Giải bài tập Chuyên đề Hoá học 10 Cánh diều bài 9 Thực hành thí nghiệm hóa học ảo

I. Giới thiệu về phần mềm thí nghiệm hóa học ảo

II. Một số thí nghiệm hóa học ảo

1. Thí nghiệm lá vàng của Rutherford (Tán xạ hạt α của Rutherford)

Câu hỏi 1: Thực nghiệm quan sát chùm hạt alpha sau khi đi qua lá vàng: Có những hạt không thay đổi quỹ đạo ban đầu (vẫn đi thẳng), có những hạt thay đổi quỹ đạo (bị lệch hướng hoặc quay ngược trở lại). Từ kết quả thí nghiệm ảo, hãy cho biết mô hình nguyên tử theo Rutherford hay mô hình bánh pudding có kết quả phù hợp với thực nghiệm. Lí giải vì sao mô hình đó lại phù hợp với thực nghiệm.

Câu hỏi 2: Khi tăng năng lượng hạt alpha, hiện tượng quan sát thấy là gì? Năng lượng tăng lên thêm đó gọi là động năng hay thế năng? Hạt alpha có năng lượng cao hơn có làm thay đổi bản chất thí nghiệm hay không?

Câu hỏi 3: Đối với vàng, nếu tăng số lượng hạt neutron ở hạt nhân thì hiện tượng qua sát được thay đổi ra sao?

Câu hỏi 4*:  Vì sao khi quan sát ở cấp độ hạt nhân, trong khung hình quan sát thấy hầu như tất cả các hạt alpha đều bị lệch quỹ đạo ban đầu. Trái lại ở cấp độ nguyên tử, trong khung hình chỉ thấy số ít hạt alpha thay đổi quỹ đạo ban đầu?

Câu hỏi 5*:  Vì sao electron (hạt mang điện tích âm, -1) hầu như không làm thay đổi quỹ đạo chuyển động của hạt alpha (hạt mang điện tích dương, +2)

2. Thí nghiệm về năng lượng hóa học qua phản ứng của magnesium tác dụng với dung dịch hydrochloric acid

Câu hỏi 6: Vì sao phải sử dụng cốc chia độ?

Câu hỏi 7: Vì sao HCl được cho vào rất dư so với lượng cần phản ứng?

Câu hỏi 8: Vì sao nhiệt độ lại tăng lên khi phản ứng xảy ra?

Câu hỏi 9: Vì sao nhiệt độ hỗn hợp chỉ tăng lên tới 46^oC?

Câu hỏi 10: Vì sao sau đó nhiệt độ dung dịch lại giảm dần?

Câu hỏi 11: Một bạn học sinh tính lượng nhiệt tỏa ra trong thí nghiệm như sau. Biết rằng, nhiệt dung riêng của nước là 4,184 J g^-1 K^-1 (nghĩa là để nâng nhiệt độ của 1,0 g nước lên 1^oC thì cần cung cấp 4,184 J nhiệt lượng); khối lượng riêng của nước, D = 1 g mL^-1.

Một bạn học sinh tính lượng nhiệt tỏa ra trong thí nghiệm như sau. Biết rằng, nhiệt dung riêng của nước là 4,184 J g^-1 K^-1 (nghĩa là để nâng nhiệt độ của 1,0 g nước lên 1^oC thì cần cung cấp 4,184 J nhiệt lượng); khối lượng riêng của nước, D = 1 g mL^-1.

- Khối lượng nước là m = V × D = 50 × 1,0 = 50 g

- Lượng nhiệt tỏa ra tính được theo công thức:

Q = C × m  × (T₂ – T₁) = 4,184 × 50 × (46 – 25) = 4393,2 J

Lượng nhiệt tỏa ra thực tế trong thí nghiệm này là bao nhiêu kJ? Vì sao lại có sự sai khác giữa kết quả tính của bạn học sinh và kết quả thực tế?

Câu hỏi 12: Cho biết $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ (kJ mol^-1) các chất ở trạng thái tương ứng như sau:

 Hãy viết phương trình hóa học của phản ứng diễn ra trong thí nghiệm trên và tính $\Delta _{f}H_{298}^{o}$ của phản ứng.

Thực hành 1: Thực hành về tính chất phân cực của phân tử qua bài thí nghiệm Cực tính của phân tử, phần mềm PhET.

Thực hành để làm rõ được những vấn đề nêu ra trong mục “THÔNG TIN” như sau:

Mô tả

Khi nào thì phân tử phân cực? Thay đổi độ âm điện của nguyên tử trong một phân tử để thấy ảnh hưởng của nó lên sự phân cực. Quan sát phản ứng của một phân tử đặt trong điện trường. Thay đổi góc liên kết để thấy ảnh hưởng của hình dạng lên sự phân cực.

Mục tiêu học tập

- Quan sát được sự thay đổi cực tính của phân cực khi thay đổi độ âm điện các nguyên tử.

- Hiển thị cực tính bằng mũi tên hay điện tích riêng phần.

- Sắp xếp các liên kết theo thứ tự độ phân cực.

- Tiên đoán cực tính của phân tử bằng cách thay đổi độ phân cực của liên kết và hình dạng phân tử.

Thực hành 2: Thực hành về tính chất của các nguyên tố halogen qua mục “Halogens” của phần mềm Yenka. Thực hiện theo các chỉ dẫn của phần mềm và trả lời câu hỏi phần mềm đưa ra.

Thực hành 3: (Làm việc nhóm) Tìm hiểu bài thí nghiệm hóa học ảo trong phần mềm Yenka và ứng dụng PhET có liên quan đến các chủ đề và chuyên đề trong Chương trình hóa học lớp 10 (mỗi chủ đề, chuyên đề ít nhất một thí nghiệm). Tiến hành thí nghiệm, quan sát để liên hệ với các nội dung lí thuyết đã học