SKKN Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập về sắt và hợp chất của sắt trong bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9

1. MỞ ĐẦU

1.1. Lí do chọn đề tài. 

Trong chương trình THCS, Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhất, nhưng nó lại có vai trò quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, rèn cho học sinh óc tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy. Vì vậy giáo viên bộ môn hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học, làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động. 

Trong chương trình Hóa học THCS, tính chất của Sắt được đưa vào chương trình lớp 9 – trong chương II – Kim loại. Đây là một kim loại có tính chất hóa học tương đối rắc rối, chính vì vậy đây được coi là một mảng kiến thức được khai thác tương đối nhiều trong các đề thi học sinh giỏi các cấp.

Tại trường THCS Chu Văn An, ngoài nhiệm vụ giảng dạy đại trà, nhiệm vụ trọng tâm của nhà trường là đào tạo học sinh giỏi các cấp ở tất cả các môn học. Môn hóa học là một trong số ít môn được nhà trường coi là môn trọng tâm đem lại nhiều giải cao trong các kỳ thi HSG các cấp. Bản thân tôi được giao đứng đội tuyển Hóa học tại trường đã rất cố gắng để từng bước đưa chất lượng đội tuyển HSG môn Hóa học ngày càng đi lên. Trong quá trình giảng dạy, ôn luyện, tôi nhận thấy có nhiều điểm yếu ở học sinh, một trong những điểm yếu đó là khi các em thực hiện các bài tập về sắt và hợp chất của nó. Mặc dù tôi đã hướng dẫn rất tỉ mỉ cho các em tính chất hóa học của sắt và một số hợp chất của nó, nhưng khi giao bài cụ thể thì các em vẫn rất lúng túng. Chính vì lý do đó, tôi đã chọn đề tài “Hướng dẫn học sinh giải một số bài tập của Sắt và hợp chất của Sắt trong bồi dưỡng học sinh giỏi lớp 9 ở trường THCS Chu Văn An” làm SKKN của mình để góp phần nhỏ nhằm khắc phục tình trạng trên của học sinh đội tuyển Hóa học tại trường THCS Chu Văn An.

1.2. Mục đích nghiên cứu.

Nghiên cứu nguyên tắc, quy trình xây dựng và cách sử dụng bài tập hóa học về kim loại Sắt trong chương trình hóa học THCS nhằm phát huy tính tích cực của học sinh.

1.3. Đối tượng nghiên cứu.

Đề tài này nghiên cứu tổng quan về tính chất hóa học của kim loại sắt, các dạng bài tập liên quan đến kim loại sắt trong chương trình THCS.

1.4. Phương pháp nghiên cứu.

– Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lí thuyết: Tìm hiểu, tổng hợp những tính chất hóa học của kim loại sắt.

– Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu thập thông tin: Khảo sát chất lượng học sinh trước khi áp dụng SKKN và sau khi áp dụng SKKN, lấy ý kiến của học sinh về chủ đề.

2. NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

2.1. Cơ sở lý luận của SKKN.

2.1.1. Vị trí của nguyên tố Sắt trong Bảng tuần hoàn:

Sắt là nguyên tố hóa học nằm ở ô 26, thuộc chu kỳ 4, nhóm VIIIB trong bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học.

2.1.2. Tính chất của Sắt:

2.1.2.1. Tính chất vật lí:

Sắt là kim loại màu trắng xám, có ánh kim, dẫn điện, dẫn nhiệt tốt nhưng kém hơn nhôm. Sắt dẻo nên dễ rèn. Sắt có tính nhiễm từ, là kim loại nặng (D=7,86g/cm3), nóng chảy ở 15390C.

