skkn cân BẰNG PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXI hóa KHỬ dựa vào sự THAY đổi số OXI hóa
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (415 KB, 21 trang )
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ TÀI:
“CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
DỰA VÀO SỰ THAY ĐỔI SỐ OXI HÓA”
Quảng Bình, tháng 1 năm 2019
1
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
ĐỀ TÀI:
“CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH PHẢN ỨNG OXI HÓA - KHỬ
DỰA VÀO SỰ THAY ĐỔI SỐ OXI HÓA”
Họ và tên: Trần Xuân Diễn
Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn
Đơn vị công tác: Trường THPT
Nguyễn Hữu Cảnh – Quảng Ninh - Quảng Bình.
Quảng Bình, tháng 1 năm 2019
2
I. PHẦN MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài
Nghị quyết 29-NQ/TW ngày 04 tháng 11 năm 2013 khẳng định “Đổi mới căn
bản, toàn diện giáo dục và đào tạo, đáp ứng yêu cầu công nghiệp hóa, hiện
đại hóa trong điều kiện kinh tế thị trường xã hội chủ nghĩa và hội nhập quốc
tế”. Mục tiêu đối với giáo dục phổ thông, tập trung phát triển trí tuệ, thể chất,
hình thành phẩm chất, năng lực công dân, phát hiện và bồi dưỡng năng khiếu,
định hướng nghề nghiệp cho học sinh. Nâng cao chất lượng giáo dục toàn diện,
chú trọng giáo dục lý tưởng, truyền thống, đạo đức, lối sống, ngoại ngữ, tin học,
năng lực và kỹ năng thực hành, vận dụng kiến thức vào thực tiễn. Phát triển khả
năng sáng tạo, tự học, khuyến khích học tập suốt đời. Nhằm cụ thể hóa mục tiêu
trên mỗi một giáo viên không ngừng học tập, sáng tạo trong dạy học đáp ứng
với sự phát triển của xã hội, qua thực tiễn dạy học nắm bắt những vấn đề trọng
tâm của bộ môn Hóa học và những điểm yếu mà học sinh thường gặp nhất là
việc cân bằng các phản ứng hóa học nói chung và cân bằng phương trình phản
ứng oxi hóa khử nói riêng. Cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử là một
trong những dạng bài tập lý thuyết cơ bản của chương trình hóa học. Trong thực
tế số học sinh không làm được loại bài tập này còn chiếm một tỷ lệ khá cao. Hơn
nữa, hiện nay phương pháp kiểm tra- đánh giá kết quả học tập môn hóa học
bằng trắc nghiệm khách quan với lượng bài tập rất đa dạng và phong phú. Muốn
đạt kết quả cao trong giảng dạy, chúng ta phải cải tiến cả nội dung và phương
pháp dạy học. Vì vậy để học sinh ít tốn thời gian cho loại bài tập liên quan đến
cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử thì ta cần có một phương pháp cân
bằng phương trình nhanh, dễ hiểu, có hệ thống.
Theo tôi nguyên nhân khiến các em cân bằng phương trình phản ứng oxi
hóa khử không đúng và nếu có đúng thì thường mất rất nhiều thời gian là do
chưa có một phương pháp dễ hiểu, đơn giản. Vì vậy, với mong muốn của bản
thân để giúp các em có một phương pháp cân bằng đúng, nhanh các phản ứng
oxi hóa khử và nhất là tạo tiền đề cho việc phát triển tư duy của các em ở các
3
lớp trên nên tôi đã chọn đề tài: “cân bằng phương trình phản ứng oxi hóakhử dựa vào sự thay đổi số oxi hóa’’
1.2 Điểm mới của đề tài
- Tạo nên sự hứng thú học tập cho học sinh trong các giờ học Hóa học.
- Rèn luyện khả năng cân bằng nhanh phương trình hóa học cho học sinh để
giải quyết các bài tập có liên quan.
- Giúp học sinh có thêm kiến thức về phản ứng oxi hóa khử.
- Thực nghiệm sư phạm tại một số lớp mình đang dạy để khẳng định hướng
đi đúng đắn và cần thiết của đề tài trên cơ sở lí luận và thực tiễn. Đồng thời so
sánh với việc cân bằng “truyền thống” việc áp dụng và nhân rộng ở những lớp
tôi dạy góp phần đổi mới PPDH và nâng cao hiệu quả quá trình dạy học Hóa học
nói riêng và các bộ môn ở bậc THPT nói chung.
