SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
ĐỀ TÀI:
"PHÂN LOẠI VÀ GIẢI BÀI TẬP VỀ MUỐI AMONI"
1
PHẦN I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Bộ GD và ĐT đã thành lập “chương trình quốc gia bồi dưỡng nhân tài giai đoạn 2008 −
2020” đây sẽ là động lực mạnh mẽ thúc đẩy việc bồi dưỡng, đào tạo nhân tài cho đất
nước. Việc tổng kết, đúc rút kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi là rất cần thiết và mang
tính thiết thực, góp phần nâng cao chất lượng giáo dục.
Qua thực tiễn giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi môn Hóa học tại trường THPT Hà Văn
Mao tôi nhận thấy bài tập về muối amoni thường để lại nhiều ấn tượng sâu sắc. Chọn và
chữa bài tập liên quan đến muối amoni khi củng cố hoàn thiện kiến thức về nitơ và hợp
chất của nitơ là một nhiệm vụ quan trọng của người giáo viên dạy hóa học ở nhà trường
THPT, không chỉ đơn thuần củng cố các kiến thức đã học mà bài toán về muối amoni còn
rèn luyện cho các em học sinh kĩ năng nhận biết, chứng minh, liên hệ thực tế vai trò của
muối amoni, khắc sâu kiến thức về tính oxihoa của axit nitric và bản chất của phản ứng
oxhoa - khử .... Đặc biệt hay ở bài toán “Chất khử tác dụng với dung dịch HNO 3 tạo sản
phẩm chứa muối amoni” nếu khéo léo dấu đi sự có mặt của NH 4NO3 trong sản phẩm thì
dễ tạo bất ngờ thú vị cho người giải, phát huy được khả năng phán đoán, rèn luyện tư duy
ở mức độ cao, từ đó kích thích được tính ham hiểu biết lòng đam mê đối với môn học
góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy môn Hóa học ở trường THPT.
Với những lí do trên tôi đưa ra sáng kiến: “Một số kinh nghiệm phân loại và giải bài
tập về muối amoni” nhằm giúp người học giải quyết tốt bài toán liên quan đến muối
amoni từ đơn giản đến phức tạp một cách có cơ sở vững chắc.
PHẦN 2. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
2.1. Cơ sở lý luận.
2.1.1. Quan niện về học sinh giỏi hoá học.
- Xây dựng niềm tin và những kỳ vọng tích cực trong mỗi học sinh.
- Làm cho học sinh tự nhận thức được lợi ích, giá trị của việc được chọn vào đội tuyển
học sinh giỏi.
- Soạn thảo nội dung dạy học khoa học và có phương pháp dạy học hợp lý.
- Kiểm tra, đánh giá chính xác và kịp thời.
2.2. Thực trạng của công tác bồi dưỡng HSG bộ môn hoá học ở trường THPT Hà Văn
Mao hiện nay.
* Thuận lợi
Đội ngũ giáo viên hóa là đủ về số lượng; 100% có trình độ chuẩn và trên chuẩn; nhiệt
tình trong giảng dạy, một số GV cũng đã có kinh nghiệm trong công tác bồi dưỡng HSG.
3
* Khó khăn
- Về phía giáo viên: Một số GV còn hạn chế về kinh nghiệm bồi dưỡng HSG, phân bố
thời gian, chương trình, kiến thức cần bồi dưỡng chưa hợp lý, thiếu sự nhiệt tình, trách
nhiệm trong công tác bồi dưỡng HSG, mặc dù đã có một số giáo viên có quan tâm đến
việc xây dưng các chuyên đề nâng cao dùng bồi dưỡng HSG, nhưng vẫn chưa đáp ứng
được yêu cầu.
- Về phía HS: Nền tảng kiến thức của các em học sinh miền núi còn thấp, đa số học sinh
thiếu sự cố gắng, say mê, nỗ lực của bản thân, các em và phụ huynh chỉ quan tâm đến
mục tiêu học để thi vào các trường Đại học nên không toàn tâm toàn ý cho nhiệm vụ ôn
thi HSG.
- Về phía nhà trường: Cơ sở vật chất phục vụ dạy học hóa học của trường còn thiếu. Sự
hỗ trợ về kinh phí để giáo viên trực tiếp bồi dưỡng HSG còn hạn chế.
2.3. Giải pháp tổ chức thực hiện.
2.3.1. Chuẩn bị nội dung chuyên đề bồi dưỡng HSG.
* Nghiên cứu cấu trúc chương trình hoá học THPT nâng cao và THPT chuyên.
* Nghiên cứu đề thi HSG cấp trỉnh và cấp quốc gia nhiều năm.