2.1.2.2. Tính chất hóa học:

1. a. Tác dụng với ôxi :          

3Fe   +  2O2     Fe3O4

1. b. Tác dụng với hầu hết các phi kim hoạt động khi đun nóng -> tạo muối Sắt (III) : 

2Fe   +   3Cl2     2FeCl3

–  Với các phi kim hoạt động yếu -> muối Sắt (II) :     

   VD   :                     Fe   +    S     FeS 

1. c. Tác dụng với axit loãng (HCl, H2SO4 loãng …) ⭢ muối Sắt (II) +  H2⭡  :  

   VD:                       Fe   +   2HCl    ⭢  FeCl2   +  H2⭡

1. d. Tác dụng với dung dịch muối của kim loại hoạt động yếu hơn ⭢  muối Sắt (II) +  kim loại: 

             VD :    Fe   +   2AgNO3   ⭢   Fe(NO3)2     +  2Ag⭣

*Lưu ý :  Khi cho sắt tác dụng với dung dịch muối Sắt (III) phản ứng tạo thành dung dịch muối Sắt (II):

+ VD :           Fe   +    Fe2(SO4)3   ⭢  3FeSO4     

1. e. Tác dụng với axit có tính oxi hoá mạnh (H2SO4 đặc nóng ,HNO3 … ) -> tạo thành muối Sắt (III) + H2O + sản phẩm phụ.

   *Tác dụng với H2SO4 đặc ,nóng ->  Khí không màu, mùi hắc thoát ra  (SO2).

+ VD :          2Fe    +   6H2SO4 đặc      Fe2(SO4)3    +  3SO2 ⭡   +  6H2O

   *Tác dụng với HNO3 -> Muốí Sắt (III) nitrat  + (  N2O, N2 , NO,NO2, NH4NO3 )  + H2O.

 – Nếu xuất hiện khí không màu thoát ra, khí đó có thể là  (N2O , N2)  

+ VD :  8Fe    +      30HNO3 loãng      8Fe(NO3)3   +   3N2O⭡   +  15H2O

 – Nếu xuất hiện khí không màu thoát ra sau đó hoá nâu ngoài không khí, khí đó là (NO)

+ VD :       Fe    +      4HNO3 đặc       Fe(NO3)3   +   NO⭡   +  2H2O

                          2NO   +   O2   ⭢  2NO2 (nâu đỏ)

  – Nếu xuất hiện khí nâu đỏ, khí đó là (NO2)

+ VD :    Fe    +      6HNO3 đặc       Fe(NO3)3   +   3NO2⭡   +  3H2O .

  – Nếu cho kim loại Sắt tác dụng với HNO3 thu được 2 muối, trong đó phải có 1 muối là NH4NO3

         + VD :  8Fe    +   30HNO3 loãng    8Fe(NO3)3   +   3NH4NO3   +  9H2O .

=>Lưu ý : Sắt  không phản ứng với dung dịch HNO3 đặc nguội và H2SO4 đặc nguội.

* Điều chế : – Dùng các chất khử mạnh như :  H2 , Al , C , CO ….để khử các ôxit Sắt ở nhiệt độ cao hoặc điện phân dung dịch muối Sắt (II)

2.1.3. Các hợp chất của sắt:

2.1.3.1. Các ôxit của Sắt :  (FeO, Fe3O4 , Fe2O3)        

+ Là những ôxit bazơ không tan  trong nước : 

  – Tác dụng với dung dịch axit không có tính ôxi hoá ( HCl ,H2SO4 loãng)  -> Muối tương ứng và nước 

+ VD : FeO     +     2HCl   ⭢    FeCl2   +    H2O.                                                    

+ VD : Fe2O3    +   3H2SO4 (l)    ⭢   Fe2(SO4)3    +    3H2O.

 Tổng quát :         FexOy   +   2yHCl    ⭢   xFeCl2y/x   +     yH2O .

                            2FexOy   +   2yH2SO4 loãng    ⭢   xFe2(SO4)2y/x   +   2yH2O .

=>Lưu ý : Sắt từ ôxit (Fe3O4 hoặc có thể viết FeO.Fe2O3) tác dụng với dung dịch axit không có tính ôxi hoá cho dung dịch 2 muối trong đó có 1 muối Sắt (II) và 1 muối Sắt (III).