BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC
VŨ HẢI NGỌC
HỆ THỐNG HÓA MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP NHẬN BIẾT
CHẤT VÔ CƠ TRONG CHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC PHỔ THÔNG
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
SƠN LA, NĂM 2016
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TÂY BẮC
VŨ HẢI NGỌC
HỆ THỐNG HÓA MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP NHẬN BIẾT
CHẤT VÔ CƠ TRONG CHƯƠNG TRÌNH
HÓA HỌC PHỔ THÔNG
Chuyên ngành: TN1
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC
Người hướng dẫn: ThS. Hoàng Thị Bích Nguyệt
SƠN LA, NĂM 2016
Lời cảm ơn
Trong quá trình nghiên cứu khóa luận em đã gặp không ít khó khăn. Song
được sự động viên và giúp đỡ của thầy cô, gia đình và bạn bè em đã hoàn thành
khóa luận của mình.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới cô giáo Thạc sĩ Hoàng Thị Bích
Nguyệt, người đã tận tình giúp đỡ em trong suốt quá trình nghiên cứu khóa luận.
Em cảm ơn thầy cô giáo bộ môn hóa học trường Đại học Tây Bắc đã động chia sẻ
và giúp đỡ em hoàn thành nhiệm vụ. Em chân thành cảm ơn Ban chủ nhiệm khoa
Sinh- Hóa, phòng QLKH và QHQT, các phòng ban trực thuộc trường Đại học
Tây Bắc đã tạo điều kiện cho em được nghiên cứu khóa luận này.
Cảm ơn các bạn sinh viên lớp K53 Đại học sư phạm Hóa Học đã cổ vũ,
động viên. Xin cảm ơn các giáo viên hóa học và các em học sinh trường trung
học phổ thông Mộc Lỵ đã giúp đỡ em trong quá trình thực nghiệm sư phạm tại
trường.
Em xin chân thành cảm ơn!
Sơn La, tháng 5 năm 2016
Sinh viên
Vũ Hải Ngọc
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1: Đặc điểm, tính chất vật lý đặc trưng của một số chất vô cơ
Bảng 2: Bảng nhận biết một số ion trong dung dịch
Bảng 3: Tổng hợp kết quả điều tra
Bảng 4: Phân tích kết quả học tập
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .............................................................................................................. 1
1. Lí do chọn đề tài ................................................................................................ 1
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của khóa luận ................................................................ 2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu khóa luận .................................................... 3
4. Giả thuyết khoa học........................................................................................... 3
5. Phương pháp nghiên cứu ................................................................................... 3
6. Đóng góp mới của khóa luận ............................................................................ 3
NỘI DUNG........................................................................................................... 4
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA KHÓA LUẬN .................................... 4
1.1. Bài tập hóa học ............................................................................................... 4
1.1.1. Khái niệm về bài tập hóa học ...................................................................... 4
1.1.2. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học ........................................................ 4
1.1.3. Vai trò của bài tập hóa học............................................................................. 5
1.1.4. Phân loại bài tập hóa học ............................................................................ 6
1.1.5. Kỹ thuật biên soạn (hay xây dựng) bài tập hóa học .................................... 7
1.2. Khái quát về bài tập nhận biết các chất hóa học ............................................ 8
1.2.1. Khái niệm về nhận biết các chất hóa học .................................................... 8
1.2.2. Nguyên tắc và yêu cầu khi giải bài tập nhận biết ....................................... 9
1.2.3. Các phương pháp nhận biết chất vô cơ trong chương trình hóa học phổ
thông .................................................................................................................... 12
1.2.3.1. Nhận biết bằng phương pháp vật lý ....................................................... 12
1.2.3.2. Nhận biết bằng phương pháp hóa học .................................................... 14
1.2.4. Phương pháp giải bài tập nhận biết chất vô cơ trong chương trình hóa học
phổ thông ............................................................................................................. 18
1.2.4.1. Phương pháp mô tả................................................................................. 18
1.2.4.2. Phương pháp kẻ bảng ............................................................................. 19
CHƯƠNG 2: HỆ THỐNG HÓA MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP NHẬN BIẾT
CƠ BẢN.............................................................................................................. 22
2.1. Dạng bài tập nhận biết bằng thuốc thử tự chọn ........................................... 22
2.1.1. Nhận biết chất rắn ..................................................................................... 22
2.1.3. Nhận biết chất khí ..................................................................................... 30
2.2. Dạng bài tập nhận biết với thuốc thử hạn chế .............................................. 31
2.3. Dạng bài tập không được dùng thuốc thử bên ngoài ................................... 39
2.4. Một số dạng bài tập nhận biết các chất vô cơ điển hình .............................. 43
2.4.1. Bài tập nhận biết chất vô cơ bằng thuốc thử tự chọn ................................ 43
2.4.2. Bài tập nhận biết chất vô cơ bằng thuốc thử hạn chế................................49
2.4.3. Bài tập nhận biết chất vô cơ không được dùng thuốc thử bên ngoài ............. 54
CHƯƠNG 3: THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM ................................................... 56
3.1. Mục đích của thực nghiệm sư phạm ............................................................ 57
3.2. Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm............................................................ 57
3.3. Nội dung thực nghiệm sư phạm ................................................................... 57
3.4. Phương pháp thực nghiệm sư phạm ............................................................. 57
3.5. Kết quả và xử lý kết quả thực nghiệm ......................................................... 57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................... 60
III.1. Kết luận ...................................................................................................... 60
III.2. Kiến nghị .................................................................................................... 60
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................ 61
PHỤ LỤC
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Trong những năm gần đây, cùng với đổi mới nội dung bài học, đổi mới
phương pháp dạy học đang là vấn đề cấp bách. Sự đổi mới đó nhằm phát huy
cao độ tính tích cực, độc lập, sáng tạo của người học, giúp họ tự chiếm lĩnh tri
thức, rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo. Sự đổi mới đó được thực hiện trong nghị quyết
IV của BCHTƯ Đảng cộng sản Việt Nam khóa VI: “Áp dụng những phương
pháp giáo dục hiện đại để bồi dưỡng cho học sinh, sinh viên năng lực tư duy,
sáng tạo, năng lực giải quyết vấn đề ”. Hay nghị quyết của hội nghị lần thứ IIBCHTƯ khóa II cũng đòi hỏi phải “Từng bước áp dụng những phương pháp
tiên tiến và phương pháp hiện đại vào quá trình dạy học”.
