Tiểu luận Sáng kiến kinh nghiệm trong dạy học, kết thúc học phần môn hóa học: Góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy phản ứng oxi hóa-Khử trong chương trình phổ thông

Download: Sáng kiến kinh nghiệm trong dạy học, tiểu luận kết thúc học phần môn hóa học: Góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy phản ứng oxi hóa-khử trong chương trình phổ thông PHẦN 1 MỞ ĐẦU Quanh ta, phản ứng ôxi hoá-khử diễn ra từng giờ, từng phút, từng giây. Các hiện tượng hô hấp, trao đổi chất, sự cháy, sự lên men, thối rữa, quang hợp, . quá trình ăn mòn kim loại, quá trình luyện kim, quá trình chuyển hoá năng lượng trong pin Ganvani, trong đIửn phân . đều có mặt phản ứng oxi hoá-khử. Xảy ra khắp mọi nơi và có ý nghĩa to lớn trong đời sống cũng như trong khoa học kỷ thuật, cho nên quá trình phản ứng oxi hoá-khử cần phải được hiểu thấu đáo và có hệ thống. Trong chương trình phổ thông khái niệm phản ứng oxi hoá-khử đã được đề cập từ năm đầu tiên học môn hoá học và được vận dụng vào việc nghiên cứu tính chất của các đơn chất, hợp chất như: Kim loạI, phi kim, oxit, axit, muối, hợp chất hữu cơ . Cùng với sự phát triển của khoa học kỷ thuật, việc tìm hiểu bản chất của các ự vật, hiện tượng và sự biến đổi của chúng nói chung và phản ứng oxi hoá-khử nói riêng ngày càng có ý nghĩa quan trọng vì vậy đề tài phản ứng oxi hoá-khử trong chương trình phổ thông luôn được các nhà sư phạm đề cập đến: kiểm tra miệng, 15 phút, 1 tiết, học kỳ; thi tốt nghiệp, thi đại học, thi học sinh giỏi cấp tỉnh cấp quốc gia . Tuy nhiên, với nội dung và chương trình sách giáo khoa hiện nay thì việc tìm hiểu thấu đáo và có hệ thống một khái niệm khó như khái niệm phản ứng oxi hoá-khử không phải là việc dễ dàng. Do đó việc cải tiến phương pháp giảng dạy, nâng cao hiệu quả trong mỗi giờ dạy, bài học nhằm giúp cho học sinh hình thành khián niệm về phản ứng oxi hoá-khử một cách rõ ràng, lôgic và có hệ thống, khơi gợi cho học sinh lòng yêu thích bộ môn hoá học, khả năng tư duy sáng tạo, tích cực tìm hiểu thế giới xung quanh là một việc làm hết sức bức thiết của mỗi giáo viên dạy bộ môn hoá học hiên nay. Với lý do đó tôi đã chọn đề tài “Góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy: phản ứng oxi hoá-khử trong chương trình phổ thông” Đề tài này đã được thể nghiệm ở học sinh trường THPT Năng Khiếu Tỉnh Quảng Bình ở các lớp chuyên hoá và không chuyên hoá, ở các đội tuyển thi học sinh cấp tỉnh và cấp quốc gia và đã thu được những kết quả tốt đẹp Tuy nhiên với thời gian và khả năng còn hạn chế chắc chắn đề tài không thể tránh khỏi những khiếm khuyết. Mong muốn của tôi là đóng góp được một chút tư liệu trong việc giảng dạy hoá học nói chung và phần phản ứng oxi hoá-khử nói riêng. Rất mong được các các đồng chí và bạn đồng nghiệp giúp đỡ, góp ý để việc áp dụng đề tài này ngày càng có hiệu quả thiết thực hơn

