Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, sẽ giúp học sinh giải quyết nhanhchóng các bài toán Hóa học khó.. Qua quá trình giảng dạy tôi đã rút ra được một số kinh nghiệm và tôi chọn đề tài:
Trang 11.1 Lý do chọn đề tài
Hiện nay, học sinh THPT được tham dự nhiều kỳ thi như đánh giá nănglực, đánh giá tư duy hay thi tốt nghiệp THPT, thi học sinh giỏi cấp tỉnh… tất cảđều bằng hình thức trắc nghiệm Trong đó kỳ thi tốt nghiệp là một kỳ thi quantrọng, đánh dấu bước ngoặt lớn trong cuộc đời của mỗi một học sinh Bởi bêncạnh việc tốt nghiệp học sinh có thể dùng điểm thi đó để xét tuyển vào cáctrường đại học mà mình mong muốn Đến năm 2022, kỳ thi tốt nghiệp và thi họcsinh giỏi cấp tỉnh đã có nhiều đổi mới nhằm hoàn thiện các nội dung kiến thứctrong chương trình THPT và tạo điều kiện tốt cho học sinh tham gia thi Sự thayđổi nội dung và hình thức thi đòi hỏi học sinh phải nhanh chóng nắm bắt vàthích nghi, đồng thời thầy cô giáo phải luôn tìm tòi sáng tạo để có phương phápgiảng dạy phù hợp cho học ôn luyện, lựa chọn phương pháp giải phù hợp
Môn Hóa học đã nhiều năm được tổ chức thi theo hình thức trắc nghiệmkhách quan với thời gian ngắn, thời gian đọc đề, suy nghĩ và giải quyết bài toánkhông quá nhiều, chỉ từ 1 - 2 phút cho một câu hỏi Do đó, áp lực về thời gian
vô cùng lớn, để đạt được kết quả cao đòi hỏi học sinh không chỉ nắm vững kiếnthức mà phải tư duy nhanh, có phương pháp giải phù hợp, linh hoạt và sáng tạo
Vì vậy lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài toán trong Hóa học có ýnghĩa vô cùng quan trọng Mỗi bài toán có thể có nhiều phương pháp giải khácnhau Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, sẽ giúp học sinh giải quyết nhanhchóng các bài toán Hóa học khó Với một lượng câu hỏi lớn trong một thời giankhá hạn chế như vậy khiến cho không ít học sinh lung túng trong quá trình giảiquyết bài toán Thông thường học sinh chỉ biết đến những phương pháp giảitoán quen thuộc như phương pháp bảo toàn khối lượng, phương pháp đườngchéo, phương pháp tăng giảm khối lượng, phương pháp bảo toàn electron thìngày nay có nhiều phương pháp mới ra đời, trong đó có phương pháp sử dụngchất ảo, dung dịch ảo, số oxi hóa ảo hay ghép chất đây là những phương phápmới, lạ để giải nhanh một số bài toán trắc nghiệm vô cơ và hữu cơ Phương phápquy đổi chất, ghép chất được xem là một công cụ để giải quyết nhanh các bàitoán hỗn hợp phức tạp Đặc biệt là với tốc độ nhanh thì phương pháp này tỏ rõ
sự nổi trội
Với những lý do trên đủ để thấy rằng phải nghiên cứu từng vấn đề mộtcách toàn diện để giúp học sinh giải nhanh và hiệu quả với các bài toán vô cơ,hữu cơ khó trong đề thi học sinh giỏi tỉnh hoặc đề tốt nghiệp THPT Qua quá
trình giảng dạy tôi đã rút ra được một số kinh nghiệm và tôi chọn đề tài: “Kinh nghiệm sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo để giải nhanh các bài tập Hóa học trong ôn thi học sinh giỏi và ôn thi tốt nghiệp THPT tại trường THPT Quảng Xương 4”.