Xuất phát từ mục tiêu đào tạo của trường phổ thông và vai trò của hóa học
trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, có thể thấy môn hóa
học trong trường phổ thông có một vai trò hết sức quan trọng, môn học này cung
cấp cho học sinh những tri thức hóa học tương đối hoàn chỉnh các mối quan hệ
giữa công nghệ hóa học, môi trường, con người. Hóa học là môn khoa học trừu
tượng để nâng cao khả năng nhận thức cho người học đòi hỏi giáo viên hóa học
phải có phương pháp dạy học thích hợp để học sinh lĩnh hội được kiến thức,
phát triển khả năng tư duy và vận dụng kiến thức giải quyết vấn đề khoa học
một cách nhanh nhất, hiệu quả nhất.
Trong dạy học hóa học, bài tập hóa học có vai trò vô cùng to lớn. Bài tập
hóa học giúp học sinh nắm chính xác các khái niệm, đào sâu, mở rộng kiến thức
và các kĩ năng, kĩ xảo. Giúp cho giáo viên đánh giá được sự nhận thức của học
sinh, từ đó củng cố những nội dung quan trọng cho học sinh, đồng thời cũng là
phương tiện kiểm chứng chất lượng dạy và học. Trong chương trình hóa học phổ
thông, bài tập hóa học khá phong phú về loại, dạng vậy để phát triển cao độ khả
năng tư duy, khả năng vận dụng kiến thức của học sinh cần lựa chọn bài tập hợp
lí. Mục đích của việc làm bài tập không phải chỉ làm được nhiều bài mà là sự
khái quát phương pháp giải của từng dạng. Do đó, cần chú ý đến việc sử dụng
1
bài tập hóa học sao cho hợp lí, đúng mức nhằm nâng cao khả năng học tập của
học sinh.
Trong khuôn khổ có giới hạn của khóa luận, tôi chỉ giới thiệu việc sử dụng
bài tập nhận biết các chất vô cơ trong chương trình hóa học phổ thông. Trước
đây, điều kiện hóa chất, dụng cụ còn thiếu thốn. Giáo viên chưa phát huy được
hết vai trò của dạng bài tập định tính “Nhận biết các chất” trong môn hóa học
của trường trung học phổ thông vào việc ôn tập, hệ thống hóa những kiến thức
cơ bản của nội dung thực hiện một cách rộng rãi và có hiệu quả. Tuy nhiên, đổi
mới trong phương pháp bồi dưỡng kỹ năng giải bài tập cho học sinh vẫn còn
nhiều hạn chế, chưa phát huy hết tiềm lực tư duy, sáng tạo của học sinh.
Vì vậy, bài tập nhận biết các chất vô cơ là dạng bài tập khó cần yêu cầu
cao trong việc vận dụng kiến thức nên dễ mắc nhầm lẫn của học sinh. Do đó, để
giải quyết các vấn đề trên chúng ta cần hướng dẫn học sinh nắm chắc tính chất
vật lý và tính chất hóa học từ đó vận dụng sáng tạo, linh hoạt vào giải bài tập
nhận biết các chất vô cơ. Muốn vậy, người giáo viên phải có kiến thức vững
vàng, phong phú, luôn tự mình tìm tòi học hỏi bổ sung kiến thức cho mình và có
phương pháp dạy học thích hợp để giúp học sinh vận dụng và giải quyết các vấn
đề đặt ra.
Với những lí do trên, tôi đã mạnh dạn triển khai nghiên cứu khóa luận “Hệ
thống hóa một số dạng bài tập nhận biết chất vô cơ trong chương trình hóa
học phổ thông”.
2. Mục tiêu và nhiệm vụ của khóa luận
- Xác định nội dung và phương pháp nghiên cứu.
- Hệ thống hóa các dạng bài tập nhận biết các chất vô cơ thường gặp.
- Sưu tầm một số dạng bài tập về nhận biết các chất vô cơ trong chương
trình hóa học phổ thông và lời giải chi tiết.
- Phân tích và rút ra lưu ý cho mỗi bài tập nhận biết các chất vô cơ trong quá
trình giải bài tập.
- Thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng tính khả thi của khóa luận.
2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu khóa luận
- Lí thuyết và bài tập nhận biết chất vô cơ thuộc chương trình hóa học phổ thông.
- Học sinh ở một số trường trung học phổ thông.
4. Giả thuyết khoa học
Bài tập nhận biết thực chất là ta phải dựa vào phản ứng đặc trưng và các
hiện tượng hóa học xảy ra. Vì vậy, nếu giáo viên đánh giá đúng ý nghĩa của bài
tập nhận biết, biết cách khai thác việc sử dụng bài tập nhận biết sẽ giúp học sinh
hiểu về phản ứng hóa học, tính chất vật lí, hóa học của các chất vô cơ thì chắc
chắn học sinh sẽ hứng thú với dạng bài tập này và góp phần nâng cao hiệu quả
học tập môn hóa học ở trường trung học phổ thông.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lí luận: Đọc tài liệu liên quan đến phạm vi nghiên cứu của
khóa luận.
- Nghiên cứu thực tiễn: Trao đổi với giáo viên và học sinh phổ thông để
nắm được việc dạy và học tốt ở trường phổ thông, việc áp dụng để giải bài tập
đặc biệt là bài tập nhận biết các chất vô cơ.