doc15 trang | Chia sẻ: lvcdongnoi | Ngày: 28/12/2012 | Lượt xem: 1592 | Lượt tải: 0download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Tiểu luận Sáng kiến kinh nghiệm trong dạy học, kết thúc học phần môn hóa học: Góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy phản ứng oxi hóa-Khử trong chương trình phổ thông, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
PhÇn 1 Më ®Çu Quanh ta, ph¶n øng «xi ho¸-khö diÔn ra tõng giê, tõng phót, tõng gi©y. C¸c hiÖn t­îng h« hÊp, trao ®æi chÊt, sù ch¸y, sù lªn men, thèi r÷a, quang hîp,... qu¸ tr×nh ¨n mßn kim lo¹i, qu¸ tr×nh luyÖn kim, qu¸ tr×nh chuyÓn ho¸ n¨ng l­îng trong pin Ganvani, trong ®Iön ph©n... ®Òu cã mÆt ph¶n øng oxi ho¸-khö. X¶y ra kh¾p mäi n¬i vµ cã ý nghÜa to lín trong ®êi sèng còng nh­ trong khoa häc kû thuËt, cho nªn qu¸ tr×nh ph¶n øng oxi ho¸-khö cÇn ph¶i ®­îc hiÓu thÊu ®¸o vµ cã hÖ thèng. Trong ch­¬ng tr×nh phæ th«ng kh¸i niÖm ph¶n øng oxi ho¸-khö ®· ®­îc ®Ò cËp tõ n¨m ®Çu tiªn häc m«n ho¸ häc vµ ®­îc vËn dông vµo viÖc nghiªn cøu tÝnh chÊt cña c¸c ®¬n chÊt, hîp chÊt nh­: Kim lo¹I, phi kim, oxit, axit, muèi, hîp chÊt h÷u c¬ ... Cïng víi sù ph¸t triÓn cña khoa häc kû thuËt, viÖc t×m hiÓu b¶n chÊt cña c¸c ù vËt, hiÖn t­îng vµ sù biÕn ®æi cña chóng nãi chung vµ ph¶n øng oxi ho¸-khö nãi riªng ngµy cµng cã ý nghÜa quan träng v× vËy ®Ò tµi ph¶n øng oxi ho¸-khö trong ch­¬ng tr×nh phæ th«ng lu«n ®­îc c¸c nhµ s­ ph¹m ®Ò cËp ®Õn: kiÓm tra miÖng, 15 phót, 1 tiÕt, häc kú; thi tèt nghiÖp, thi ®¹i häc, thi häc sinh giái cÊp tØnh cÊp quèc gia... Tuy nhiªn, víi néi dung vµ ch­¬ng tr×nh s¸ch gi¸o khoa hiÖn nay th× viÖc t×m hiÓu thÊu ®¸o vµ cã hÖ thèng mét kh¸i niÖm khã nh­ kh¸i niÖm ph¶n øng oxi ho¸-khö kh«ng ph¶i lµ viÖc dÔ dµng. Do ®ã viÖc c¶i tiÕn ph­¬ng ph¸p gi¶ng d¹y, n©ng cao hiÖu qu¶ trong mçi giê d¹y, bµi häc nh»m gióp cho häc sinh h×nh thµnh khi¸n niÖm vÒ ph¶n øng oxi ho¸-khö mét c¸ch râ rµng, l«gic vµ cã hÖ thèng, kh¬i gîi cho häc sinh lßng yªu thÝch bé m«n ho¸ häc, kh¶ n¨ng t­ duy s¸ng t¹o, tÝch cùc t×m hiÓu thÕ giíi xung quanh lµ mét viÖc lµm hÕt søc bøc thiÕt cña mçi gi¸o viªn d¹y bé m«n ho¸ häc hiªn nay. Víi lý do ®ã t«i ®· chän ®Ò tµi “Gãp phÇn n©ng cao hiÖu qu¶ gi¶ng d¹y: ph¶n øng oxi ho¸-khö trong ch­¬ng tr×nh phæ th«ng” §Ò tµi nµy ®· ®­îc thÓ nghiÖm ë häc sinh tr­êng THPT N¨ng KhiÕu TØnh Qu¶ng B×nh ë c¸c líp chuyªn ho¸ vµ kh«ng chuyªn ho¸, ë c¸c ®éi tuyÓn thi häc sinh cÊp tØnh vµ cÊp quèc gia vµ ®· thu ®­îc nh÷ng kÕt qu¶ tèt ®Ñp Tuy nhiªn víi thêi gian vµ kh¶ n¨ng cßn h¹n chÕ ch¾c ch¾n ®Ò tµi kh«ng thÓ tr¸nh khái nh÷ng khiÕm khuyÕt. Mong muèn cña t«i lµ ®ãng gãp ®­îc mét chót t­ liÖu trong viÖc gi¶ng d¹y ho¸ häc nãi chung vµ phÇn ph¶n øng oxi ho¸-khö nãi riªng. RÊt mong ®­îc c¸c c¸c ®ång chÝ vµ b¹n ®ång nghiÖp gióp ®ì, gãp ý ®Ó viÖc ¸p dông ®Ò tµi nµy ngµy cµng cã hiÖu qu¶ thiÕt thùc h¬n PhÇn 2 Néi dung Ph¶n øng Oxi Ho¸ - Khö A/Sè oxi ho¸ 1/Kh¸i niÖm §Ó thuËn lîi cho viÖc thµnh lËp ph¶n øng oxi ho¸-khö ng­êi ta dïng kh¸i niÖm sè oxi ho¸ (møc oxi ho¸) Sè oxi ho¸ lµ ho¸ trÞ kh¸i niÖm, nÕu gi¶ ®Þnh r»ng mäi liªn kÕt trong ph©n tö ®Òu lµ liªn kÕt ion Quy ­íc: -Sè oxi ho¸ cña ®¬n chÊt b»ng 0 VÝ dô: Zn0, Fe0, Cl20, N20 ... -Tæng sè oxi ho¸ trong mét chÊt b»ng 0 -Sè oxi ho¸ cña oxi th­êng lµ -2 Hi®ro th­êng lµ +1 2/vÝ dô VÝ dô 1: X¸c ®Þnh sè oxi ho¸ cña S trong Fe2+S2x 2x + (+2) = 0 => x = -1 VÝ dô 2: X¸c ®Þnh sè oxi ho¸ cña Clo trong HClO4 (+1) + x + 4(-2) = 0 => x = +7 VÝ dô 3: X¸c ®Þnh sè oxi ho¸ cña Clo trong CaOCl2 Cl-1 Ca O Cl+1 3/Bµi tËp ¸p dông Bµi 1: X¸c ®Þnh sè oxi ho¸ cña Clo trong: Cl2, HCl, FeCl3, HclO, Cl2O, Cl2O7, KclO3 Bµi 2: X¸c ®Þnh sè oxi ho¸ cña Nit¬ trong c¸c phan tö: NH3, NO, NO2, N2O, NH4NO3, HNO3 Bµi 3: ViÕt c«ng thøc ph©n tö cña nh÷ng chÊt trong ®ã S lÇn l­ît cã sè oxi ho¸: -2, -1, 0, +2, +4, +6 B/Ph¶n øng Oxi Ho¸ - Khö I/Sù oxi ho¸-khö  Quan niÖm cò  Quan niÖm hiÖn nay   Sù oxi ho¸  Sù kÕt hîp oxi vµo mét chÊt  Qu¸ tr×nh nh­êng electron cña nguyªn tè trong mét chÊt(Lµm t¨ng sè oxi ho¸ cña nguyªn tè)   Sù Khö  Sù lÊy oxi cña mét chÊt  Qu¸ tr×nh nhËn electron cña nguyªn tè trong mét chÊt (Lµm gi¶m sè oxi ho¸ cña nguyªn tè)   ChÊt oxi ho¸  ChÊt cung cÊp oxi  ChÊt cã nguyªn tè nhËn electron, nguyªn tè gi¶m sè oxi ho¸   ChÊt khö  ChÊt kÕt hîp víi oxi  ChÊt cã nguyªn tè nh­êng electron, nguyªn tè t¨ng sè oxi ho¸   II/Ph¶n øng oxi ho¸ -khö Ph¶n øng oxi ho¸ khö lµ ph¶n øng trong ®ã cã sù biÕn ®æi sè oxi ho¸ cña c¸c nguyªn tè (th­êng kÌm theo sù dÞch chuyÓn electron tõ nguyen tè nµy sang nguyªn tè kh¸c) III/ChÊt oxi ho¸, chÊt khö -ChÊt mÊt electron lµ chÊt khö, ChÊt nhËn electron lµ chÊt oxi ho¸ 1/ §¬n chÊt cã thÓ lµ chÊt oxi ho¸, cã thÓ lµ chÊt khö a/ ChÊt oxi ho¸ cã thÓ lµ ®¬n chÊt, mµ nguyªn tö trung hoµ cña nã nhËn electron thµnh ion tÝch ®iÖn ©m, cã cÊu tróc electron cña khÝ tr¬ gÇn nhÊt. C¸c nguyªn tö trung hoµ cña nh÷ng nguyªn tè cã ngoµi cïng 7 (s2p5); 6(s2p4); 5(s2p3); 4(s2p2) electron. ChÊt oxi ho¸ m¹nh nhÊt lµ c¸c Halogen vµ oxi ë d¹ng nguyªn tö. Trong c¸c ph©n nhãm chÝnh IV, V, Vi vµ VIi tÝnh oxi ho¸ gi¶m theo sù t¨ng b¸n kÝnh nguyªn tö. b/ ChÊt khö ®iÓn h×nh lµ nh÷ng nguyªn tö cã sè electron ë líp ngoµi cïng chøa tõ mét ®Õn ba electron. Trong c¸c chÊt khö nµy lµ kim lo¹i, nghÜa lµ c¸c nguyªn tè s, p, d vµ f. ChÊt khö m¹nh lµ nh÷ng nguyªn tö cã thÕ ion ho¸ bÐ, trong ®ã gåm c¸c nguyªn tö cña nh÷ng nguyªn tè ë hai ph©n nhãm chÝnh kim lo¹i kiÒm vµ kim lo¹i kiÌem thæ. Trong c¸c ph©n nhãm chÝnh cña hÖ thèng tuÇn hoµn, kh¶ n¨ng khö cña c¸c kim lo¹i t¨ng theo sù t¨ng cña b¸n kÝnh nguyªn tö. Ch¼ng h¹n nh­ trong ph©n nhãm chÝnh