1.2 Mục đích nghiên cứu
Trong sáng kiến kinh nghiệm này tôi sẽ chỉ ra nội dung phương pháp đãtrang bị cho học sinh, giúp học sinh phân tích và tìm hiểu đặc điểm đặc trưng
Trang 2của phương pháp, từ đó vận dụng phương pháp này một cách phù hợp, có hiệuquả cho từng dạng bài tập Từ đó giúp cho việc tính toán trở nên dễ dàng vànhanh chóng hơn, giúp học sinh giải quyết các bài toán khó trong đề thi học sinhgiỏi tỉnh và đề thi tốt nghiệp THPT
Vì vậy mục đích nghiên cứu đề tài này nhằm tìm ra kinh nghiệm sử dụngchất ảo, số oxi hóa ảo để giải nhanh các bài tập Hóa học trong ôn thi học sinhgiỏi và ôn thi tốt nghiệp THPT tại nhà trường
1.3 Đối tượng nghiên cứu
- Tập trung nghiên cứu về kinh nghiệm sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo đểgiải nhanh các bài tập Hóa học trong ôn thi học sinh giỏi và ôn thi tốt nghiệpTHPT của học sinh tại trường THPT Quảng Xương 4
- Các bài toán tư duy theo phương pháp sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảotrong đề thi học sinh giỏi tỉnh và đề thi tốt nghiệp THPT
- Các kĩ thuật quy đổi chất, ghép chất, giải nhanh
Thời gian nghiên cứu từ tháng 9/2021 đến hết tháng 4/2022
1.4 Phương pháp nghiên cứu
Khi tập trung nghiên cứu kinh nghiệm sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo đểgiải nhanh các bài tập Hóa học trong ôn thi học sinh giỏi và ôn thi tốt nghiệpTHPT tôi đã sử dụng các phương pháp cụ thể như sau:
- Phương pháp dạy học theo hướng nêu và giải quyết vấn đề
- Nghiên cứu tư liệu và sản phẩm hoạt động sư phạm
- Phương pháp quan sát thực tế: quan sát tư duy và giải toán của học sinh
- Phương pháp hỏi đáp: trao đổi trực tiếp với giáo viên, học sinh về nhữngvấn đề liên quan đến nội dung đề tài
- Phương pháp thống kê, phân tích số liệu
1.5 Những điểm mới của sáng kiến kinh nghiệm
Đề tài góp phần bổ sung và làm sáng tỏ một số vấn đề lí luận và thực tếkinh nghiệm sử dụng chất ảo, số oxi hóa ảo để giải nhanh các bài tập Hóa họctrong ôn thi học sinh giỏi tỉnh và ôn thi tốt nghiệp THPT tại nhà trường
Đề tái đã xác định được yếu tố chủ quan và khách quan ảnh hưởng đếnchất lượng ôn thi học sinh giỏi tỉnh và ôn thi tốt nghiệp THPT của mỗi cán bộgiáo viên trong nhà trường
2 Nội dung sáng kiến kinh nghiệm
2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm
2.1.1 Khái niệm quy đổi chất
Chuyển hỗn hợp ban đầu thành hỗn hợp mới, chuyển dung dịch ban đầuthành dung dịch mới Hỗn hợp, hợp chất, dung dịch, mới được gọi là ảo vì nó
Trang 3không có trong giả thiết của bài toán.
2.1.2 Phân dạng bài tập
- Đưa hỗn hợp về chất mới, hỗn hợp mới đơn giản hơn
- Đưa các chất trong dung dịch thành dung dịch mới
2.1.3 Các phương pháp kết hợp trong quá trình giải bài toán quy đổi chất, ghép chất
Để sử dụng có hiệu quả phương pháp này thì học sinh cần phải kết hợpnhuần nhuyễn các phương pháp quen thuộc như định luật bảo toàn khối lượng,bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron…
2.1.3.1 Phương pháp bảo toàn nguyên tố
+ Nội dung định luật bảo toàn nguyên tố
“Trong phản ứng hóa học, các nguyên tố luôn được bảo toàn.”
+ Nguyên tắc áp dụng
Trong phản ứng hóa học, tổng số mol của một nguyên tố trước và sauphản ứng luôn bằng nhau
2.1.3.2 Phương pháp bảo toàn khối lượng
+ Nội dung định luật bảo toàn khối lượng
“Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng luônbằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành.”
2.1.3.3 Phương pháp bảo toàn electron
+ Nội dung định luật bảo toàn electron
“Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số electron mà các chất khử nhườngluôn bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận.”