1.3. Đối tượng nghiên cứu
- Các dạng phương trình phản ứng oxi hóa- khử.
- Nghiên cứu sẽ được thực hiện trên 2 lớp 10A (lớp thực nghiệm) và 10B (lớp
đối chứng) tại trường THPT Nguyễn Hữu Cảnh- Tỉnh Quảng Bình. Học sinh
(lớp thực nghiệm) sẽ được học cách cân bằng phương trình hóa học bằng
phương pháp tăng giảm số oxi hóa ở tiết học “phản ứng oxi hóa khử”. Nhóm
(lớp đối chứng) được học cùng giáo viên nhưng với phương pháp thăng bằng
electron, theo sách giáo khoa.
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Trong quá trình viết kinh nghiệm này tôi đã vận dụng các phương pháp
sau:
- Phương pháp so sánh: Giữa lớp có áp dụng phương pháp này với lớp không
áp dụng.
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu: Sưu tầm và nghiên cứu các tài liệu có liên
quan.
- Phương pháp kiểm tra: Đưa một số bài tập yêu cầu học sinh làm để lấy kết
quả.
4
Kết quả được đo thông qua việc so sánh độ chênh lệch về kết quả tiếp thu
kiến thức, kỹ năng, thái độ sôi nổi của học sinh trong giờ học.
1.5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu
Đề tài nghiên cứu các bước lập phương trình phản ứng oxi hóa khử từ đơn
giản đến phức tạp, dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của các nguyên tử nguyên tố
hóa học trong phương trình, đặc biệt là tập trung vào cách tìm hệ số chính của
phương trình hóa học một cách nhanh nhất.
5
II. PHẦN NỘI DUNG
2.1. Thực trạng của vấn đề cần nguyên cứu
2.1.1. Cơ sở lí luận của vấn đề
Trong hoá học, nhiều phản ứng xảy ra theo các cơ chế và chiều hướng rất
phong phú và đa dạng. Nhưng xét về nguyên tắc chung để cân bằng một phương
trình hoá học thì phải làm sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phương
trình trước và sau phản ứng phải bằng nhau.
Như chúng ta đã biết, để cân bằng được phương trình phản ứng oxi hóa
khử thì đầu tiên học sinh phải xác định được thế nào là phản ứng oxi hóa khử,
học sinh phải nắm chắc các quy tắc xác định số oxi hóa và các bước lập phương
trình hóa học của phản ứng oxi hóa khử. Khi học sinh nắm được các kiến thức
cơ bản về phản ứng oxi hóa khử rồi thì học sinh sẽ được cung cấp thêm các
phương pháp cân bằng khác và các dạng phản ứng oxi hóa khử, trong đó có
phương pháp“cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử dựa vào sự thay
đổi số oxi hóa’’. Từ đó sẽ giúp cho học sinh biết cân bằng các phản ứng từ đơn
giản đến phức tạp, tạo nền tảng cho học sinh làm các bài tập hóa học nhanh gọn.
2.1.2. Thuận lợi
- Như chúng ta biết, có rất nhiều sách và tài liệu viết về các phương pháp cân
bằng phản ứng oxi hóa khử, đó là nguồn tư liệu quý giá mà tôi tham khảo.
- Học sinh nhiệt tình, thích thú và say mê học môn hóa học
2.1.3. Khó khăn
- Các em học sinh lớp 10 được trang bị kiến thức hóa học còn ít, mơ hồ.
- Các em có tâm lý sợ phản ứng oxi hóa khử dài và phức tạp
- Đaị bộ phận học sinh của trường đều có học lực yếu, khả năng phân tích tổng
hợp kiến thức còn nhiều hạn chế do đó việc dạy học như thế nào để vừa ngắn
gọn, cô động được kiến thức cho học sinh vừa mang lại hiệu quả là vấn đề mà
tôi cần giải quyết.
- Trong chương trình hóa học THPT việc nghiên cứu, vận dụng và mở rộng
phản ứng oxi hóa- khử là rất quan trọng là chìa khóa mở ra cho học sinh nắm
vững bản chất vấn đề từ đó vận dụng để làm các bài tập trong các kỳ thi nhất là
6
kì thi THPT quốc gia và hơn hết là giúp các em vận dụng giải thích được nhiều
vấn đề trong cuộc sống.