nhãm i cña hÖ thèng tuÇn hoµn c¸c nguyªn tè cña §.I. Mendeleep, chÊt khö yÕu lµ Li, chÊt khö m¹nh lµ Fr. C¸c phi kim còng thÓ hiÖn tÝnh khö nh­ Hidro, cacbon (thuéc vÒ c¸c nguyªn tè s vµ p) Tãm t¾t trong b¶ng sau: Nhãm Chu k×  IA  IIA  IIIA  IVA  VA  VIA  VIIA   2 3 4 5 6  TÝnh oxi ho¸ t¨ng oxi ho¸ m¹nh (TÝnh phi kim t¨ng) TÝnh khö t¨ng TÝnh oxi ho¸ t¨ng Khö m¹nh TÝnh khö t¨ng (TÝnh kim lo¹i t¨ng)   2/ C¸c oxit axit vµ c¸c muèi cña chóng cã thÓ lµ chÊt oxi ho¸, cã thÓ lµ chÊt khö. a/ ChÊt oxi ho¸ lµ c¸c oxit axit cã sè oxi ho¸ cao nhÊt vµ c¸c muèi cña chóng. Trong thµnh phÇn cña chÊt oxi ho¸ th­êng cã c¸c nguyªn tö cña nguyªn tè ë møc oxi ho¸ cao. +7 +6 +5 +5 +5 VÝ dô: KMnO4, K2CrO7, H2SO4, HclO3, HBrO3 Axit Nit¬ric (khi t¸c dông víi t­ c¸ch lµ chÊt oxi ho¸) phô thuéc vµo nång ®é vµ ®ä ho¹t ®éng cu¶ chÊt khö cã thÓ cho: NO2, NO, N2O, N2, NH4NO3. C¸c hîp chÊt Halogen chøa oxi cã thÓ biÔu diÔn tÝnh oxi ho¸ nh­ sau: T¨ng tÝnh oxi ho¸ +1 +3 +5 +7 HClO HClO2 HClO3 HClO4 Axit Hipocloro Cloro Cloric Pecloric HBrO HBrO3 HIO HIO3, HIO4, H5IO6 T¨ng tÝnh axit Trong d·y HClO-HbrO-HIO tÝnh oxi ho¸ vµ ®é bÒn gi¶m dÇn b/ ChÊt khö lµ c¸c oxit axit cã sè oxi ho¸ thÊp vµ c¸c muèi cña chóng. C¸c ph©n tö cña c¸c chÊt khö nµy chøa mét hoÆc mét sè nguyªn tö cña nguyªn tè ë mét trong sè c¸c tr¹ng th¸i oxi ho¸ thÊp cña nã . Khi t­¬ng t¸c víi c¸c chÊt oxi ho¸ c¸c nguyªn tö nµy nh­êng electron, t¹o thµnh c¸c hîp chÊt øng víi tr¹ng th¸i sè oxi ho¸ d­¬ng cùc ®¹i) cña nguyªn tè nµy. VÝ dô: +4 0 +6 -1 H2SO3 + Br2 + H2O ( H2SO4 + 2HBr 3/ Ion kim lo¹i tÝch ®iÖn d­¬ng cã thÓ lµ chÊt «xi ho¸, cã thÓ lµ chÊt khö a/ ChÊt «xi ho¸ lµ c¸c ion kim lo¹i cã tÝch ®iÖn d­¬ng ë sè oxi ho¸ cao nhÊt C¸c ion kim lo¹i tÝch ®iÖn d­¬ng ®Òu thÓ hiÖn ë møc ®é nµo ®Êy tÝnh oxi ho¸. Trong sè chóng, chÊt oxi ho¸ m¹nh h¬n lµ c¸c ion tÝch ®iÖn d­¬ng ë sè oxi ho¸ cao. VÝ dô Fe3+, Cu2+, Hg2+,.... CÇn l­u ý r»ng kim lo¹i, khi ®ãng vai trß chÊt khö, cµng ho¹t ®éng m¹nh th× ë tr¹ng th¸i ion ®ãng vai trß oxi ho¸ cµng yÕu. Ng­îc l¹i, kim lo¹i cµng kÐm ho¹t ®éng khi ë tr¹ng th¸i ion nã lµ chÊt oxi ho¸ cµng m¹nh. b/ ChÊt khö lµ c¸c ion d­¬ng kim lo¹i cã sè oxi ho¸ thÊp, nÕu chóng cßn cã thÓ cã nh÷ng tr¹ng th¸i víi sè oxi ho¸ cao h¬n VÝ dô: Fe2+ - 1e -> Fe3+ Cu+ - 1e -> Cu2+ Cr2+ - 1e -> Cr3+ 4/ ChÊt khö lµ c¸c ion nguyªn tè tÝch ®iÖn ©m C¸c phi kim nÕu lµ chÊt oxi ho¸ yÕu khi ë tr¹ng th¸i ion ©m nã lµ chÊt khö m¹nh. Kh¶ n¨ng khö cña c¸c ion tÝch ®iÖn ©m cã ®iÖn tÝch nh­ nhau t¨ng lªn theo sù t¨ng cña b¸n kÝnh nguyªn tö. VÝ dô: Trong nhãm Halogen ion I- cã kh¶ n¨ng khö lín h¬n so víi ion Br- vµ Cl- cßn F- th× thÓ hiÖn tÝnh khö rÊt yÕu. Ngoµi ra tÝnh khö cña mét sè ion nguyªn tè tÝch ®iÖn ©m cßn phô thuéc vµo ®Æc tÝnh cña m«i tr­êng. VÝ dô: 2Cl- - 2e -> Cl2 Nh­ng trong m«i tr­êng OH- t¹o ra hîp chÊt