- Thực nghiệm sư phạm và xử lý kết quả thực nghiệm.
6. Đóng góp mới của khóa luận
Đây là khóa luận đầu tiên nghiên cứu về các dạng bài tập nhận biết chất vô
cơ. Khóa luận này hoàn thành sẽ là tài liệu tham khảo cho sinh viên ngành hóa
của trường Đại học Tây Bắc và những độc giả yêu thích môn hóa học. Đồng thời
có thể là tài liệu tham khảo cho giáo viên và học sinh trong quá trình dạy và học
hóa học trong chương trình sách giáo khoa trung học phổ thông hiện nay.
3
NỘI DUNG
CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA KHÓA LUẬN
1.1. Bài tập hóa học
1.1.1. Khái niệm về bài tập hóa học
Bài tập hóa học là hệ thống các câu hỏi buộc nguời học (học sinh) vận
dụng các kiến thức lý thuyết để giải.
Là phương tiện cơ bản để dạy cho học sinh vận dụng kiến thức. Một trong
những tiêu chí đánh giá sự lĩnh hội tri thức hóa học là kỹ năng áp dụng tri thức
vào giải quyết các bài tập hóa học chứ không phải là kỹ năng kể lại tài liệu đã
học. Bài tập hóa học là một trong những phương tiện hiệu quả để giảng dạy môn
hóa, tăng cường và định hướng hoạt động tư duy của học sinh.
1.1.2. Ý nghĩa, tác dụng của bài tập hóa học
- Rèn luyện cho học sinh khả năng vận dụng được các kiến thức đã học
biến những kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng, của thầy thành kiến thức
của chính mình. Khi vận dụng được một kiến thức nào đó, kiến thức đó sẽ nhớ
được lâu.
- Đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú,
hấp dẫn. Chỉ có vận dụng kiến thức vào giải bài tập, học sinh mới nắm vững
kiến thức một cách sâu sắc.
- Ôn tập củng cố và hệ thống hóa kiến thức một cách thuận lợi nhất. Trong khi
ôn tập nếu chỉ đơn thuần ôn lại kiến thức học sinh sẽ chán vì không có gì mới, hấp
dẫn. Thực tế cho thấy học sinh khá và giỏi chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập.
- Rèn luyện cho học sinh các kỹ năng cần thiết về hóa học như cân bằng
phản ứng, kĩ năng tính toán theo công thức hóa học và phản ứng hóa học, kĩ
năng thực hành như đun nóng, nung, sấy, hòa tan, lọc,…. kĩ năng nhận biết các
hóa chất góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho học sinh.
- Phát triển năng lực nhận thức, rèn luyện trí thông minh cho học sinh. Một
bài tập có nhiều cách giải, có cách giải thông thường theo các bước quen thuộc
nhưng cũng có cách giải độc đáo, thông minh, rất ngắn gọn, mà lại chính xác.
4
Đưa ra một bài tập rồi yêu cầu học sinh giải bằng nhiều cách, tìm những cách
giải ngắn nhất là một cách rèn luyện trí thông minh cho các em.
- Giáo dục tư tưởng, đạo đức tác phong như rèn luyện tính kiên nhẫn, trung
thực, sáng tạo, chính xác, khoa học. Nâng cao lòng yêu thích bộ môn. Rèn luyện
tác phong lao động có văn hóa, lao động có tổ chức, có kế hoạch, gọn gàng,
ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc thông qua việc giải các bài tập thực nghiệm.
1.1.3. Vai trò của bài tập hóa học
Trong chương trình hóa học phổ thông, cùng với các bộ môn khoa học
khác, môn Hóa học giữ một vai trò quan trọng trong việc rèn luyện và phát triển
năng lực tự học cho học sinh. Nó giúp các em có một nền tảng kiến thức ban đầu
vững chắc để tiếp tục học cao hơn hay tham gia vào lao động sản xuất, có khả
năng thích ứng và ứng dụng khoa học kĩ thuật vào thực tiễn cuộc sống. Một
trong những xu hướng phát triển của bài tập hóa học hiện nay là tăng cường khả
năng tự học cho học sinh ở cả ba phương diện: lý thuyết, thực hành, ứng dụng.
Trong dạy và học môn hóa học, bài tập hóa học giữ vai trò hết sức quan trọng và
được sử dụng trong nhiều giai đoạn của quá trình học tập. Giải bài tập hóa học
thể hiện khả năng vận dụng sáng tạo kiến thức lí thuyết của học sinh vào từng
trường hợp cụ thể.
Bài tập hóa học giúp cho học sinh mở rộng, đào sâu, củng cố, hệ thống hóa
lại kiến thức một cách đa dạng, phong phú, hấp dẫn. Trong giai đoạn bài học
mới, học sinh đã biết và nắm vững được các lí thuyết chung như các khái niệm,
định luật, tính chất các chất…. là những kiến thức tổng quát, trừu tượng. Đến
khi giải bài tập học sinh vận dụng lí thuyết vào từng trường hợp cụ thể rất phong
phú đa dạng. Từ đó mà các kiến thức lí thuyết dần được củng cố và chính xác
hơn. Mặt khác khi giải bài tập học sinh không chỉ nhớ lại kiến thức mà còn giúp
các em tổng hợp và khái quát kiến thức từ nhiều bài, nhiều chương khác nhau.
Vì vậy các em nắm kiến thức một cách bền vững, tăng hiệu quả của việc tự học.
Bài tập hóa học là một trong những phương pháp để nâng cao hứng thú cho
học sinh trong quá trình học tập. Bài tập hóa học rèn luyện cho học sinh các kĩ
năng, kĩ xảo hóa học như cân bằng phương trình phản ứng theo phương trình
5
hóa học và công thức hóa học,…. khả năng vận dụng kiến thức đã biết vào thực
tiễn cuộc sống, lao động sản xuất và bảo vệ môi trường. Do đó việc tự học của
học sinh không còn nhàm chán, không chống đối, nâng cao ý thức tự giác, làm
việc độc lập cho các em.