2.2. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề
2.2.1. Cân bằng phản ứng oxi hóa khử dựa vào sự thay đổi số oxi hóa
* Nguyên tắc : Nguyên tắc chung để cân bằng phản ứng oxi hóa khử là số
điện tử cho của chất khử phải bằng số điện tử nhận của chất oxi hóa hay số oxi
hóa tăng của chất khử phải bằng số oxi hóa giảm của chất oxi hóa.
* Các bước thực hiện:
Bước 1: Xác định số oxi hóa các nguyên tố trong phương trình, tìm
nguyên tố có thay đổi số oxi hóa.
Chú ý: Việc xác định số oxi hóa của các nguyên tố là việc làm rất quan trọng
quyết định đến các bước tiếp theo trong quá trình cân bằng. Do đó cần phải nhấn
mạnh lại qui tắc xác định tắc tính số oxi hóa.
+ Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong một phân tử bằng 0.
+ Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong một ion bằng điện tích
của ion đó.
+ Trong hợp chất thường số oxi hóa của hidro là +1; của oxi là -2, của
kim loại là điện tích của ion đơn nguyên tử của kim loại đó.
Dựa vào sự thay đổi số oxi hóa của nguyên tử trong phản ứng oxi hóa –
khử mà ta xác định được sự cho, nhận electron.
Bước 2: Vẽ một mũi tên biễu diễn sự tăng số oxi hóa và ghi ngay trên đó
giá trị tăng của số oxi hóa (lấy số oxi hóa lớn ở phía sản phẩm trừ số oxi hóa bé
ở chất tham gia) và một mũi tên biễu diễn sự giảm số oxi hóa và ghi ngay trên
đó giá trị giảm của số oxi hóa (lấy số oxi hóa lớn ở chất tham gia trừ số oxi hóa
bé ở phía sản phẩm), thực ra ở bước này học sinh chỉ cần tính nhẫm, không cần
vẽ.
Lưu ý: Đối với các chất tham gia, nếu nguyên tố thay đổi số oxi hóa có
nhiều nguyên tử trong cùng một chất thì ta phải nhân số lượng nguyên tử đó
trước khi xác định giá trị tăng, giảm.
7
Bước 3: Tìm hệ số nhân vào làm cho số tăng bằng số giảm, đặt hệ số nhân
này trong ngoặc đơn
Bước 4: Đưa những hệ số nhân này vào phương trình bằng cách: số nhân
nào thì đưa vào trước và sau mũi tên đó (trừ khi nguyên tố có nhiều sự thay đổi
số oxi hóa trong phương trình đó hoặc 2 mũi tên xuất phát cùng một nơi hoặc
đến cùng một điểm)- thực chất là nhân chéo : Vị trí tăng nhân với số giảm và
ngược lại
Bước 5: Đếm và kiểm tra lại theo thứ tự: Kim loại – Phi kim (kiểm tra
Phi kim khác, sau đó đến H và cuối cùng là kiểm tra O)
2.2.2. Áp dụng phương pháp cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử
dựa vào sự thay đổi số oxi hóa
Dạng 1: Dạng phản ứng oxi hóa – khử thông thường ( có thể có axit, kiềm hay
nước tham gia phản ứng là chất môi trường) :
Với dạng này, phải chú ý chất đóng vai trò môi trường như HNO 3, H2SO4 vì
ngoài vai trò oxi hóa khử chúng còn tham gia tạo muối nên chưa nhân hệ số mà
sẽ đếm ở bước cuối cùng.
Ví dụ 1 : Cân bằng phản ứng oxi hóa khử
NH3 + O2 → NO + H2O
- Sau khi xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phương trình ta thấy
N từ -3 tới N +2 tăng = (+2)- (-3)= 5
O từ 0 tới -2
giảm = 2( 0-(-2))= 4
(vì O2 nên nhân 2)
- Ta vẽ 1 mũi tên thể hiện sự tăng, ghi 5 trên mũi tên và 1 mũi tên thể hiện sự
giảm, ghi 4 trên mũi tên.
- Làm cho tăng và giảm bằng nhau ( thường là nhân chéo) : mũi tên ghi 5 ta
nhân 4, còn mũi tên ghi 4 ta nhân 5.