chøa oxi Cl- + 6OH- -6e -> ClO3 + 3H2O TÝnh khö râ rÖt cña H2S thÓ hiÖn chñ yÕu trong c¸c m«i tr­êng axit, trung tÝnh H2S - 2e -> S + 2H+ H2S + 4H2O –8e -> SO42- +10H+ 5/ Tr­êng hîp mét chÊt võa cã tÝnh oxi ho¸ võa cã tÝnh khö Khi mét nguyªn tè cã trong hîp chÊt hoÆc ®¬n chÊt cã sè oxi ho¸ trung gian th× cã c¶ hai tÝnh chÊt võa cã tÝnh oxi ho¸ võa cã tÝnh khö. VÝ dô: +3 +5 +5 -1 3KNO2 + HClO3 ( 3KNO3 + HCl (chÊt khö) +3 -1 0 +2 2KNO2 + 2Ki + 2H2SO4 ( I2 + 2NO + 2K2SO4 + 2H2O (chÊt oxi ho¸) 6/ Trong mét sè chÊt, ChÊt oxi ho¸ vµ chÊt khö trong néi ph©n tö +1 +5 -2 -1 0 VÝ dô: K Cl O3 -> KCl + O2 7/ Trong mét sè chÊt, chÊt oxi ho¸ vµ chÊt khö cßn phô thuéc vµo m«i tr­êng tiÕn hµnh ph¶n øng M«i tr­êng H+ Mn2+ (mµu hång nh¹t) +7 KMnO4 M«i tr­êng trung tÝnh MnO2 (Mµu n©u ®en) (Mµu tÝm) M«i tr­êng OH- K2MnO4 (Mµu xanh lôc) C/ c¸c ph­¬ng ph¸p c©n b»ng ph­¬ng tr×nh ph¶n øng oxi ho¸ khö Cã nhiÒu ph­¬ng ph¸p viÕt ph­¬ng tr×nh cña ph¶n øng oxi ho¸ khö, tÊt c¶ ®Òu dùa vµo nguyªn lý b¶o toµn khèi l­îng vµ b¶o toµn ®iÖn tÝch. I/Ph­¬ng ph¸p ®¹i sè Ph­¬ng ph¸p nµy ¸p dông cho tÊt c¶ c¸c lo¹i ph¶n øng ho¸ häc 1/Nguyªn t¾c: -Dùa vµo sè nguyªn tö cña mçi nguyªn tè ë hai vÕ ph¶i b»ng nhau. -§Æt Èn sè lµ c¸c hÖ sè hîp thøc. Dïng ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng ®Ó c©n b»ng nguyªn tè vµ lËp ph­¬ng tr×nh ®¹i sè. -Chän nghiÖm tuú ý cho mét Èn, råi dïng hÖ ph­¬ng tr×nh ®¹i sè ®Ó suy ra c¸c Èn sè cßn l¹i. VÝ dô: aFeS2 + bO2 ( cFe2O3 + dSO2 Ta cã: Fe: a=2c S: 2a=d O: 2d=3c+2d Chän c=1 th× a=2, d=4, b=11/2, sau ®ã nh©n ca hai vÕ víi 2 ta cã ph­¬ng tr×nh: 4FeS2 + 11O2 ( 2Fe2O3 + 8SO2 2/B¶n chÊt cña ph­¬ng ph¸p ®¹i sè Ph­¬ng ph¸p nµy kh«ng cho thÊy b¶n chÊt cña ph¶n øng oxi ho¸ khö, kh«ng thÓ x¸c ®Þnh ®­îc chÊt oxi ho¸, chÊt khö trong mét sè tr­êng hîp kh«ng x¸c ®Þnh ®­îc c¸c hÖ sè. Ngoµi ph­¬ng ph¸p ®¹i sè cßn cã hai ph­¬ng ph¸p phæ biÕn: +Ph­¬ng ph¸p c©n b»ng electron +Ph­¬ng ph¸p ion electron Kh«ng nªn cho r»ng ph­¬ng ph¸p nµo ­u viÖt h¬n ph­¬ng ph¸p nµo. Khi viÕt ph­¬ng tr×nh ph¶n øng oxi ho¸ khö diÔn ra rong dung dÞch n­íc , do ph¶n øng gi÷a chÊt oxi ho¸ chÊt khö ®iÖn li còng lµ c¸c ion th× còng cã thÓ dïng ph­¬ng ph¸p ion electron. Trong khi ®ã ph­¬ng ph¸p c©n b»ng electron cã tÝnh kh¸i qu¸t vµ dïng ®­îc cho mäi tr­êng hîp. II/Ph­¬ng ph¸p c©n b»ng electron Ph­¬ng ph¸p nµy dùa vµo sù b¶o toµn electron nghÜa lµ tæng sè electron cña chÊt khö cho ph¶i b»ng tæng sè electron mµ chÊt oxi ho¸ nhËn. C©n b»ng theo 5 b­íc: C¸c b­íc  C¸ch tiÕn hµnh   1  ViÕt s¬ ®å ph¶n øng víi c¸c chÊt tham gia x¸c ®Þnh nguyªn tè cã sè oxi ho¸ thay ®æi.   2  ViÕt c¸c ph­¬ng tr×nh: Khö (Cho electron) Oxi ho¸ (NhËn electron)   3  C©n b»ng electron: Nh©n hÖ sè ®Ó: Tæng sè electron cho=tæng sè electron nhËn   4  C©n b»ng nguyªn tè: Nãi chung theo thø tù: 1:Kim lo¹i (ion d­¬ng) 2:Gèc axits (ion ©m) 3:M«i tr­êng (axit, baz¬) 4:N­íc (C©n b»ng n­íc lµ ®Ó c©n b»ng hi®ro)   5  KiÓm so¸t sè nguyªn tö oxi ë hai vÕ (ph¶i b»ng nhau)   VÝ dô: 0 +5 +2 +2 Cu + HNO3 (lo·ng) ( Cu(NO3)2 + NO + H2O 0 +2 3 x Cu -2e ( Cu +5 +2 2 x N +3e ( N 3Cu + 2HNO3 (lo·ng) = 3Cu(NO3)2 + 2NO + H2O III/Ph­¬ng ph¸p c©n b»ng ion-electron Ph­¬ng ph¸p nµy kh«ng ®ßi hái ph¶i biÕt chÝnh x¸c sè oxi ho¸ cña nguyªn tè, nh­ng chØ ¸p dông ®­îc cho tr­êng hîp c¸c ph¶n øng oxi ho¸ khö x¶y ra trong dung dÞch, ë ®ã phÇn lín c¸c chÊt oxi ho¸ vµ chÊt khö tån t¹i ë d¹ng ion. C©n b»ng theo 5 b­íc C¸c b­íc  C¸ch tiÕn hµnh   1  T¸ch ion, x¸c ®Þnh c¸c nguyªn tè cã sè oxi ho¸ thay ®æi vµ viÕt c¸c nöa ph¶n øng oxi ho¸ vµ khö   2  C©n b»ng ph­¬ng tr×nh c¸c nöa ph¶n øng: +C©n b»ng sè nguyªn tö cña mçi nguyªn tè ë hai vÕ cña nöa ph¶n øng. -Thªm H+ hay OH- -Thªm H2O ®Ó c©n b»ng sè nguyªn tö Hi®ro -KiÓm so¸t sè nguyªn tö oxi ë hai vÕ ph¶i b»ng nhau +C©n b»ng ®iÖn tÝch: Thªm electron vµo mçi nöa ph¶n øng ®Ó c©n b»ng ®iÖn tÝch   3  C©n b»ng electron: Nh©n hÖ sè ®Ó: Tæng sè electron cho=tæng sè electron nhËn   4  Céng c¸c nöa ph¶n øng ta cã ph­¬ng tr×nh ion thu gän   5  §Ó chuyÓn ph­¬ng tr×nh d¹ng ion thu gän thµnh ph­¬ng tr×nh ion ®Çy ®ñ vµ phk­¬ng tr×nh ph©n tö c©nf céng vµo hai vÕ nh÷ng l­îng nh­ nhau c¸c cation hoÆc anion ®Ó bï trõ ®iÖn tÝch.   VÝ dô: Al + HNO3 ( Al(NO3)3 + N2O + H2O 8 x Al - 3e ( Al3+ 3 x 2NO3- + 10H+ + 8e ( N2O + 5H2O 8Al + 30HNO3 ( 8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O Trong c¸c ph¶n øng oxi ho¸ khö, th­êng cã sù tham gia cña m«i tr­êng, tuú thuéc vµo m«i tr­êng, kh¶ n¨ng ph¶n øng cña mét chÊt cã thÓ thay ®æi. a/Ph¶n øng cã axit tham gia VÕ nµo thõa oxi th× thªm H+ ®Ó t¹o ra H2O VÝ dô: KMnO4 + KNO2 + H2SO4 --> MnSO4 + KNO3 + K2SO4 + H2O Ph¶n øng oxi ho¸ NO2- ----> NO3- Ph¶n øng khö: MnO4 ----> Mn2+ 2 x MnO4 + 5e + 8H+ = Mn2+ + 4H2O 5 x NO2- - 2e + H2O = NO3- + 2H+ 2MnO4- +5NO2- +16H+ + 5H2O =2Mn2+ + 8H2O + 5NO3- +10H+ Gi¶n ­íc H+ vµ H2O ë hai vÕ ta cã: 2MnO4- +5NO2- +6H+ =2Mn2+ + 3H2O + 5NO3- 2KMnO4 + 5KNO2 + 3H2SO4 = 2MnSO4 + 5KNO3 + K2SO4 + 3H2O b/Ph¶n øng cã kiÒm tham gia VÕ nµo thõa oxi th× thªm H2O t¹o ra OH- hay vÕ nµo thiÕu oxi th× thªm OH- t¹o ra H2O VÝ dô: NaCrO2 + Br2 + NaOH ---> Na2CrO4 + NaBr + H2O Ph¶n øng khö: 2Br + 2e ---> 2Br- Ph¶n øng oxi ho¸ CrO2- - 3e ---> CrO42- 2 x CrO2- - 3e +4OH- = CrO42- + 2H2O 3 x 2Br + 2e ---> 2Br- 2CrO2- 8OH- +3Br2 = 2CrO42- + 6Br- + 4H2O 2NaCrO2 + 3Br2 + 8NaOH = 2Na2CrO4 + 6NaBr + 4H2O c/Ph¶n øng cã n­íc tham gia NÕu s¶n phÈm sau ph¶n øng cã axit t¹o thµnh, ta c©n b»ng theo ph¶n øng cã axit tham gia, nÕu s¶n phÈm sau ph¶n øng cã kiÒm t¹o thµnh ta c©n b»ng theo ph¶n øng cã kiÒm tham gia. VÝ dô: KMnO4 + K2SO3 + H2O --> MnO2 + KOH + K2SO4 Ph¶n øng khö: MnO4- +3e ---> Mn2+ Ph¶n