1.1.4. Phân loại bài tập hóa học
Hiện nay có nhiều cách phân loại bài tập khác nhau, mỗi cách phân loại đều có
những ưu điểm riêng. Cụ thể:
- Dựa vào tính chất hoạt động của học sinh khi giải bài tập có thể chia thành bài
tập lí thuyết (khi giải không phải làm thí nghiệm) và bài tập thực nghiệm (khi
giải phải làm thí nghiệm).
- Dựa vào chức năng của bài tập có thể chia thành bài tập đòi hỏi sự tái hiện kiến
thức (biết, hiểu, vận dụng), bài tập rèn tư duy độc lập, sáng tạo (phân tích, tổng
hợp, đánh giá).
- Dựa vào tính chất của bài tập có thể chia thành bài tập định tính và định lượng.
- Dựa vào kiểu hay dạng bài tập có thể chia thành:
+ Bài tập xác định công thức phân tử của hợp chất
+ Bài tập xác định thành phần % của hỗn hợp
+ Bài tập nhận biết các chất
+ Bài tập tách các chất ra khỏi hỗn hợp
+ Bài tập điều chế các chất
+ Bài tập bằng hình vẽ
- Dựa vào khối lượng kiến thức có thể chia thành bài tập đơn giản hay phức tạp
(hoặc cơ bản hay tổng hợp).
- Dựa vào nội dung có thể chia thành: Bài tập có nội dung thuần tuý hoá học, bài
tập có nội dung gắn với thực tiễn (bài tập thực tiễn).
Trên thực tế dạy học, sự phân loại trên chỉ là tương đối. Có những bài vừa có nội
dung thuộc bài tập định tính lại vừa có nội dung thuộc bài tập định lượng hoặc
trong một bài có thể có phần trắc nghiệm khách quan cùng với giải thích, viết
phương trình hóa học...
6
1.1.5. Kỹ thuật biên soạn (hay xây dựng) bài tập hóa học
Kỹ thuật biên soạn (hay xây dựng) bài tập hóa học gồm kỹ thuật biên soạn
(hay xây dựng) bài tập tự luận và kỹ thuật biên soạn (hay xây dựng) bài tập trắc
nghiệm. Trong phạm vi nghiên cứu của khóa luận ta chỉ xét về bài tập tự luận.
*Kỹ thuật biên soạn bài tập tự luận:
a) Cơ sở thiết kế bài tập hóa học tự luận
Nội dung của bài tập được xây dựng luôn chú ý đến hai cơ sở đó là:
- Khả năng phát triển tư duy hóa học cho học sinh.
- Rèn luyện các kĩ năng phân tích hóa học cơ bản ở trường phổ thông
b)Sáu nguyên tắc khi thiết kế bài tập tự luận:
1. Căn cứ trên khối lượng kiến thức học sinh đã nắm được để lựa chọn các
bài tập phù hợp và học sinh có khả năng giải quyết được.
2. Qua việc giải bài tập của học sinh có thể đánh giá được chất lượng học
tập, phân loại được học sinh, sử dụng xen kẽ giữa bài khó, trung bình và dễ để
học sinh khá không chủ quan mà học sinh kém cũng không nản lòng. Ngoài ra
bài tập đưa ra phải có tính khái quát giúp học sinh tư duy sáng tạo chứ không
phải dạng bài tập “sao chép” trong sách giáo khoa hay bài giảng.
3. Căn cứ vào trương trình giảng dạy, nên xây dựng thành một hệ thống bài
tập hóa học tự luận, phù hợp với mức độ của từng khối lớp, kết hợp với khâu ôn
luyện thường xuyên để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo cho học sinh trong việc giải bài
tập loại này.
4. Chất lượng bài tập hóa học tự luận, hứng thú trong khi giải bài tập của
học sinh được nâng lên rất nhiều nếu bài tập được chọn có chứa đựng các nội
dung sau đây:
- Gắn liền với kiến thức khoa học về hóa học hoặc các môn học khác, gắn
liền với thực tiễn sản xuất hoặc đời sống, sức khỏe, môi trường…
- Bài tập có thể giải theo nhiều cách, trong đó có cách giải ngắn gọn nhưng
đòi hỏi học sinh phải hình thành và phát triển tư duy, sáng tạo khoa học logic
hoặc cần có sự suy luận cần thiết kết hợp với kĩ năng giải các bài tập hóa học.
7
5. Giáo viên có thể lựa chọn một số bài tập trong các tài liệu tham khảo,
sách bài tập để học sinh rèn luyện thêm.
6. Sau khi xây dựng hệ thống bài tập, phải có đáp án luôn cho bài tập sau
đó. Có thể cho thang điểm cho bài tập cho từng phần. Trước khi đưa bài tập vào
kiểm tra, phải rà soát lại, cần thiết phải tham khảo ý kiến đồng nghiệp, chuyên
gia tránh sai sót trong bài tập đó.
1.2. Khái quát về bài tập nhận biết các chất hóa học
1.2.1. Khái niệm về nhận biết các chất hóa học
Nhận biết các chất hóa học là quá trình dùng các phương pháp vật lý,
phương pháp hóa học nhằm gây ra các hiện tượng mà giác quan có thể cảm nhận
được: hiện tượng sủi bọt khí, đổi màu, tạo màu, hiện tượng hòa tan… Nhằm tìm
ra các chất, hỗn hợp bị mất nhãn hoặc bị hỗn tạp trong hỗn hợp.
- Tiến trình làm bài tập nhận biết:
+ Trích mẫu thử
+ Chọn thuốc thử
+ Cho mẫu thử vào thuốc thử hoặc ngược lại
+ Dự đoán hiện tượng “Nếu …… thì”
+ Viết phương trình hóa học minh họa.
