những nhiệm vụ nghiên cứu đã đề ra, khi triển khai đề tài tôi đã đạt được nhưng kết quả sau đây:
 	Trình bày rõ cơ sở lí luận của việc sử dụng bài tập để củng cố, rèn luyện kỹ năng giải bài tập về phản ứng của ion NO3- với kim loại phụ thuộc vào môi trường. Trong quá trình dạy học, giáo viên là người tổ chức, hướng dẫn hoạt động học tập, có tác dụng thúc đẩy phong trào học tập của học sinh và nhờ đó chất lượng học tập được nâng cao.
 	 Trên đây là một vài kinh nghiệm của tôi trong việc đưa ra bài tập để củng cố, rèn luyện kỹ năng cho học sinh ở phần muối nitrat. Do thời gian hạn chế, nhiều nhận định còn mang tính chủ quan, trong quá trình nghiên cứu soạn thảo không thể tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được các ý kiến đóng góp để đề tài được hoàn thiện hơn.
XÁC NHẬN
CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ
Thanh Hóa, ngày 20 tháng 05 năm 2018
Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mình viết, không sao chép nội dung của người khác.
NGƯỜI THỰC HIỆN
Lê Thị Hồng
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Sách giáo khoa hóa học 11 cơ bản, Nguyễn Xuân Trường, Lê Mậu Quyền, Phạm Văn Hoan, Lê Chí Kiên, NXB Giáo dục, năm 2007.
2. Sử dụng bài tập trong dạy học hóa học ở trường phổ thông, Nguyễn Xuân Trường, NXB Đại học sư phạm, 2006.
3. Tham khảo tài liệu trên mạng internet.