- Đưa hệ số vào phương trình : đưa số 4 vào các chất trước ( NH 3) và sau ( NO)
mũi tên nhân 4, đưa hệ số 5 vào chất trước (O 2) còn sau mũi tên không nhân ( vì
O có ở nhiều chất)-nghĩa là : những phân tử liên quan đến tăng 5 thì ta nhân 4
và ngược lại vị trí giảm 4 ta nhân 5
8
Tăng 5 (x 4)
-3
0
+2
4NH3 + 5O2 → 4NO + H2O
-2
giảm 2x2(x5)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự: Ni tơ, hidro,
oxi
-3
0
+2 -2
4NH3 + 5O2 → 4NO + 6 H2O
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử
HNO3 → Mg(NO3)2 + NO + H2O
Mg +
- Sau khi xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phương trình ta thấy
Mg từ 0 tới +2 tăng 2
N từ +5 tới +2 giảm 3
- Ta vẽ mũi tên tăng 2 và mũi tên giảm 3 ( như phương trình)
- Làm cho tăng và giảm bằng nhau : 2 (x3) còn 3 (x2)
- Đưa hệ số vào phương trình : đưa số 3 vào vị trí Mg, đưa số 2 vào NO, riêng
chất môi trường ( HNO3) chưa nhân số
Tăng 2(x 3)
0
3Mg +
+5
+2
+5
+2
HNO3 → 3 Mg(NO3)2 + 2NO + H2O
Giảm 3(x2)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Mg), phi kim khác (N), hidro, oxi
0
+5
+2
+5
+2
3Mg + 8HNO3 → 3 Mg(NO3)2 + 2NO + 4 H2O
Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử
HCl +
KMnO4 → KCl + MnCl2 + Cl2 + H2O
- Sau khi xác định số oxi hóa của các nguyên tố trong phương trình ta thấy
Cl từ -1 tới 0 tăng 2 (vì Cl2 nên nhân 2)
Mn từ +7 tới +2 giảm 5
- Ta vẽ mũi tên tăng 2 và mũi tên giảm 5 ( như phương trình)
- Làm cho tăng và giảm bằng nhau : 2 (x5) còn 5 (x2)
- Đưa hệ số vào phương trình : đưa số 2 vào vị trí Mn, đưa số 5 vào Cl 2, riêng
chất môi trường ( HCl) chưa nhân số
9
Tăng 2(x 5)
-1
+7
+2
0
HCl + 2KMnO4 → 2MnCl2 + 2KCl+ 5Cl2 + H2O
Giảm 5(x2)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Mn), phi kim khác (Cl), hidro, oxi
16HCl + 2KMnO4 → 2MnCl2 + 2KCl+ 5Cl2 + 8H2O
Dạng 2 : Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử
Với dạng này, vì 2 mũi tên thể hiện sự tăng và giảm xuất phát cùng một chất nên
ta chưa nhân hệ số ở vị trí xuất phát chung đó, mà sẽ đếm ở bước cuối.
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
Cu(NO3)2 → CuO + NO2 + O2
- Sau khi xác định số oxi hóa
O từ -2 tới 0 tăng 4 (vì O2 nên nhân 2)
và N từ +5 tới +4 giảm 1
- Ta vẽ mũi tên tăng 4 và mũi tên giảm 1 ( như phương trình)
- Làm cho tăng và giảm bằng nhau :4(x1) còn 1 (x4)
+2
- Đưa hệ số vào phương trình : đưa số 4 vào vị trí N , đưa số 1 vào O2,
Tăng 4 (x1)
+5
+4
Cu(NO3)2
→
0
CuO + 4NO2 + O2
Giảm 1(x 4)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Cu), Ni tơ, oxi.
2Cu(NO3)2 → 2CuO + 4NO2 + O2
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
HNO3 → NO2 + O2 + H2O
- Sau khi xác định số oxi hóa
O từ -2 tới 0 tăng 4 (vì O2 nên nhân 2)
và N từ +5 tới +4 giảm 1
- Ta vẽ mũi tên tăng 4 và mũi tên giảm 1 ( như phương trình)
10
- Làm cho tăng và giảm bằng nhau :4(x1) còn 1 (x4)
+2
- Đưa hệ số vào phương trình : đưa số 4 vào vị trí N , đưa số 1 vào O2,
Tăng 4(x1)
+5 -2
HNO3 →
+4
0
4NO2 + O2 + H2O
Giảm 1 ( x4)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Nitơ, hiđro,
oxi.