+ Nguyên tắc áp dụng
- Trong phản ứng oxi hóa – khử, tổng số mol electron mà các chất khửnhường luôn bằng tổng số mol electron mà các chất oxi hóa nhận
Trang 4- Khi có nhiều chất oxi hóa hoặc chất khử trong hỗn hợp phản ứng (nhiềuphản ứng hoặc phản ứng qua nhiều giai đoạn) thì tổng số mol electron mà cácchất khử nhường luôn bằng tổng số mol electron mà các chất oxi hóa nhận
2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm
2.2.1.Thuận lợi:
Trong những năm gần đây, vấn đề dạy và học môn Hoá học đã và đangđổi mới là một trong những môn có chuyển biến mạnh mẽ về đổi mới phươngpháp dạy học
Chương trình Hoá học mới có nhiều đổi mới về mục tiêu, cấu trúc, sự đổimới này rất thích hợp cho giáo viên giảng dạy bộ môn hoá học cho học sinh.Thông qua bài học học sinh có thể tự hoạt động tích cực, chủ động sáng tạo tìmtòi phát hiện và chiếm lĩnh nội dung bài học
Được sự đồng tình của xã hội, nhất là các bậc cha mẹ học sinh tích cực phối hợp cùng với nhà trường trong công tác giáo dục đạo đức cho học sinh
Các bài toán hỗn hợp các chất vô cơ hoặc hữu cơ xuất hiện nhiều trongcác đề thi học sinh giỏi tỉnh và đề thi tốt nghiệp THPT nên học sinh được làmquen với một khối lượng lớn các bài tập đặc sắc, phong phú, đa dạng về nộidung cũng như dạng toán
Do sự đa dạng về nội dung, phương pháp cũng như mức độ khó, khốilượng bài tập khổng lồ làm cho nhiều học sinh “loạn kiến thức”, không thể phânbiệt được các dạng bài tập và không vận dụng nổi các phương pháp giải bàitoán
Đa số học sinh giải toán theo thói quen, viết phương trình hóa học hoặc
mò mẫm để giải toán chứ chưa thực sự chú trọng đến tư duy phương pháp, tưduy giải nhanh Do đó hiệu quả học và giải toán chưa cao
Việc thi TNKQ đòi hỏi học sinh tư duy nhanh, giải toán nhanh, kĩ năng nhanh nên nhiều học sinh chưa đáp ứng được.
2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề
2.3.1 Mục tiêu của giải pháp
Đưa ra được nội dung phương pháp giải toán, các dấu hiệu nhận biết vàphương pháp giải nhanh tương ứng để giải câu hỏi trắc nghiệm khách quan(TNKQ) các bài toán về hỗn hợp các chất vô cơ hoặc hữu cơ
2 3.2 Nội dung và cách thức thực hiện giải pháp
Trang 52 3.2.1 Giải pháp 1: Hướng dẫn học sinh định hướng đưa về chất mới(chất ảo)
Việc hướng dẫn học sinh giải nhanh các dạng câu hỏi về hỗn hợp các chất
vô cơ hoặc hữu cơ là rất quan trọng Một mặt giúp học sinh nắm vững kiến thức
cơ bản để tránh các sai lầm giải toán, mặt khác giúp học sinh rèn luyện kỹ nănggiải toán Từ đó tăng tốc độ giải toán tiến tới mục tiêu giải nhanh các câu hỏitrong đề thi TNKQ
Ví dụ 1 Cho 100 ml dung dịch NaOH 4M tác dụng hoàn toàn với 100 ml dungdịch H3PO4 aM, thu được dung dịch chứa 25,95 gam hỗn hợp hai muối Giá trịcủa a là
Tư duy: Đây là bài toán mà sản phẩm có thể là hỗn hợp nhiều muối Vì
vậy, ta có thể coi như dung dịch sản phẩm chứa các ion tạo ra các muối đó Nhưvậy sẽ tránh được việc phải xét các trường hợp tạo muối khác nhau làm mấtnhiều thời gian
Hướng dẫn giải: Sử dụng dung dịch ảo
Coi dung dịch sau phản ứng chứa các ion PO 43− , Na , H + +
Ta có :
{
3
3 4 4
n n 0,1a mol; n n 0,4 mol;
+
− +
1 2 3Theo giả thiết và bảo toàn khối lượng, ta có:
A Tăng 2,70 gam B Giảm 7,74 gam
Tư duy: Đây là bài toán hỗn hợp các chất hữu cơ Vì vậy, đó chính là dấu
hiệu giúp chúng ta định hướng tư duy giải bài toán này theo phương pháp đưa vềchất ảo Do bốn chất là axit và este nên ta có thể đưa về hỗn hợp 2 chất gồm một
Trang 6axit và một este.