Ví dụ 1:
Có 3 ống nghiệm mỗi ống đựng 1 dung dịch các chất sau: HCl, NaNO 3,
Na2SO4. Trình bày phương pháp hóa học để nhận biết các dung dịch đó. Viết
phương trình phản ứng minh họa?
Hướng dẫn: Trích các mẫu thử để nhận biết
- Nhúng quỳ tím vào 3 mẫu thử:
+ Nếu quỳ tím chuyển đỏ thì mẫu thử đó là dung dịch HCl
+ 2 mẫu thử còn lại không làm đổi màu quỳ.
- Nhỏ vài giọt dd BaCl2 vào 2 mẫu thử còn lại:
+ Mẫu thử nào xuất hiện chất rắn trắng, mẫu thử đó là dung dịch Na2SO4 .
PTHH:
BaCl2
+
Na2SO4
BaSO4↓
(màu trắng)
8
+
2 NaCl
+ Mẫu thử còn lại là dung dịch NaNO3
Ví dụ 2:
Nhận biết các chất sau đây chỉ bằng một hóa chất tự chọn: MgCl2, FeCl2,
FeCl3, AlCl3. Viết các phương trình phản ứng?
Hướng dẫn: Trích các mẫu thử để nhận biết
- Dùng dung dịch NaOH dư:
+ Nhận ra được MgCl2 vì tạo ra kết tủa trắng không tan Mg(OH)2
MgCl2 + 2NaOH Mg(OH)2 +
2NaCl
+ Nhận ra được FeCl3 vì tạo ra kết tủa nâu đỏ không tan Fe(OH)3
FeCl3 + 3NaOH 3NaCl + Fe(OH)3
+ Nhận ra được FeCl2 vì kết tủa trắng Fe(OH)2 để ngoài không khí tạo ra
kết tủa nâu đỏ không tan Fe(OH)3
FeCl2 + 2 NaOH 2 NaCl + Fe(OH)2
4Fe(OH)2 + O2 + 2 H2O 4Fe(OH)3
+ Nhận ra được AlCl3 vì tạo ra kết tủa trắng Al(OH)3 sau đó tan trong
NaOH dư
3NaOH + AlCl3 Al(OH)3 + 3 NaCl
NaOH + Al(OH)3 NaAlO2 +2 H2O
1.2.2. Nguyên tắc và yêu cầu khi giải bài tập nhận biết
Muốn nhận biết hay phân biệt các chất ta phải dựa vào phản ứng đặc trưng
và có các hiện tượng: như có chất kết tủa tạo thành sau phản ứng, đổi màu dung
dịch, giải phóng chất có mùi hoặc có hiện tượng sủi bọt khí. Hoặc có thể sử
dụng một số tính chất vật lí (nếu như bài cho phép) như nung ở nhiệt độ khác
nhau, hoà tan các chất vào nước.
Phản ứng hoá học được chọn để nhận biết là phản ứng đặc trưng đơn giản
và có dấu hiệu rõ rệt. Trừ trường hợp đặc biệt, thông thường muốn nhận biết n
hoá chất cần phải tiến hành (n – 1) thí nghiệm.
Tất cả các chất được lựa chọn dùng để nhận biết các hoá chất theo yêu cầu
của đề bài, đều được coi là thuốc thử.
9
Lưu ý:
- Khái niệm phân biệt bao hàm ý so sánh (ít nhất phải có hai hoá chất trở lên)
nhưng mục đích cuối cùng của phân biệt cũng là để nhận biết tên của một số hoá
chất nào đó.
+ Để phân biệt các chất A, B, C, D chỉ cần nhận ra các chất A, B, C còn lại là
chất D (nhận biết riêng lẻ).
+ Để phân biệt các chất A, B, C, D cần phải xác định tất cẩ các chất, không
bỏ chất nào. Vì còn một chất mà không qua kiểm chứng chưa chắc chắn đã nhận
biết được đó là chất gì (nhận biết các chất trong hỗn hợp).
- Trong nhận biết vầ phân biệt cần xác định rõ:
+ Chất cần xác định hay phân biệt (có thể đựng riêng trong từng lọ, nằm
chung trong cùng một hỗn hợp hay dung dịch)
+ Thuốc thử (chất cần dùng để nhận biết) có các tổng hợp sau:
Tùy chọn thuốc thử
Dùng thuốc thử hạn chế (số lượng thuốc thử, loại thuốc thử được giới hạn)
Không dùng thêm thuốc thử (dùng ngay các chất cần nhận biết làm thuốc thử).
- Trong phạm vi khóa luận chỉ xét về bài tập nhận biết các chất vô cơ trong
chương trình hóa học phổ thông.
