Tài liệu Skkn cân bằng phương trình phản ứng oxi hóa khử dựa vào sự thay đổi số oxi hóa

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- Tinh Quảng Bình. Học sinh (lớp thực nghiê ̣m) 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 hiê ̣n: 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 mô ̣t phân tử bằng 0. + Tổng đại số số oxi hóa của các nguyên tử trong mô ̣t ion bằng điê ̣n tích của ion đó. + Trong hợp chất thường số oxi hóa của hidro là +1; của oxi là -2, của kim loại là điê ̣n 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, nhâ ̣n electron. Bước 2: Vẽ một mui 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 mui 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 chi cần tính nhmm, 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 mô ̣t chất thì ta phải nhân số lượng nguyên tử đó trước khi xác định giá trị tăng, giảm. 7 Bước 3: Tìm hê ̣ số nhân vào làm cho số tăng bằng số giảm, đă ̣t hê ̣ số nhân này trong ngoă ̣c đơn Bước 4: Đưa những hê ̣ số nhân này vào phương trình bằng cách: số nhân nào thì đưa vào trước và sau mui tên đó (trừ khi nguyên tố có nhiều sự thay đổi số oxi hóa trong phương trình đó hoă ̣c 2 mui tên xuất phát cùng mô ̣t nơi hoă ̣c đến cùng mô ̣t 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 a ) 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 HNa 3, H2Sa 4 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 + a 2  Na + H2a - 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 a từ 0 tới -2 giảm = 2( 0-(-2))= 4 (vì a 2 nên nhân 2) - Ta vẽ 1 mui tên thể hiện sự tăng, ghi 5 trên mui tên và 1 mui tên thể hiện sự giảm, ghi 4 trên mui tên. - Làm cho tăng và giảm bằng nhau ( thường là nhân chéo) : mui tên ghi 5 ta nhân 4, còn mui tên ghi 4 ta nhân 5. - Đưa hệ số vào phương trình : đưa số 4 vào các chất trước ( NH3) và sau ( Na ) mui tên nhân 4, đưa hệ số 5 vào chất trước (a 2) còn sau mui tên không nhân ( vì a 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 -2 4NH3 + 5a 2  4Na + H2a 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 + 5a 2  4Na + 6 H2a Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử Mg + HNa 3  Mg(Na 3)2 + Na + H2a - 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 mui tên tăng 2 và mui 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 Na , riêng chất môi trường ( HNa 3) chưa nhân số Tăng 2(x 3) 0 3Mg + +5 +2 +5 +2 HNa 3  3 Mg(Na 3)2 + 2Na + H2a 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 + 8HNa 3  3 Mg(Na 3)2 + 2Na + 4 H2a Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử HCl + KMna 4  KCl + MnCl2 + Cl2 + H2a - 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 mui tên tăng 2 và mui 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 Cl2, riêng chất môi trường ( HCl) chưa nhân số 9 Tăng 2(x 5) -1 +7 +2 0 HCl + 2KMna 4  2MnCl2 + 2KCl+ 5Cl2 + H2a 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 + 2KMna 4  2MnCl2 + 2KCl+ 5Cl2 + 8H2a Dạng 2 : Phản ứng oxi hóa – khử nội phân tử Với dạng này, vì 2 mui 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(Na 3)2 → Cua + Na 2 + a 2 - Sau khi xác định số oxi hóa a từ -2 tới 0 tăng 4 (vì a 2 nên nhân 2) và N từ +5 tới +4 giảm 1 - Ta vẽ mui tên tăng 4 và mui 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 O,2 Tăng 4 (x1) +5 +4 Cu(Na 3)2 → 0 Cua + 4Na 2 + a 2 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(Na 3)2 → 2Cua + 4Na 2 + a 2 Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau HNa 3  Na 2 + a 2 + H2a - Sau khi xác định số oxi hóa a từ -2 tới 0 tăng 4 (vì a 2 nên nhân 2) và N từ +5 tới +4 giảm 1 - Ta vẽ mui tên tăng 4 và mui 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 O,2 Tăng 4(x1) +5 -2 +4 HNa 3  0 4Na 2 + a 2 + H2a 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 4HNa 3  4Na 2 + a 2 + 2H2a Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau KCla 3  KCl + a 2 - Sau khi xác định số oxi hóa a từ -2 tới 0 tăng 4 (vì a 2 nên nhân 2) và Cl từ +5 tới -1 giảm 6 - Ta vẽ mui tên tăng 4 và mui 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 a 2 , đưa số 2 vào Cl Tăng 4(x3) +5 KCla 3 -1 +0 → 2KCl + 3a 2 Giảm 6(x 2) - Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự : Kim loại (K), oxi. 2KCla 3  2KCl + 3a 2 Dạng 3 : phản ứng tự oxi hóa – khử - Với dạng này, vì 2 mui 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 + Ka H ——> KCl + KCla 3 + H2a 0 11 Cl - Tương tự các bước thực hiện như các ví dụ trên, riêng là điểm chung cho 2 mui tên nên ta không nhân hệ số; Giảm 1(x5) 0 -1 +5 Cl2 + Ka H  5KCl + KCla 3 + H2a 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, a ) 3Cl2 + 6 Ka H  5KCl + KCla 3 + 3H2a Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau S + Naa H  Na2S + Na2Sa 3 + H2a - Tương tự các bước thực hiện như các ví dụ trên, riêng 0 S là điểm chung cho 2 mui tên nên ta không nhân hệ số; Giảm 2(x2) 0 -2 S + Naa H +4  2Na2S + Na2Sa 3 + H2a 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, a ) 3S + 6Naa H  2Na2S + Na2Sa 3 + 3H2a Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau K2Mna 4 + H2a → KMna 4 + Mna 2 + Ka H - Sau khi xác định số oxi hóa Mn từ +6 tới +7 tăng 1 và Mn từ +6 tới +4 giảm 2 - Ta vẽ mui tên tăng 1 và mui 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 mui tên) Tăng 1(x2) +6 +7 +4 K2Mna 4 + H2a → 2KMna 4 + Mna 2 + Ka H 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. 3K2Mna 4 + 2H2a → 2KMna 4 + Mna 2 + 4 Ka H 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 Fe3a 4 + HNa 3  Fe(Na 3)3 + Na + H2a - Trước tiên, ta làm cho Fe bằng nhau ở 2 vế, mỗi vế lúc này có 3 Fe Fe3a 4 + HNa 3  3Fe(Na 3)3 + Na + H2a - Số oxi hóa của Fe tăng =3. (+3)- 3.( ) =1; còn N giảm (+5)- (+2) = 3 Tăng 1(x3)  83 3Fe3a 4 +5 +3 +2 + HNa 3 3.3Fe(Na 3)3 + Na + H2a 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, a ) 3Fe3a 4 + 28HNa 3  9Fe(Na 3)3 + Na + 14H2a Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau CH3 – CH = CH2 + KMna 4 + H2a  CH3 – CH(a H) –CH2(a H) + Mna 2 + Ka H - Với chất hữu cơ ta chuyển về công thức phân tử: C3H6 + KMna 4 + H2a  C3H8a 2 + 2Mna 2 + Ka H - Mỗi vế tính 3 nguyên tử C: Số oxi hóa của C tăng =3. ( Tăng 2(x3) -2   +7 4 3 )- 3.(-2 ) =2; còn Mn giảm (+7)- (+4) = 3 4 3 +4 3C3H6 + 2KMna 4 + H2a  3C3H8a 2 + 2Mna 2 + Ka H 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, a ) 3C3H6 + 2KMna 4 + 4H2a  3C3H8a 2 + 2Mna 2 + 2Ka H 13 Dạng 5 : Phản ứng oxi hóa – khử có nhiều chất khử Đối với dạng này, ta vẽ một mui 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 + HNa 3 → Cu(Na 3)2 +CuSa 4 + Na + H2a - 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 HNa 3 là môi trường nên chưa nhân hệ số. Giảm 3 (x10) +1 -2 +5 +2 +5 +2 +6 +2 3Cu2S + HNa 3 → 3 Cu(Na 3)2 + 3 CuSa 4 +10 Na + H2a 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, a ) 3Cu2S + 16 HNa 3 → 3 Cu(Na 3)2 + 3 CuSa 4 +10 Na + 8 H2a Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau FeS2 + HNa 3 → Fe(Na 3)3 + H2Sa 4 + Na +H2a - Trước tiên ta nhân H2Sa 4 với 2 để cho S ở hai vế bằng nhau FeS2 + HNa 3 → Fe(Na 3)3 + 2H2Sa 4 + Na +H2a - 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 HNa 3 là môi trường nên chưa