øng oxi ho¸ SO32- -2e ---> SO42- 2 x MnO4- +3e +2H2O = MnO2 + 4OH- 3 x SO32- -2e + 2OH- ---> SO42- + 2H2O 2MnO4- + 4H2O + 3SO32- + 6OH- = 2MnO2 + 8OH- + 3SO42- + 3H2O Gi¶n ­íc OH- vµ H2O tao cã: 2KMnO4 + 3K2SO3 + H2O = 2MnO2 + 2KOH + 3K2SO4 IV/Bµi tËp ¸p dông 1/Bµi 1: C©n b»ng ph¶n øng oxi ho¸-khö sau b»ng ph­¬ng ph¸p c©n b»ng electron. a/ MnO2 + HCl ( MnCl2 + Cl2 + H2O b/ K2S + K2Cr2O7 + H2SO4 ( S + K2SO4 + Cr2 (SO4)3 + H2O c/ C2H2 + KMnO4 + H2O ( axit «xalic + MnO2 + KOH 2/Bµi 2: c©n b»ng c¸c ph¶n øng oxi ho¸-khö sau theo ph­¬ng ph¸p c©n b»ng ion-electron a/ KmnO4 + axit oxalic +H2SO4 ( CO2 + MnSO4 + K2SO4 + H2O b/ NO2 + KOH ( KNO3 + KNO2 + H2O c/ KMnO4 + KNO2 + H2O ( KNO3 + MnO2 + KOH D/§iÒu kiÖn ®Ó ph¶n øng oxi ho¸-khö x¶y ra §Ó biÕt mét ph¶n øng «xi ho¸-khö cã thùc hiÖn ®­îc hay kh«ng häc sinh cÇn nhí d·y ®iÖn ho¸ cña mét sè kim lo¹i th«ng dông TÝnh khö cña kim lo¹i gi¶m dÇn Li K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb Fe H Cu Fe2+ Hg Ag Hg Pt Au Li+K+Ba2+Ca2+Na+Mg2+Al3+Mn2+Zn2+Cr3+Fe2+Ni2+Sn2+Pb2+Fe2+H+Cu2+Fe3+Hg+Ag+Hg2+Pt2+Au3+ TÝnh oxi ho¸ cña ion kim lo¹i t¨ng dÇn I/So s¸nh tÝnh chÊt nh÷ng cÆp oxi ho¸-khö liªn hîp §Ó so s¸nh tÝnh chÊt oxi ho¸-khö cña c¸c chÊt ta ph¶i dùa vµo dÉy ®iÖn ho¸ cña kim lo¹i VÝ dô: CÆp oxi ho¸-khö Fe2+/Fe vµ Cu2+/Cu Ta cã ph­¬ng tr×nh: Fe + Cu2+ ---> Cu + Fe2+ Nh­ vËy Fe cã tÝnh khö m¹nh h¬n Cu, Cu2+ cã tÝnh oxi ho¸ m¹nh h¬n Fe2+ II/§iÒu kiÖn ®Ó ph¶n øng oxi ho¸ khö x¶y ra §Ó biÕt mét sè ph¶n øng oxi ho¸-khö cã thÓ x¶y ra ®­îc hay kh«ng ph¶i dùa vµo sù t¹o thµnh chÊt oxi ho¸ vµ chÊt khö. NÕu ph¶n øng t¹o Thµnh chÊt oxi ho¸ vµ chÊt khö yÕu h¬n th× ph¶n øng oxi ho¸-khö x¶y ra. V× vËy ph¶n øng ph¶n øng oxi ho¸-khö x¶y ra theo chiÒu: OXm¹nh + Khm¹nh ( OXyÕu + KhyÕu VÝ dô: Ta cã cÆp oxi ho¸ khö Mg2+/Mg vµ Fe2+/Fe. Ph¶n øng x¶y ra theo chiÒu: Mg + Fe2+ ( Mg2+ + Fe Ph¶n øng x¶y ra ®­îc v× Mg lµ chÊt khö m¹nh, t¹o ra Fe cã tÝnh khö yÕu h¬n nã. Fe2+ lµ chÊt oxi ho¸ m¹nh t¹o ra Mg2+ cã tÝnh oxi ho¸ yÕu h¬n nã IIi Mét sè bµi tËp ¸p dông 1/Bµi 1: h·y so s¸nh tÝnh chÊt c¸c cÆp oxi ho¸ khö sau: a/ Ni2+/Ni vµ Fe2+/Fe b/ Sn2+/Sn vµ Cu2+/Cu DÉn ra c¸c ph¶n øng ho¸ häc ®Ó minh ho¹ 2/Bµi 2: Cho d·y ®iÖn ho¸: K Ca Na Mg ... Cu Ag Hg K+Ca2+Na+Mg2+ ...Cu2+Ag+Hg2+ a/ Cã hiÖn t­îng g× x¶y ra khi cho Ca vµo dung dÞch NaOH vµ dung dÞch MgCl2 b/ Cã ph¶n øng g× x¶y ra khi cho a (mol) Zn vµo dung dÞch cã chøa b (mol) AgNO3 vµ c (mol) Hg(NO3)2 3/ Bµi 3: Ng©m mét l¸ kÏm vµo ®ung dÞch muèi sau. H·y cho biÕt muèi nµo cã ph¶n øng: NiSO4, NaCl, MgSO4, CuSO4, AlCl3, CaCl2, Pb(NO3)2 Gi¶i thÝch vµ viÕt ph­¬ng tr×nh ph¶n øng 4/ Bµi 4 Cho c¸c cÆp oxi ho¸ khö sau: Fe2+/Fe, Cu2+/Cu, Fe3+/Fe2+. Dùa vµo d·y ®Iön ho¸ cho biÕt a/ Fe cã kh¶ n¨ng tan ®­îc trong dung dÞch FeCl3 vµ trong dung dÞch CuCl2 hay kh«ng? b/ Cu cã kh¶ n¨ng