+5 -2
+4
0
4HNO3 →
4NO2 + O2 + 2H2O
Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
KClO3
→ KCl + O2
- Sau khi xác định số oxi hóa
O từ -2 tới 0 tăng 4 (vì O2 nên nhân 2)
và Cl từ +5 tới -1 giảm 6
- Ta vẽ mũi tên tăng 4 và mũi tên giảm 6 ( như phương trình)
- Làm cho tăng và giảm bằng nhau :4(x3) còn 6 (x2)
−1
- Đưa hệ số vào phương trình : đưa số 3 vào vị trí O2 , đưa số 2 vào Cl
Tăng 4(x3)
+5
KClO3
-1
+0
→ 2KCl + 3O2
Giảm 6(x 2)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(K), oxi.
2KClO3 → 2KCl + 3O2
Dạng 3 : phản ứng tự oxi hóa – khử
- Với dạng này, vì 2 mũi tên thể hiện sự tăng và giảm xuất phát cùng một chất
nên ta chưa nhân hệ số ở vị trí xuất phát chung đó, mà sẽ đếm ở bước cuối.
- Với một phân tử có 2 nguyên tử ( vd: Cl 2) thì một nguyên tử cho electron, một
nguyên tử nhận electron
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
Cl2 + KOH ——> KCl + KClO3 + H2O
0
Cl
11
- Tương tự các bước thực hiện như các ví dụ trên, riêng
là điểm chung cho 2
mũi tên nên ta không nhân hệ số;
Giảm 1(x5)
0
-1
+5
Cl2 + KOH → 5KCl + KClO3 + H2O
Tăng 5 (x1)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(K), phi kim (Cl, H, O)
3Cl2 + 6 KOH → 5KCl + KClO3 + 3H2O
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
→ Na2S + Na2SO3 + H2O
S + NaOH
0
- Tương tự các bước thực hiện như các ví dụ trên, riêng S là điểm chung cho 2
mũi tên nên ta không nhân hệ số;
Giảm 2(x2)
0
-2
S + NaOH
+4
→ 2Na2S + Na2SO3 + H2O
Tăng 4(x1)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Na), phi kim (S, H, O)
3S + 6NaOH
→ 2Na2S + Na2SO3 + 3H2O
Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
K2MnO4 + H2O → KMnO4 + MnO2 + KOH
- Sau khi xác định số oxi hóa
Mn từ +6 tới +7 tăng 1
và Mn từ +6 tới +4 giảm 2
- Ta vẽ mũi tên tăng 1 và mũi tên giảm 2 ( như phương trình)
- Làm cho tăng và giảm bằng nhau :1(x2) còn 2 (x1)
+7
+4
- Đưa hệ số vào phương trình : đưa số 2 vào vị trí Mn, đưa số 1 vào Mn,
+6
riêng Mn chưa nhân hệ số ( vì nó là điểm chung cho 2 mũi tên)
Tăng 1(x2)
+6
+7
+4
K2MnO4 + H2O → 2KMnO4 + MnO2 + KOH
Giảm 2(x 1)
12
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Mn, K), hidro, oxi.
3K2MnO4 + 2H2O → 2KMnO4 + MnO2 + 4 KOH
Dạng 4 : phản ứng oxi hóa – khử có số oxi hóa là phân số
Với dạng này, cần lưu ý nhân làm sao cho số nguyên tử (của nguyên tố có thay
đổi số oxi hóa) ở 2 vế bằng nhau trước khi xác định tăng giảm số oxi hóa
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
Fe3O4 + HNO3 → Fe(NO3)3 + NO + H2O
- Trước tiên, ta làm cho Fe bằng nhau ở 2 vế, mỗi vế lúc này có 3 Fe
Fe3O4 + HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + H2O
- Số oxi hóa của Fe tăng =3. (+3)- 3.(
) =1; còn N giảm (+5)- (+2) = 3
Tăng 1(x3)
+ 83
3Fe3O4
+5
+3
+2
+ HNO3→ 3.3Fe(NO3)3 + NO + H2O
Giảm 3 (x1)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Fe), phi kim (N, H, O)
3Fe3O4 + 28HNO3 → 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
CH3 – CH = CH2 + KMnO4 + H2O → CH3 – CH(OH) –CH2(OH) + MnO2 +
KOH
- Với chất hữu cơ ta chuyển về công thức phân tử:
C3H6 + KMnO4 + H2O → C3H8O2 + 2MnO2 + KOH
- Mỗi vế tính 3 nguyên tử C:
Số oxi hóa của C tăng =3. (
Tăng 2(x3)
-2
− 43)-
3.(-2 ) =2; còn Mn giảm (+7)- (+4) = 3
− 43
+7
+4
3C3H6 + 2KMnO4 + H2O → 3C3H8O2 + 2MnO2 + KOH
Giảm 3 (x2)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Mn, K), phi kim (C, H, O)
3C3H6 + 2KMnO4 + 4H2O → 3C3H8O2 + 2MnO2 + 2KOH
13
Dạng 5 : Phản ứng oxi hóa – khử có nhiều chất khử
Đối với dạng này, ta vẽ một mũi tên thể hiện sự tăng số oxi hóa ở từng thành
phần khử, sau đó cộng tổng lại thành 1 quá trình tăng chung.