- Một số thuốc thử dùng để nhận biết các chất vô cơ thông dụng:
Bảng 1: Đặc điểm, tính chất vật lý đặc trưng của một số chất vô cơ
Chất
Đặc điểm
H2
Không màu, không mùi
Cl2
Màu vàng lục, mùi hắc xốc
HCl (khí)
Không màu, mùi hắc xốc
H2S (khí)
Không màu, mùi trứng thối
SO2
Không màu, mùi hắc xốc
CO2
Không màu, không mùi
NH3
Không màu, mùi khai
NO2
Màu nâu đỏ, mùi hắc xốc
10
O2
Không màu, không mùi, duy trì sự cháy
O3
Không màu, mùi hắc xốc
H2O
Không màu, không mùi
CO
Không màu, không mùi
CO2
Không màu, không duy trì sự cháy
Bảng 2: Bảng nhận biết một số ion trong dung dịch
Ion
Thuốc thử
Hiện tượng - PTPƯ
Na+
Ngọn lửa đèn cồn
Ngọn lửa có màu vàng rất đậm
K+
Ngọn lửa đèn cồn
Ngọn lửa màu tím
Ca2+
Dùng dd Na2CO3
Tạo kết tủa trắng
Ca2+ + Na2CO3 CaCO3↓ + 2Na+
Ba2+
Dùng dd SO42-
Tạo kết tủa trắng
Ba2+ + SO42- BaSO4↓
Al3+
Dùng dd OH-
Tạo kết tủa trắng keo rồi tan
Al3+ + 3OH- Al(OH)3↓
OH- + Al(OH)3↓AlO2- + 2H2O
Cr3+
Dùng dd OH-
Tạo kết tủa rồi tan
Cr3+ + 3OH- Cr(OH)3↓
OH- + Cr(OH)3↓CrO2- + 2H2O
Pb2+
Dùng dd Na2S
Tạo kết tủa đen
Pb2+ + S2- PbS↓
Ag+
Dùng dd NaCl
Tạo kết tủa trắng
Ag+ + Cl- AgCl↓
NH4+
Dùng dd OH-
Có khí mùi khai bay ra
NH4+ + OH- NH3 + H2O
NO3 -
Dùng bột Cu và dd
Bột Cu tạo dd xanh lam, có khí không màu NO
H2SO4
hóa nâu ngoài không khí
3Cu + 2NO3- + 8H+ 2NO + 4H2O + 3Cu2+
11
2NO + O2 2NO2↓
SO32-
Dùng dd HCl
Có khí SO2 mùi hắc bay ra
SO32- + 2H+ SO2 + H2O
SO42-
Dùng dd BaCl2
Tạo kết tủa trắng
Ba2+ + SO42- BaSO4↓
Cl-
Dùng dd AgNO3
Tạo kết tủa trắng
Ag+ + Cl- AgCl↓
Br-
Dùng dd AgNO3
Tạo kết tủa vàng nhạt
Ag+ + Br- AgBr↓
I-
Dùng dd AgNO3
Tạo kết tủa vàng đậm
Ag+ + I- AgI↓
CO32-
Dùng dd HCl
Có khí CO2 bay ra
CO32- + 2H+ CO2 + H2O
PO43-
Dùng dd AgNO3
Tạo kết tủa vàng
3Ag+ + PO43- Ag3PO4↓
S2-
Dùng dd Pb(NO3)2
Tạo kết tủa đen
Pb2+ + S2- PbS↓
Lưu ý: Một số dung dịch muối làm chuyển màu quỳ tím:
- Dung dịch muối cacbonat, sunfua, photphat của kim loại kiềm làm quỳ tím
chuyển màu xanh.
- Dung dịch muối (NH4)2SO4, NH4Cl, NH4NO3, AgNO3, AlCl3, Al(NO3)3, muối
hiđrosunfat của kim loại kiềm làm quỳ tím hóa đỏ.
1.2.3. Các phương pháp nhận biết chất vô cơ trong chương trình hóa
học phổ thông
1.2.3.1. Nhận biết bằng phương pháp vật lý
a, Phương pháp định tính
* Cách làm: Căn cứ vào sự khác nhau về tính chất vật lý giữa các chất như: nhiệt
độ sôi, độ tan, trạng thái tồn tại, màu sắc, mùi, tính dẫn điện, dẫn nhiệt, tính từ…
để nhận biết.
12
Ví dụ:
Bằng phương pháp vật lý hãy nhận biết các lọ mất nhãn sau: F2, Cl2, Br2,
I2, S?
Hướng dẫn:
Quan sát lần lượt từng lọ ống nghiệm thấy:
- Lọ nào chứa khí màu vàng nhạt đó là khí F2
- Lọ nào chứa khí màu vàng lục đó là lọ đựng khí Cl2
- Lọ nào bên trong là chất lỏng có màu vàng nâu đó là lọ chứa dung dịch Br2
Quan sát tiếp thấy lọ nào ở trạng thái rắn, có màu nâu tím là lọ đựng I2.
Lọ còn lại chứa bên trong chất rắn màu vàng là lọ đựng bột S.
b, Phương pháp định lượng
* Cách làm: Dùng một số phương pháp như cân, đo, đếm… để nhận biết các chất.
Ví dụ:
Dựa vào tính chất vật lý hãy phân biệt 3 bình chứa 3 chất bột kim loại có
màu trắng bạc bị mất nhãn: Fe, Al, Ag ?
Hướng dẫn:
- Dùng nam châm thử, kim loại bị nam châm hút là Fe.
- Cân cùng một thể tích chất bột 2 kim loại còn lại:
+ Chất bột nào nhẹ hơn là Al
+ Chất bột nào nặng hơn là Ag.
Bài tập:
Dựa vào tính chất vật lí, hãy nhận biết:
a, 3 lọ mất nhãn đựng 3 chất bột sau: bột sắt, bột lưu huỳnh, bột than
b, 3 lọ mất nhãn đựng 3 chất khí sau: khí Clo, khí cacbonđioxit và khí hiđrosunfua
Nhận xét:
Nhận biết các chất vô cơ bằng phương pháp vật lý là nắm vững các kiến
thức về những tính chất vật lí tiêu biểu, đặc trưng của mỗi chất nhằm phát hiện,
nhận biết ra các chất. Tuy nhiên đối với phương pháp này, phạm vi áp dụng và
thực hiện rất hạn chế. Đặc biệt, có một số hóa chất cần nhận biết mang tính chất
độc hại, nguy hiểm đối với con người. Ví dụ : muối Hg2+, Hg+, Pb2+...
13
Do hạn chế của phương pháp này, nên chúng ta thường sử dụng phương
pháp hóa học để nhận biết hóa chất. Thông qua phương pháp này giúp học sinh
phát huy khả năng vận dụng sáng tạo, tư duy logic và rèn luyện khả năng giải
thích hiện tượng, viết phương trình phản ứng hóa học xảy ra.
1.2.3.2. Nhận biết bằng phương pháp hóa học
Nhận biết bằng phương pháp hóa học là phương pháp nhận biết các chất
bằng phản ứng hóa học hay bằng dấu hiệu hóa học thông qua việc tạo sản phẩm
là chất khí, tạo kết tủa, tạo dung dịch có màu... Dạng bài tập này dựa vào dấu
hiệu đặc trưng khi các chất hóa học phản ứng với nhau tạo ra sản phẩm có dấu
hiệu rõ ràng như có sự thay đổi màu sắc, trạng thái tồn tại...