NH4HCO3 thường dùng để gây xốp cho các loại bánh.
Muối amoni của axit khó bay hơi và nhiều nấc, khi đun nóng biến thành muối axit và giải
phóng NH3. Ví dụ: (NH4)2SO4 -> NH4HSO4 + NH3. Nếu tiếp tục đun nóng NH4HSO4
phân hủy tạo SO2 + N2 + H2O
Muối amoni trong thực tế ứng dụng làm phân đạm. Quan trọng hơn hết là các muối
NH4Cl, (NH4)2SO4, NH4NO3. NH4Cl còn được dùng tạo khói mù trong chiến tranh, đánh
sạch bề mặt kim loại trước khi hàn, dùng làm chất điện li trong pin khô và dùng trong
công nghiệp nhuộm vải.
Các muối amoni thường được điều chế bằng cách cho NH 3 đi qua dung dịch axit
tương ứng.
2. Sự tạo thành NH4NO3 trong phản ứng của chất khử với HNO3.
Chất khử tác dụng với dung dịch HNO3 thì sản phẩm N+5 có thể là NO2, NO, N2O, N2
hoặc NH4+ tùy thuộc vào bản chất chất khử, nồng độ axit và nhiệt độ. Thông thường chất
khử càng mạnh và nồng độ axit càng loảng thì N +5 bị khử về mức oxi hóa càng thấp.
Trong chương trình hóa học ở bậc THPT ta thường gặp trường hợp chất khử mạnh như
Mg, Al, Zn có khả năng khử HNO 3 về NH4NO3. Từ đây nếu khéo léo dấu đi sản phẩm
NH4NO3 trong bài toán thì sẽ tạo ra sự nhầm lẫn hoặc mất phương hướng giải quyết ở
người học. Chỉ khi nào chứng minh được sự tồn tại của muối amoni thì mâu thuẩn mới
được giải quyết và người học mới có cơ hội hoàn thành được bài toán. Sau đây tôi xin
5
trình bày một số dạng toán về muối amoni, đặc biệt chú trọng bài toán chứng minh sự có
mặt của muối amoni khi cho chất khử tác dụng với HNO3.
2.3.2.2. Các dạng bài toán về muối amoni.
Dạng 1. Bài toán về ứng dụng của muối amoni.
Bài toán: Hãy giải thích vì sao khi bón các loại phân đạm NH 4NO3, (NH4)2SO4 thì độ
chua của đất tăng lên. Giải thích tại sao khi urê dùng làm phân đạm ảnh hưởng không
đáng kể lên độ chua của đất?
n =1, 2, 3 ta chọn nghiệm thích hợp là n = 1, M = 18 => Muối A là NH4HCO3
Nhận xét: Có nhiều khi chúng ta kết luận không có kim loại nào thỏa mãn hoặc nghĩ
mình đã giải sai nếu không xét đến muối moni.
Dạng 3: Chứng minh sự có mặt của muối amoni trong bài toán chất khử tác dụng
với dung dịch HNO3.
A. Bài toán đơn giản
Bài toán 1 : Cho vụn Zn vào dung dịch HNO3 loãng thu được dung dịch A và hỗn hợp
khí N2, N2O. Rót dung dịch NaOH cho đến dư vào dung dịch A thấy có khí thoát ra. Giải
thích thí nghiệm, viết phương trình hóa học của các phản ứng.
Bài giải :
Vì A tác dụng với dung dịch NaOH dư có khí thoát ra chứng tỏ A chứa muối amoni.
Phương trình hóa học :
4Zn+ 10HNO3
→
4Zn(NO3)2 + N2O +5H2O
5Zn+ 12HNO3
→
5Zn(NO3)2 + N2 +6H2O
4Zn+ 10HNO3
→
4Zn(NO3)2 + NH4NO3 +3H2O
chứa muối amoni.
2 - Từ bài toán này ta thay Zn bằng Mg, Al ta sẽ có bài tập tương tự.
B. Bài toán phức tạp :
Bài toán 2: Hòa tan hoàn toàn 1,68gam kim loại Mg vào V lít dung dịch HNO 3 0,25M
vừa đủ thu được dung dịch X và 0.448 lít (đktc) một chất khí Y duy nhất, nguyên chất.
Cô cạn dung dịch X được 11,16g muối khan (quá trình cô cạn không làm muối phân
hủy). Tìm công thức phân tử của khí Y và tính V.