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
Cu2S + HNO3 → Cu(NO3)2 +CuSO4 + NO + H2O
- Số oxi hóa của Cu tăng = 2.(+2) – 2.(+1) =2; còn S tăng = (+6) – (-2)= 8 nên
tổng tăng của Cu2S là 10, và HNO3 là môi trường nên chưa nhân hệ số.
Giảm 3 (x10)
+1
-2
+5
+2
+5
+2 +6
+2
3Cu2S + HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 3 CuSO4 +10 NO + H2O
Tăng 1
tăng 1+8
Tăng 10 (x3)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Cu), phi kim (S, N, H, O)
3Cu2S + 16 HNO3 → 3 Cu(NO3)2 + 3 CuSO4 +10 NO + 8 H2O
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + H2SO4 + NO +H2O
- Trước tiên ta nhân H2SO4 với 2 để cho S ở hai vế bằng nhau
FeS2 + HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + NO +H2O
- Số oxi hóa của Fe tăng = (+3) – (+2) =1; còn S tăng = 2(+6) – 2(-1)= 14 nên
tổng tăng của FeS2 là 15, và HNO3 là môi trường nên chưa nhân hệ số.
Giảm 3(x5)
+2 -1
FeS2 +
+5
+3
+5
+6
+2
HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO + H2O
tăng 1
tăng 14
Tăng 15(x1)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Fe), phi kim (S, N, H, O)
FeS2 + 8 HNO3 → Fe(NO3)3 + 2H2SO4 + 5NO +2 H2O
Dạng 6 : Phản ứng oxi hóa – khử có hệ số bằng chữ
Tương tự, ta cũng nhân tạm thời cho các nguyên tố coa thay đổi số oxi hóa ở 2
vế bằng nhau. Và xác định tăng giảm như số bình thường
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
14
FeaOb + HNO3 → Fe(NO3)3+ NO + H2O
- Ta nhân Fe(NO3)3 với a
FeaOb + HNO3 → a Fe(NO3)3+ NO + H2O
Tăng (3a – 2b)x 3
+
2b
a
+5
+3
+5
+2
FeaOb + HNO3 → a Fe(NO3)3+ NO + H2O
Giảm 3x (3a – 2b)
Sau khi nhân ta được:
3FeaOb + HNO3 → 3a Fe(NO3)3+(3a-2b) NO + H2O
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự: Kim loại
(Fe), phi kim (N, H, O)
3FeaOb + (12a-2b)HNO3 → 3a Fe(NO3)3+ (3a-2b)NO +(6a-b)H2O
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
FeO + HNO3 → Fe(NO3)3+ NaOb +H2O
Tương tự ví dụ 1 ở dạng 7 :
Tăng 1x(5a-2b)
+2
+5
+3
+5
+2b/a
FeO + HNO3 → Fe(NO3)3+ NaOb +H2O
Giảm (5a-2b)x1
Sau khi nhân ta được:
(5a-2b)FeO + HNO3 →(5a-2b) Fe(NO3)3+ NaOb +H2O
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự: Kim loại
(Fe), phi kim (N, H, O)
(5a-2b)FeO + (16a-6b)HNO3 →(5a-2b) Fe(NO3)3+ NaOb +(8a-3b)H2O
Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
FexOy + H2SO4 → Fe2(SO4)3+ SO2 +H2O
Tương tự ví dụ 2 ở dạng 7:
Tăng (3x-2y)x(2)
+2y/x
+6
+3
+6
+4
FexOy + H2SO4 → Fe2(SO4)3+ SO2 +H2O
Giảm (2)x(3x-2y)
15
Sau khi nhân ta được:
2FexOy + H2SO4 → xFe2(SO4)3+ (3x-2y)SO2 +H2O
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự: Kim loại
(Fe), phi kim (S, H, O)
2FexOy + (6x-2y)H2SO4 → xFe2(SO4)3+ (3x-2y)SO2 +(6x-2y)H2O
Dạng 7 : phản ứng oxi hóa – khử có só oxi hóa tăng giảm ở nhiều mức
Đối với dạng này, ta cho tỉ lệ các chất mà đề cho vào phương trình trước khi cân
bằng
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + NO + N2O + H2O ( VNO : VN2O = 3 : 2)
+2
- Nhân NO với 3 và N2O với 2 theo tỉ lệ đề bài cho, ta sẽ có 3 N và 4
+1
N
Al + HNO3 → Al(NO3)3 + 3NO + 2N2O + H2O
- Số oxi hóa của Al tăng = (+3) – (0) =3; còn N giảm =(5-2).3 + (5-1).4= 25, và
HNO3 là môi trường nên chưa nhân hệ số.