Nếu các chất đã cho đều có dấu hiệu chưa thể nhận biết rõ thì ta nên
chuyển hóa chúng thành một chất trung gian, rồi lại dùng thuốc thử nhận biết
chúng, sau đó suy ra từng chất tương ứng ban đầu.
Ví dụ:
Bằng phương pháp hóa học, hãy nhận biết các khí đựng trong các bình
riêng biệt sau: CO, CO2, SO2, SO3, H2?
Hướng dẫn:
- Dẫn từng khí lội qua dung dịch BaCl2 nhận biết SO3 tạo kết tủa trắng.
- Dẫn các khí còn lại qua dung dịch nước Brom nhận biết SO2 làm mất màu
nước Brom.
- Các khí còn lại dẫn qua dung dịch nước vôi trong nhận biết CO2 làm đục nước
vôi trong.
- Hai khí còn lại đốt trong oxi rồi dẫn qua dung dịch nước vôi trong.
+ Nếu khí làm đục nước vôi trong là CO2 chất ban đầu là CO
+ Khí không phản ứng là H2O chất ban đầu là H2.
SO3 + BaCl2 + H2O BaSO4 + 2 HCl
SO2 + Br2 + 2 H2O 2 HBr + H2SO4
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
t
2CO + O2
2 CO2
o
a, Nhận biết các chất riêng biệt
14
Theo mức độ từ đơn giản đến phức tạp, chia thành 3 dạng:
Dạng 1: Dùng thuốc thử không hạn chế
* Cách làm: Có thể tùy ý chọn thuốc thử cho phù hợp. Tuy nhiên, phải tìm thuốc
thử cho các phản ứng đặc trưng.
Ví dụ 1:
Có 3 ống nghiệm, mỗi ống đựng 1 dung dịch các chất sau: K2SO4, HCl,
KNO3. Trình bày phương pháp hóa học để nhận biết các dung dịch đó. Viết
phương trình phản ứng minh họa?
Hướng dẫn:
Lấy mỗi ống nghiệm 1 ít dung dịch để làm mẫu thử
- Nhúng quỳ tím vào 3 mẫu thử:
+ Nếu quỳ tím chuyển đỏ, mẫu thử đó là dung dịch HCl.
+ Hai mẫu thử còn lại không làm quỳ tím chuyển màu.
- Nhỏ vài giọt dd BaCl2 vào 2 mẫu thử còn lại:
+ Mẫu thử nào xuất hiện chất rắn trắng, mẫu thử đó là dung dịch K2SO4 .
PTHH:
BaCl2
+
K2SO4
BaSO4↓
+
2 KCl
(màu trắng)
+ Mẫu thử còn lại là dung dịch KNO3.
Ví dụ 2:
Bằng phương pháp hóa học, hãy nhận biết các dung dịch sau: NaOH, BaCl2,
Ba(OH)2, NaCl. Viết phương trình phản ứng minh họa?
Hướng dẫn:
Trích các mẫu thử để nhận biết
Dùng quỳ tím chia làm 2 nhóm:
+ Nhóm 1: NaOH, Ba(OH)2 làm quỳ tím hóa xanh.
+ Nhóm 2: BaCl2, NaCl không làm đổi màu quỳ.
- Cho dung dịch Na2SO4 . Kết quả ở 2 nhóm như sau:
+ Nhóm 1: Ba(OH)2 phản ứng tạo kết tủa trắng
Ba(OH)2
+ Na2SO4 BaSO4 + 2 NaOH
Còn lại là NaOH
15
+ Nhóm 2: BaCl2 phản ứng tạo kết tủa trắng
BaCl2 + Na2SO4 BaSO4 + 2 NaCl
Còn lại là NaCl
Dạng 2: Dùng thuốc thử hạn chế
* Cách làm: Ngoài thuốc thử cho phép, phải tìm thêm thuốc thử khác bằng cách:
- Dùng chất vừa tìm được
- Dùng sản phẩm của các phản ứng xảy ra
- Điều chế thuốc thử mới từ các chất có trong bài...
Ví dụ 1:
Chỉ dùng 1 thuốc thử, hãy nhận biết 4 ống nghiệm không nhãn chứa 4 dung
dịch: Na2SO4, Na2CO3, HCl, Ba(NO3)2. Viết phương trình hóa học minh họa ?
Hướng dẫn:
Lấy mỗi ống nghiệm 1 ít dung dịch để làm mẫu thử
- Cho sắt vào 4 mẫu thử:
Mẫu thử nào sủi bọt, mẫu đó là dung dịch HCl
PTHH:
2HCl
+
H2
Fe
+
FeCl2
- Lấy một ít dung dịch HCl vừa nhận biết được ở trên cho vào 3 mẫu thử còn lại.
Mẫu thử nào sủi bọt, mẫu thử đó là dung dịch Na2CO3
PTHH:
2HCl
+ Na2CO3
2NaCl
+
CO2
+
H2O
- Lấy một ít dung dịch Na2CO3 vừa nhận biết được cho vào 2 mẫu thử còn lại.
Mẫu thử nào tạo chất rắn màu trắng, mẫu thử đó là dung dịch Ba(NO3)2
PTHH:
Ba(NO3)2
+
Na2CO3
BaCO3↓
+
2 NaNO3
(màu trắng)
+ Mẫu thử còn lại là dung dịch Na2SO4.
Ví dụ 2:
Nhận biết các chất sau đây chỉ bằng một hóa chất tự chọn: Na2SO4 ,
H2SO4, MgSO4, Na2CO3. Viết phương trình hóa học minh họa ?