Bài giải:
nMg =
1,68
24
= 0,07mol ; nY =
0,448
22,4
= 0,02mol
Sau cô cạn dung dịch X chắc chắn sản phẩm có Mg(NO3)2 0,07mol
=> mMg (NO3)2 = 0,07.148 = 10,36g < 11,16g
Vậy trong X còn có NH4NO3 với khối lượng 11,16 – 10,36 = 0,8g
=> số mol NH4NO3 =
0,8
80
Quá trình oxi hóa : Mg
Theo định luật bảo toàn e ta có: 0,14 = 0,08 + 0,02(5x-2y)
5x-2y =2. Nghiệm hợp lí là x=y=1 . Vậy sản phẩm là NO
số mol HNO3 = số mol H+ = 0,1+ 0,08 = 0,18 mol => V= 0,72 lít
Nhận xét :
1- Ở bài toán này học sinh có thể mắc một số sai lầm như sau:
8
- Cho rằng sản phẩm duy nhất
- Cho rằng bài toán thừa sữ kiện khối lượng muối
2- Phương pháp chứng minh đúng: Thấy được mâu thuẫn, khối lượng muối nitrat của
kim loại bé hơn khối lượng muối khan sau phản ứng do bài toán cho => sản phẩm chứa
muối amoni.
Bài toán 3: Cho 1,68gam Mg tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch HNO 3 aM thu được
dung dịch Y và 0,448 lít (đktc) khí NO duy nhất. Tính a và khối lượng muối thu được.
Bài giải:
Số mol Mg = 0,07 mol; số mol NO = 0,02 mol
Quá trình oxh:
Mg
→
Mg2+ + 2e
0,07
→
0,14(mol)
Ta có : Số mol HNO3 = số mol H+ =0,18 mol => a= 0,36 M
Khối lượng muối = 0,07.148 + 0,01.80 = 11.16 gam
Nhận xét :
1- Đây là bài toán tương tự bài toán 2 nhưng không cho khối lượng muối tạo thành. Nếu
thiếu cẩn thận học sinh có thể tính a và khối lượng muối như sau:
Số mol Mg(NO3)2= số mol Mg = 0,07 mol
=> khối lượng muối = 0,07.148 = 10,36 gam
NO3- + 4H+ + 3e
0,08
→
←
NO + 2H2O
0,02 (mol)
9
=> số mol HNO3 = số mol H+ = 0,08 mol => a= 0,08: 0,5 = 0,16 M
2- Cách chứng minh sự có mặt của muối amoni trong bài toán trên là: chứng minh được
số mol e do chất khử nhường lớn hơn số mol e do N +5 nhận tạo khí do vậy sản phẩm khử
có mặt muối amoni.
Phức tạp hơn nữa khi chất khử là một hỗn hợp.
Ta xét tiếp ví dụ sau:
Bài toán 4: Cho hỗn hợp X gồm 0,15 mol Mg, 0,35 mol Fe phản ứng với V lít dung dịch
HNO3 1M thu được dung dịch Y và hỗn hợp khí gồm 0,035 mol N 2O; 0,1 mol NO và
còn lại 2,8 gam kim loại. Tìm V?
Bài giải:
Khi phản ứng với HNO3 Mg sẽ phản ứng trước.
Quá trình khử:
NO3- + 10H+ + 8e
0,35
←
0,28
NO3- + 4H+ + 3e
0,4
←
0,3
→
→
N2O + 5H2O
→
0,035 (mol)
NO + 2H2O
← 0,1
(mol)
M A =19,2.2=38,4
A gồm 2 chất khí, trong đó có CO 2(M= 44>38,4)
⇒
khí còn lại có
M
Trái với kết quả nCO2 =
n NO =
a>b
⇒
→ N+2
2a + b + c
3
c
n NO > b+ >b = nCO
3
2
3
n NO vậy sản phẩm khí ngoài NO còn có NH 4NO3. Sản phẩm
2
đó chỉ có thể do Zn khử.
4Zn + 10HNO3
→
3FeCO3 + 10 HNO3
→
2Ag+ + 2OH-
→ Ag2O
+ H2O
Nung kết tủa:2Fe(OH)3
2Ag2O
→
→
Fe2O3 + 3H2O
4Ag + O2
Chất rắn thu được là:Fe2O3 , Ag
b=
3 b +c
( 3 )
2
b
160 + 180c= 5,64
2
Ta có:
n Al =
5,94
=0,22mol
27
nOH − = nNaOH = 19,25.2 =0,9625mol
1.40
Al
→
4 OH
Al 3 + +
→ [ Al (OH ) 4 ]
−
−
số mol OH- cần dùng để phản ứng với muối nhôm là = 4.0,22=0,88 mol < 0,925 mol ⇒
lượng OH- còn lại phải tiêu tốn để phản ứng với NH 4 + trong dung dịch B, vậy A là HNO 3
=> đáp án A.