Tăng 3(x 25)
0
+5
+3
+5
+2
+1
25Al + HNO3 → 25Al(NO3)3 + (3x)3NO + (3x)2N2O + H2O
giảm 9
giảm 16
Giảm 25(x3)
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Al), phi kim (N, H, O)
25Al + 96 HNO3 → 25Al(NO3)3 + (3x)3NO + (3x)2N2O + 48 H2O
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau
FeO + HNO3 ——> Fe(NO3)3 + NO2 + NO + H2O
(Biết tỉ lệ số mol NO2 : NO = a : b )
- Nhân NO2 với a và NO với b theo tỉ lệ đề bài cho
FeO + HNO3 → Fe(NO3)3 + aNO2 + bNO + H2O
- Số oxi hóa của Fe tăng = (+3) – (+2) =1;
còn N giảm =(5-4).a + (5-2).b= a + 3b, và HNO 3 là môi trường nên chưa nhân
hệ số.
Tăng 1x (a+3b)
+2
+5
+3
+5
+4
+2
(a+3b) FeO + HNO3 → (a+3b)Fe(NO3)3 + aNO2 + bNO + H2O
giảm a
16
giảm 3b
Giảm (a+3b)x1
- Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại
(Fe), phi kim (N, H, O)
(a+3b)FeO + (4a + 10b)HNO3 → (a+3b)Fe(NO3)3 + aNO2 + bNO +(2a +
5b)H2O
2.2.3. Kết quả thực hiện có so sánh đối chứng
Đối với đề tài này, sau khi nắm vững phương pháp cân bằng thì học sinh
sẽ cân bằng đúng và nhanh các phương trình hóa học, không còn sợ việc cân
bằng loại phản ứng này nữa, học sinh không bị áp lực tâm lý khi gặp các phản
ứng phức tạp.Việc sử dụng phương pháp cân bằng phản ứng oxi hóa khử dựa
vào sự tăng giảm số oxi hóa đã làm tăng kết quả học tập của học sinh, phát triển
được tư duy sáng tạo, yêu thích môn hóa hơn.
Thực tế giảng dạy cho thấy các lớp không hoặc ít áp dụng so với lớp áp
dụng phương pháp này thường xuyên có sự khác nhau rõ rệt.
Ví dụ gần đây nhất qua học kì I năm học 2017-2018 giảng dạy ở trường tôi đã
có số liệu cụ thể theo bảng sau:
Lớp
Mức độ áp Thời
Không
dụng đề tài
gian
khí lớp Giỏi
Khá
TB
yếu
Kém
10A
Thường
CB
học
Nhanh Sôi nổi
(%)
25
(%)
62,5
(%)
12,5
(%)
0
(%)
0
10B
xuyên
không thường Chậm
15,8
52,6
15,8
15,8
0
Trầm
Kết quả bài kiểm tra khảo sát
xuyên
Nhận xét:
- Bài dạy được tiến hành trong 1 tiết, các HS luân chuyển cho nhau hợp lí.
- Sản phẩm các nhóm trong các mảnh ghép được trưng bày trên bảng, các nhóm
nhận xét và bổ sung.
- Bài học kiến thức đơn giản, có ứng dụng thực tế nhiều, HS nắm bắt kiến thức
tốt.
17
- Đa số các em HS đều cho rằng phương pháp này rất hay, bổ ích, phát huy tính
tích cực, chủ động, sáng tạo của người học, giúp cho các em được tranh luận,
thảo luận và rèn khả năng nói trước đám đông.
- Dựa trên các kết quả thực nghiệm sư phạm và thông qua việc xử lý số liệu thực
nghiệm sư phạm thu được, tôi nhận thấy chất lượng học tập của HS ở lớp thực
nghiệm (theo kĩ thuật mảnh ghép có sự đổi mới) cao hơn ở lớp đối chứng.( dạy
theo phương pháp kĩ thuật mảnh ghép).