tan trong dung dÞch FeCl3 vµ dung dÞch FeCl2 hay kh«ng? 5/ Bµi 5: Cã 5 dung dÞch, mçi dung dÞch cã chøa mét ion sau: Zn2+, Cu2+, Fe2+, Mg2+, Pb2+ vµ 5 kim lo¹i Zn, Cu, Mg, Fe vµ Pb. H·y: -Cho biÕt nh÷ng kim lo¹i t¸c dông víi dung dÞch nµo. -S¾p xÕp kh¶ n¨ng khö vµ kh¶ n¨ng oxi ho¸ t¨ng dÇn PhÇn 3 KÕt luËn Trong ph¹m vi ®Ò tµi nµy, t«i ®· nghiªn cøu, t×m hiÓu vµ rót ra ®­îc mét sè kinh nghiÖm nh»m n©ng cao hiÖu qu¶ gi¶ng d¹y phÇn ph¶n øng oxi ho¸-khö, gåm: -Sè oxi ho¸ -ph¶n øng oxi ho¸-khö +§Þnh nghÜa ph¶n øng oxi ho¸-khö +ChÊt oxi ho¸-khö +Qu¸ tr×nh oxi ho¸-khö -C¸c ph­¬ng ph¸p c©n b»ng ph¶n øng oxi ho¸-khö +Ph­¬ng ph¸p c©n b»ng ®¹i sè +Ph­¬ng ph¸p c©n b»ng e +Ph­¬ng ph¸p c©n b»ng ion-e -§iÒu kiÖn ®Ó ph¶n øng oxi ho¸-khö x¶y ra Trong mçi phÇn ®Òu cã vÝ dô minh häa vµ mét sè bµi tËp ¸p dông tù gi¶I §Ò tµi nµy ®· ®­îc thÓ nghiÖm ë häc sinh tr­êng THPT N¨ng KhiÕu TØnh Qu¶ng B×nh ë c¸c líp chuyªn ho¸ vµ kh«ng chuyªn ho¸, ë c¸c ®éi tuyÓn thi häc sinh cÊp tØnh vµ cÊp quèc gia. Qua nhiÒu n¨m gi¶ng d¹y t«i nhËn thÊy: NÕu gi¸o viªn bé m«n ho¸ häc biÕt c¶i tiÕn ph­¬ng ph¸p gi¶ng d¹y nh»m n©ng cao hiÖu qu¶ giê d¹y, t¹o cho häc sinh lßng say mª, høng thó häc tËp bé m«n ho¸ häc, th× víi néi dung-ch­¬ng tr×nh h¹n chÕ cña s¸ch gi¸o khoa phæ th«ng hiÖn nay, häc sinh vÉn cã thÓ hiÓu ®­îc c¸c kh¸i niÖm khã nh­ kh¸i niÖm ph¶n øng oxi ho¸-khö mét c¸ch thÊu ®¸o vµ cã hÖ thèng. KÕt qu¶ häc tËp bé m«n ho¸ häc cña häc sinh tr­êng THPT N¨ng KhiÕu Qu¶ng B×nh trong nh÷ng n¨m qua ®· chøng minh ®iÒu ®ã. Mong r»ng ®Ò tµi nµy sÏ gãp phÇn nhá bÐ trong viÖc n©ng cao hiÖu qu¶ gi¶ng d¹y bé m«n ho¸ häc nãi chung vµ phÇn ph¶n øng oxi ho¸-khö nãi riªng trong ch­¬ng tr×nh phæ th«ng. Môc lôc Trang PhÇn 1 Më ®Çu 1 PhÇn 2 Néi dung: Ph¶n øng oxi ho¸-khö 2 A/ Sè oxi ho¸ 2 B/Ph¶n øng oxi ho¸-khö 3 I/Sù oxi ho¸ khö 3 II/ph¶n øng oxi ho¸-khö 3 III/ChÊt oxi ho¸-khö 3 C/C¸c ph­¬ng ph¸p c©n b»ng ph­¬ng tr×nh 6 ph¶n øng oxi ho¸-khö I/Ph­¬ng ph¸p ®¹i sè 6 II/Ph­¬ng ph¸p c©n b»ng e 7 III/Ph­¬ng ph¸p c©n b»ng ion-e 8 IV/Bµi tËp ¸p dông 10 D/§iÒu kiÖn ®Ó ph¶n øng oxi ho¸-khö x¶y ra 10 I/So s¸nh tÝnh chÊt nh÷ng cÆp oxi ho¸-khö liªn hîp 10 II/§iÒu kiÖn ®Ó ph¶n øng oxi ho¸-khö x¶y ra 11 III/ Bµi tËp ¸p dông 11 PhÇn 3 KÕt luËn 13 Tµi liÖu tham kh¶o 1/S¸ch gi¸o khoa líp 8, 9, 10, 11, 12 - NXB GD 2/S¸ch gi¸o khoa chuyªn ho¸ 10, 11 - NXB GD 3/Gi¶i to¸n ho¸ häc 10, 11, 12 -Tr­êng chuyªn Lª Hång Phong-TPHCM 4/Ho¸ v« c¬ -Hoµng Ngäc Cang-Hoµng Nh©m-NXB §¹i häc vµ THCN 5/Ho¸ ph©n tÝch -NguyÔn Tinh Dung - NXB GD 6/Ho¸ c¬ së-§Æng TrÇn Ph¸ch- - NXB GD vµ c¸c tµi liÖu kh¸c

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • docDownload- Sáng kiến kinh nghiệm trong dạy học, tiểu luận kết thúc học phần môn hóa học- Góp phần nâng cao hiệu quả giảng dạy phản ứng oxi hóa-khử tron.doc
Luận văn liên quan