Hướng dẫn giải: Sử dụng hỗn hợp mới
Vì đề bài cho hỗn hợp 4 chất, nhưng chỉ cĩ 2 giả thiết nên ta quy đổi hỗn hợp 4chất axit acrylic, vinyl axetat, metyl acrylat và axit oleic thành hỗn hợp 2 chấtaxit acrylic (C3H4O2), vinyl axetat (C4H6O2)
Theo giả thiết và bảo tồn nguyên tố C, ta cĩ:
nên khối lượng dung dịch Ca(OH)2
bị giảm và mdung dịch giảm= mCaCO3− m(CO , H O)2 2 = − 18 10,62 7,38gam =
⇒Đáp án D
Nhận xét: Với cách đưa về hỗn hợp ảo này sẽ làm giảm tính phức tạp của
bài tốn, giúp học sinh cĩ cách nhìn đơn giản và hệ thống hơn về các bài tốnhỗn hợp trong đề thi tốt nghiệp THPT Việc sử dụng hỗn hợp ảo thì số mol củamột chất trong hỗn hợp cĩ thể mang giá trị âm, nhưng kết quả vẫn khơng thayđổi so với các cách làm khác
Ví dụ 3 Hịa tan hồn tồn hỗn hợp gồm 0,02 mol FeS2 và 0,03 mol FeS vàolượng dư H2SO4 đặc nĩng thu được Fe2(SO4)3, H2O và SO2 Hấp thụ hết SO2
bằng một lượng vừa đủ KMnO4 thu được 2,28 lít dung dịch X Nồng độ mol củaaxit trong dung dịch X là
A 0,01M B 0,02M
C 0,05M D 0,12 M [1]
Tư duy: Đây là bài tốn hỗn hợp gồm hai hợp chất của sắt và lưu huỳnh.
Để đơn giản ta đưa số oxi hĩa của một nguyên tố về số oxi hĩa ảo, nhằm mụcđích giảm bớt các quá trình oxi hĩa khử trong bài tốn, giảm tính phức tạp củabài tốn Đồng thời trong quá trình giải tốn phải kết hợp nhuần nhuyễn cácphương pháp quen thuộc như áp dụng các định luật bảo tồn khối lượng, bảotồn electron…
Hướng dẫn giải: Sử dụng số oxi hĩa ảo
Coi số oxi hĩa của S trong FeS2 và FeS đều là +6 (số oxi hĩa ảo) thì sốoxi hĩa của Fe trong FeS2 và FeS lần lượt là -12 và -6 Với cách quy đổi nhưvậy, S trong FeS2 và FeS sẽ khơng thay đổi số oxi hĩa, chỉ cĩ Fe thay đổi số oxihĩa
Sau phản ứng số oxi hĩa của Fe là +3 Áp dụng bảo tồn electron, ta cĩ:
Trang 715 nFeS2 + 9 nFeS = 2 nSO2 ⇒ nSO2 = 0,285 mol.
Hấp thụ 0,285 mol SO2 vào dung dịch KMnO4 vừa đủ, xảy ra phản ứng :
5SO2 + 2KMnO4 + 2H2O → K2SO4 + 2H2SO4 + 2MnSO4
A 0,04 B 0,06 C 0,03 D 0,08 [1]
Tư duy: Đây là bài toán hỗn hợp các chất hữu cơ Vì vậy, đó chính là dấu
hiệu giúp chúng ta định hướng tư duy giải bài toán này theo phương pháp đưa vềchất ảo
Hướng dẫn giải: Sử dụng hỗn hợp mới
Ta dồn X về
2
2 2
: 0, 2 0,1 0,1
a mol H X
Ví dụ 4 Hỗn hợp Y gồm CH3CH(OH)COOH, HCHO, CH3COOH, HCOOCH3.Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp Y cần V lít O2 (đktc), sau phản ứng thu được CO2
và H2O Hấp thụ hết sản phẩm cháy vào nước vôi trong dư thu được 30 gam kếttủa Giá trị của V là
A 5,60 lít B 8,40 lít C 7,84 lít D 6,72 lít [4]
Hướng dẫn giải: Sử dụng chất ảo
Đề cho hỗn hợp gồm 4 chất nhưng lại chỉ có một giả thiết nên đưa hỗn hợp banđầu thành một chất là HCHO
Trang 8Hướng dẫn giải: Sử dụng chất ảo
Hỗn hợp X gồm 3 chất là ancol metylic, etylen glicol và glixerol, nhưng lạichỉ có một giả thiết nên coi hỗn hợp X chỉ gồm 1 chất là ancol metylic
Theo bảo toàn nguyên tố C và bảo toàn nguyên tố H trong nhóm -OH, ta có:
A Fe2O3 B FeO C Fe3O4 D FeO hoặc Fe3O4 [2]
Hướng dẫn giải: Sử dụng hỗn hợp ảo
Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm Fe2O3 và CuO thì cần cho X phảnứng với một lượng oxi là:
nO2 = ne trao đổi/4 = 3.nNO/4 =0,09 mol
so với khối lượng nước vôi trong ban đầu là
A giảm 5,7 gam B giảm 15 gam
Trang 9C tăng 9,3 gam D giảm 11,4 gam [2]
Hướng dẫn giải: Sử dụng hỗn hợp ảo
Đề cho hỗn hợp X gồm 3 chất, nhưng chỉ có 2 giả thiết liên quan đến các chất đónên đưa hỗn hợp X thành hỗn hợp gồm C3H6 và C3H8
Theo giả thiết, ta có:
1 tăng 2,88 gam, bình 2 xuất hiện m gam kết tủa Xác định m?