nhân hệ số. Giảm 3(x5) +2 -1 FeS2 + +5 +3 +5 +6 +2 HNa 3 → Fe(Na 3)3 + 2H2Sa 4 + 5Na + H2a 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, a ) FeS2 + 8 HNa 3 → Fe(Na 3)3 + 2H2Sa 4 + 5Na +2 H2a Dạng 6 : Phản ứng oxi hóa – khử có hệ số bằng chữ Tương tự, ta cung 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 Feaa b + HNa 3 → Fe(Na 3)3+ Na + H2a - Ta nhân Fe(Na 3)3 với a Feaa b + HNa 3 → a Fe(Na 3)3+ Na + H2a Tăng (3a – 2b)x 3  2b a +5 +3 +5 +2 Feaa b + HNa 3 → a Fe(Na 3)3+ Na + H2a Giảm 3x (3a – 2b) Sau khi nhân ta được: 3Feaa b + HNa 3 → 3a Fe(Na 3)3+(3a-2b) Na + H2a - Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự: Kim loại (Fe), phi kim (N, H, a ) 3Feaa b + (12a-2b)HNa 3 → 3a Fe(Na 3)3+ (3a-2b)Na +(6a-b)H2a Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau Fea + HNa 3 → Fe(Na 3)3+ Naa b +H2a Tương tự ví dụ 1 ở dạng 7 : Tăng 1x(5a-2b) +2 +5 +3 +5 +2b/a Fea + HNa 3 → Fe(Na 3)3+ Naa b +H2a Giảm (5a-2b)x1 Sau khi nhân ta được: (5a-2b)Fea + HNa 3 →(5a-2b) Fe(Na 3)3+ Naa b +H2a - Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự: Kim loại (Fe), phi kim (N, H, a ) (5a-2b)Fea + (16a-6b)HNa 3 →(5a-2b) Fe(Na 3)3+ Naa b +(8a-3b)H2a Ví dụ 3: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau Fexa y + H2Sa 4 → Fe2(Sa 4)3+ Sa 2 +H2a Tương tự ví dụ 2 ở dạng 7: Tăng (3x-2y)x(2) +2y/x +6 +3 +6 +4 Fexa y + H2Sa 4 → Fe2(Sa 4)3+ Sa 2 +H2a Giảm (2)x(3x-2y) 15 Sau khi nhân ta được: 2Fexa y + H2Sa 4 → xFe2(Sa 4)3+ (3x-2y)Sa 2 +H2a - Đếm, kiểm tra làm cho các nguyên tử 2 vế bằng nhau theo thứ tự: Kim loại (Fe), phi kim (S, H, a ) 2Fexa y + (6x-2y)H2Sa 4 → xFe2(Sa 4)3+ (3x-2y)Sa 2 +(6x-2y)H2a Dạng 7 : phản ứng oxi hóa – khử có só oxi hóa tăng giảm ở nhiều mức Đối với dạng này, ta cho ti 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 + HNa 3 → Al(Na 3)3 + Na + N2a + H2a ( VNa : VN2a = 3 : 2) 2 - Nhân Na với 3 và N2a với 2 theo ti lệ đề bài cho, ta sẽ có 3 N và 4 1 N Al + HNa 3 → Al(Na 3)3 + 3Na + 2N2a + H2a - Số oxi hóa của Al tăng = (+3) – (0) =3; còn N giảm =(5-2).3 + (5-1).4= 25, và HNa 3 là môi trường nên chưa nhân hệ số. Tăng 3(x 25) 0 +5 +3 +5 +2 +1 25Al + HNa 3 → 25Al(Na 3)3 + (3x)3Na + (3x)2N2a + H2a 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, a ) 25Al + 96 HNa 3 → 25Al(Na 3)3 + (3x)3Na + (3x)2N2a + 48 H2a Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng oxi hóa khử sau Fea + HNa 3 ——> Fe(Na 3)3 + Na 2 + Na + H2a (Biết ti lệ số mol Na 2 : Na = a : b ) - Nhân Na 2 với a và Na với b theo ti lệ đề bài cho Fea + HNa 3 → Fe(Na 3)3 + aNa 2 + bNa + H2a - Số oxi hóa của Fe tăng = (+3) – (+2) =1; còn N giảm =(5-4).a + (5-2).b= a + 3b, và HNa 3 là môi trường nên chưa nhân hệ số. Tăng 1x (a+3b) +2 +5 +3 +5 +4 +2 (a+3b) Fea + HNa 3 → (a+3b)Fe(Na 3)3 + aNa 2 + bNa + H2a 16 giảm a 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, a ) (a+3b)Fea + (4a + 10b)HNa 3 → (a+3b)Fe(Na 3)3 + aNa 2 + bNa +(2a + 5b)H2a 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 Kết quả bài kiểm tra khảo sát 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 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. KÊT 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 dmn 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 hoa học 10 (dung ̣cho học sinh ̣cạ́c lớp ̣chuyên), NXB Giáo dục Việt Nam 2. Nguyễn Trọng Thọ- Ngô Ngọc An (2000), Chuyên đê ́phản ưng oxi hoa khư và sự điêṇ ́phn,n, NXB Giáo dục Việt Nam 3. Lê Xuân Trọng (2006), Bài tậ́p Hoa học 10 nn,ng ̣cao, NXB Giáo dục Việt Nam 4. Lê Xuân Trọng (2006), Sạ́ch giáo viên Hoa học 10, NXB Giáo dục Việt Nam. 20