Hướng dẫn: Trích các mẫu thử để nhận biết
- Dùng dung dịch NaOH dư:
+ Nhận ra được MgSO4 vì tạo ra kết tủa trắng không tan Mg(OH)2
16
MgSO4 + 2NaOH
Mg(OH)2
+
Na2SO4
+ Lấy kết tủa không tan Mg(OH)2 cho vào mẫu thử của các dung dịch còn
lại nhận biết được dung dịch H2SO4 do làm tan kết tủa.
H2SO4 +
Mg(OH)2
MgSO4
+
2 H2O
- Dùng H2SO4 cho vào 2 mẫu thử của 2 dung dịch còn lại nhận biết được
Na2CO3 do có bọt khí CO2 thoát ra.
Na2CO3 + H2SO4
Na2SO4 +
CO2 + H2O
- Còn lại là Na2SO4
Dạng 3: Không dùng thuốc thử
* Cách làm: Dùng ngay hóa chất cần nhận biết làm thuốc thử. Cụ thể, thường
trộn lần lượt từng cặp các chất với nhau từ đó rút ra kết luận.
Ví dụ:
Không dùng hóa chất nào khác hãy nhận biết các dung dịch bị mất nhãn sau:
Ba(HCO3)2, Na2CO3, NaHCO3, Na2SO4, NaHSO3, NaHSO4. Viết các phương
trình hóa học có thể xảy ra?
Hướng dẫn: Trích các mẫu thử để nhận biết
- Đun nóng 6 dung dịch:
+ Nhận ra Ba(HCO3)2 vẩn đục và có khí thoát ra.
+ Nhận ra NaHSO3 có khí mùi hắc thoát ra.
Ba(HCO3)2 Ba CO3 + CO2 + H2O
2NaHSO3 Na2SO3 + SO2 + H2O
- Dùng Ba(HCO3)2 nhận ra:
+ NaHSO4 có kết tủa và khí bay ra.
Ba(HCO3)2 + 2NaHSO4 Na2SO4 + Ba SO4 + 2CO2 + 2H2O
+ 2 dung dịch Na2CO3 và Na2SO4 chỉ tạo kết tủa
Ba(HCO3)2 + Na2CO3 Ba CO3 + 2 NaHCO3
Ba(HCO3)2 + Na2SO4 Ba SO4 + 2 NaHCO3
- Dùng NaHSO4 nhận được Na2CO3 do Na2SO4 không phản ứng.
Na2CO3+ 2NaHSO4 2 Na2SO4 + CO2 + H2O
b, Nhận biết các chất trong cùng một hỗn hợp
17
*Chú ý:
Nhận biết hỗn hợp cần lưu ý các chất khác có cùng phản ứng dặc trưng hoặc
gây phản ứng khác làm “nhiễu” phản ứng đặc trưng của chất ta cần nhận biết.
Nếu cần phải tách chúng ra trước.
Ví dụ:
Bằng phương pháp hóa học làm thế nào để nhận ra sự có mặt của mỗi khí
trong hỗn hợp gồm: CO, CO2, SO2, SO3. Viết phương trình phản ứng ?
Hướng dẫn:
- Dẫn hỗn hợp khí đi qua dung dịch BaCl2 nếu thấy xuất hiện kết tủa trắng
BaSO4 thì đó là SO3
SO3 + H2O + BaCl2 BaSO4 + 2HCl
- Dẫn 3 khí còn lại tiếp tục đi qua dung dịch nước Br2 nếu làm mất màu dung
dịch nước Br2 thì đó là khí SO2
SO2 + 2 H2O + Br2 H2SO4 + 2HBr
- Dẫn 2 khí còn lại đi qua dung dịch nước vôi trong nếu thấy nước vôi trong vẩn
đục thì đó là CO2
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
- Khí còn lại không bị hấp thụ đem dẫn qua bột CuO đun nóng thấy có sự thay
đổi từ màu đen sang màu đỏ.
CuO
+
CO
(màu đen)
Cu +
CO2
(màu đỏ)
1.2.4. Phương pháp giải bài tập nhận biết chất vô cơ trong chương
trình hóa học phổ thông
1.2.4.1. Phương pháp mô tả
Gồm 4 bước:
Bước 1:
Trích mẫu thử ra một ít, cho vào các ống nghiệm riêng biệt (đánh số).
Bước 2:
Chọn thuốc thử thích hợp (tùy theo yêu cầu đề bài: thuốc thử tùy chọn, hạn
chế hay không dùng thuốc thử nào khác).
18
Bước 3:
Cho vào các ống nghiệm ghi nhận các hiện tượng và rút ra kết luận đã nhận
biết, phân biệt được hóa chất nào.
Bước 4:
Viết phương trình hóa học minh họa (có thể lồng ghép với bước 3).
Ví dụ:
Không được dùng thêm thuốc thử nào khác, hãy nhận biết các dung dịch sau
bằng phương pháp hóa học: HCl, H2SO4, Na2CO3, BaCl2
Hướng dẫn:
Lần lượt cho một mẫu thử tác dụng với 3 mẫu còn lại. Sau 12 lượt thí
nghiệm, ta có bảng như sau:
HCl
H2SO4
Na2CO3
HCl
H2SO4
Na2CO3
trắng
trắng
trắng
BaCl2
BaCl2
trắng
Dựa vào bảng trên, ta thấy:
- Ở lượt thí nghiệm nào có khí thoát ra, có kết tủa trắng và không phản
ứng thì chất nhỏ vào là H2SO4
- Mẫu thử tạo khí là Na2CO3
- Mẫu thử tạo kết tủa trắng là BaCl2
- Mẫu thử không phản ứng là HCl.
Na2CO3 + H2SO4 Na2SO4 + CO2 + H2O
BaCl2 + H2SO4 BaSO4 + 2HCl
1.2.4.2. Phương pháp kẻ bảng
Phương pháp này thường được sử dụng cho các dạng bài tập nhận biết
không dùng thêm thuốc thử.
19