Nhận xét:
1- Với bài toán này học sinh sẽ gặp khó khăn trong quá trình phán đoán axit A vì cả 4
chất đều phản ứng được với Al tạo khí. Với những em học sinh cẩn thận trong tính toán
mới nhận ra được sự có mặt của muối amoni từ đó chứng minh A là HNO3.
2- Cách chứng minh: So sánh lượng OH - cần phản ứng hết với muối của kim loại với
thực tế của HS.
- Tổ chức kiểm tra trước thực nghiệm (bài tự luận 45 phút) để kiểm tra khả năng học tập
của học sinh và chia đều đội tuyển thành 2 nhóm:
+ Nhóm đối chứng (ĐC): 5 HS.
+ Nhóm thực nghiệm (TN): 5 HS.
- Quá trình dạy đội tuyển:
+ Ở nhóm đối chứng, giáo viên dạy học theo hệ thống lý thuyết, hệ thống bài tập cũ.
+ Ở nhóm thực nghiệm, giáo viên dạy học theo hệ thống các dạng bài tập về cân bằng
của các hợp chất ít tan trong dung dịch điện li đã được biên soạn theo nội dung của đề tài
.
- Thời gian dạy chuyên đề: 3 buổi dạy (1 buổi lý thuyết và 2 buổi bài tập).
- Tiến hành kiểm tra và xử lý kết quả thực nghiệm:
+ Kiểm tra: Sau khi học xong chuyên dề, cho HS làm bài kiểm tra 45 phút.
14
+ Chấm bài kiểm tra theo thang điểm 10, sắp xếp kết quả kiểm tra theo thứ tự từ thấp
đến cao, phân thành 3 nhóm: Nhóm khá - giỏi (đạt các điểm 7, 8, 9, 10), nhóm trung bình
(đạt các điểm 5, 6), nhóm yếu, kém (đạt các điểm < 5).
+ Thống kê, xử lý, phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm.
+ So sánh kết quả kiểm tra giữa nhóm thực nghiệm và nhóm đối chứng, từ đó rút ra kết
luận về tính khả thi của đề tài.
+ Kết quả thực nghiệm sư phạm và đánh giá
15
Bảng 3.1: Kết quả kiểm tra trước thực nghiệm
Số học sinh đạt điểm Xi
0
0
0
1
2
1
0
1
0
0
5,6
ĐC
5
0
0
2
3
4
5
6
7
8
9
10
TN
5
0
0
0
0
1
1
1
0
6,8
2.4.4. Kết quả thực nghiệm sư phạm.
a) Nhận xét thu được từ phía học sinh.
Thông qua việc quan sát hoạt động học tập và trực tiếp trao đổi với HS về nội dung và
phương pháp dạy học mà chúng tôi đã triển khai, chúng tôi thu được một số nhận xét sau:
- Nội dung dạy học bố trí theo các dạng bài tập giúp học sinh có điều kiện tìm hiểu sâu
và rõ ràng hơn các kiến thức về lí thuyết và bài tập phần dung dịch điện li. Phát huy được
các năng lực tư duy của học sinh một cách tối đa.
- Việc chia thành các dạng bài tập có tác dụng nâng cao hứng thú học tập cho học sinh
một cách rõ ràng.
- Nghiên cứu trước tài liệu ở nhà giúp cho việc học ở trên lớp hiệu quả hơn rất nhiều so
với trường hợp không được nghiên cứu trước tài liệu.
b) Các kết quả thu được từ việc phân tích số liệu thực nghiệm sư phạm.
Từ kết quả xử lý số liệu kết quả thực nghiệm sư phạm cho thấy chất lượng học tập của
HS ở các nhóm TN cao hơn nhóm ĐC tương ứng, cụ thể:
* Từ số liệu các bảng thực nghiệm
16
- Tỷ lệ % học sinh TB, kém (từ 4 – 6 điểm) của hóm TN thấp hơn của hóm ĐC tương
ứng.
Trên cơ sở những kết quả thu được trong trong quá trình nghiên cứu và ứng dụng đề tài
chúng tôi có ý kiến đề xuất như sau:
+ Cần phải khuyến khích và tăng cường việc xây dựng các nội dung kiến thức dùng
bồi dưỡng HSG để có thêm tài liệu hổ trợ giáo viên và HS trong công tác bồi dưỡng HSG
môn hoá học THPT.
+ Sở GD-ĐT Thanh hoá nên tổ chức định kỳ các cuộc hội thảo về công tác “Bồi
dưỡng HSG” để các GV có cơ hội học hỏi, trao đổi kinh nghiệm với các đồng nghiệp.
18