A 23,64 gam B 17,73 gam C 15,76 gam D 19,70 gam [4]
Hướng dẫn giải: Sử dụng hỗn hợp ảo
Quy đổi hỗn hợp 5 chất thành hỗn hợp 2 chất gồm anđehit fomic, anđehit oxalic
Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố H, ta có:
Trang 100,15 0,12
Ví dụ 10 Đốt cháy hoàn toàn 80,08 gam hỗn hợp X gồm C3H7OH, C2H5OH và
CH3OC3H7 thu được 95,76 gam H2O và V lít khí CO2 (đktc) Giá trị của V là
A 129,6 lít B 87,808 lít C 119,168 lít D 112 lít [2]
Hướng dẫn giải: Sử dụng hỗn hợp ảo
Đề bài cho hỗn hợp gồm 3 chất, nhưng chỉ có 2 giả thiết nên quy đổi hỗn hợp
C3H7OH, C2H5OH và CH3OC3H7 thành hỗn hợp C3H7OH, C2H5OH
Theo giả thiết và bảo toàn nguyên tố H, ta có:
Hướng dẫn giải: Sử dụng hỗn hợp ảo
Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm CaO và Na2O bằng cách cho Xphản ứng với một lượng O2
nO2 = ne trao đổi/4 = 2.nH2/4 =0,125 mol
−
= 0,6 mol
Trang 11Hướng dẫn giải: Sử dụng hỗn hợp ảo
Chuyển hỗn hợp X thành hỗn hợp ảo X’ gồm CaO và MgO bằng cách cho Xphản ứng với một lượng O2
nO2 = ne trao đổi/4 = 2.nH2/4 =0,03625 mol
⇒mCaCl2 = 0,07.111 = 7,77 gam ⇒Đáp án B
Ví dụ 13 Cho m gam P2O5 tác dụng với 253,5 ml dung dịch NaOH 2M, sau khicác phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được dung dịch X Cô cạn dung dịch X, thuđược 3m gam chất rắn khan Giá trị của m là
Hướng dẫn giải: Sử dụng dung dịch ảo
* Trường hợp 1: Nếu ion OH −
hết thì coi dung dịch sau phản ứng chứa các ion
3 4
Trang 12* Trường hợp 2 : Nếu ion OH − dư thì coi dung dịch sau phản ứng chứa các ion
3 4
Ví dụ 14 Dung dịch Y chứa a mol Na+; b mol HCO 3−; c mol CO 32−và d mol HSO 3−
Để tạo kết tủa lớn nhất người ta phải dùng vừa hết 100 ml dung dịch Ca(OH)2 xmol/l Biểu thức tính x theo a và b là
0,2
+ +
=
[2]
Hướng dẫn giải: Sử dụng dung dịch ảo
Chuyển dung dịch Y thành dung dịch ảo Y’ gồm các ion CO 32−, SO 32−, (b + d)mol H+, và a mol Na+
Cho Ca(OH)2 vào Y’ tạo ra kết tủa là CaCO3, CaSO3 Như vậy các ion H+, Na+
được thay thế bằng ion Ca2+
Áp dụng bảo toàn điện tích, ta có:
+
=
a b x
2
+
=
[5]
Hướng dẫn giải: Sử dụng dung dịch ảo
Chuyển ion HCO 3− thành 2 ion ảo là CO 32− và H+
Chuyển dung dịch X thành dung dịch ảo X’ gồm : a mol Na+; b mol H+, (b+c)mol CO 32−và d mol SO24−