18
III. KẾT LUẬN
3.1. Ý nghĩa, phạm vi ứng dụng
Việc cân bằng phản ứng và nhất là phản ứng oxi hóa khử là cần thiết khi
học hóa, trên đây là kinh nghiệm của bản thân giúp học sinh cân bằng phản ứng
oxi hóa khử đúng, nhanh và hiệu quả.
Sau khi áp dụng phương pháp trên để giảng dạy, tôi đã nhận thấy rất nhiều học
sinh đã tự tìm và cân bằng các phương trình phản ứng oxi hóa khử dạng khó,
nghĩa là phương pháp này đã phát huy được tính tích cực của học sinh trong quá
trình học. Vì vậy, việc dựa vào sự thay đổi số oxi hóa để cân bằng phản ứng oxi
hóa khử nên được sử dụng thường xuyên trong quá trình giảng dạy hoá học.
Sáng kiến kinh nghiệm với đề tài này có thể áp dụng đối với học sinh đại trà.
Giáo viên có thể áp dụng khi hướng dẫn cho học sinh làm bài tập cân bằng phản
ứng oxi hóa khử, nhất là vào các giờ luyện tập, ôn tập hoặc những giờ học phụ
đạo.
3.2. Kiến nghị
Vấn đề đổi mới phương pháp trong giờ học trong trường phổ thông đang
là vấn đề bức xúc. Để dạy hóa học trong nhà trường phổ thông có hiệu quả tôi
đề nghị một số vấn đề sau:
- Giáo viên phải kiên trì, đầu tư nhiều tâm huyết, sức lực để tìm hiểu các vấn
đề hóa học, vận dụng sáng tạo phương pháp dạy hoá học, để có bài giảng thu hút
được học sinh.
- Nếu có điều kiện tôi rất mong được phát triển sâu hơn về đề tài này, xây
dựng nhiều hơn nữa các dạng bài tập có liên quan trong toàn bộ chương trình
hóa học phổ thông
Trong quá trình thực hiện đề tài, mặc dù đã cố gắng hết sức nhưng vì kinh
nghiệm viết sáng kiến kinh nghiệm chưa nhiều nên không thể tránh khỏi những
sai sót. Tôi kính mong thầy, cô giáo và các bạn đóng góp ý kiến để đề tài được
hoàn thiện hơn để có thể ứng dụng rộng rãi trong công tác giảng dạy.
19
IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Văn Hồng (2001), Giải toán hóa học 10 (dùng cho học sinh các lớp
chuyên), NXB Giáo dục Việt Nam
2. Nguyễn Trọng Thọ- Ngô Ngọc An (2000), Chuyên đề phản ứng oxi hóa khư
và sự điện phân, NXB Giáo dục Việt Nam
3. Lê Xuân Trọng (2006), Bài tập Hóa học 10 nâng cao, NXB Giáo dục Việt
Nam
4. Lê Xuân Trọng (2006), Sách giáo viên Hóa học 10, NXB Giáo dục Việt Nam.
20
V. MỤC LỤC
I. MỞ ĐẦU
1.1. Lý do chọn đề tài…………………………………………………………..3
1.2. Điểm mới của đề tài………………………………………………………..4
1.3. Đối tượng nghiên cứu………………………………………………….…..4
1.4. Phương pháp nghiên cứu…………………………………………………..4
1.5. Giới hạn phạm vi nghiên cứu……………………………………………...5
II. NỘI DUNG
2.1. Thực trạng của vấn đề ần nghiên cứu……………………………………….6
2.1.1. Cơ sở lý luận của vấn đề……………………………………………….…6
2.1.2. Thuận lợi………………………………………………………………….6
2.1.3. Khó khăn……………………………………………………………….…6
2.2. Các biện pháp đã tiến hành để giải quyết vấn đề…………………………..7
2.2.1. Cân bằng phản ứng oxi hóa khử dựa vào sự thay đổi số oxi hóa….…….7
2.2.2. Áp dụng phương pháp cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử dựa
vào sự thay đổi số oxi hóa…………………………………………………..….8
2.2.3. Kết quả thực hiện có so sánh đối chứng…………………………………17
III. KẾT LUẬN
3.1. Ý nghĩa, phạm vi ứng dụng ………………………………………………19
3.2. Kiến nghị…………………………………………………………………..19
21
