SKKN: Phương pháp đường chéo trong bài tập trắc nghiệm môn Hoá học

SKKN: Phương pháp đường chéo trong bài tập trắc nghiệm môn Hoá học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO LÀO CAI

PHỤ LỤC

Trang

1 Tên đề tài 1

2 Mở đầu 3

3 Lí do chọn đề tài………3

4 Mục đích nghiên cứu 4

5 Đối tượng nghiên cứu 4

6 Phương pháp nghiên cứu 4

7 Nội dung 5

8 Tổng quan 5

9 Nội dung vấn đề nghiên cứu 5

10 Cơ sở lý thuyết 5

11 Giải bài tập bằng phương pháp đường chéo 6

12 Phương pháp nghiên cứu và kết quả thu được……… 21

13 Phương pháp nghiên cứu 21

14 Kết quả thu được 21

15.Đánh giá kết quả thực nghiệm ………… ………21

16 Kết luận và kiến nghị 22

17 Tài liệu tham khảo 23

+ Chuyển từ phương pháp kiểm tra tự luận sang kiểm tra trắc nghiệm

Với hình thức thi trắc nghiệm học sinh thường phải mất nhiều thời gian khi giải những bài tập tính toán Nếu các em vẫn giải bài tập theo hướng trắc nghiệm tự luận như trước đây thì thường không có đủ thời gian để hoàn thành một bài thi của mình

Để giải quyết những vấn đề đó cần tìm ra những phương pháp giải nhanh nhằm tiết kiệm thời gian

Trong chương trình phổ thông, học sinh gặp không ít những bài tập cả phần vô cơ

và hữu cơ dài và khó Với những bài tập này, việc áp dụng các phương pháp giải đối với học sinh còn gặp nhiều khó khăn do các em chưa nắm rõ các phương pháp giải và phạm vi áp dụng của từng phương pháp Giải pháp đặt ra là giới thiệu cụ thể nội dung một số phương pháp giải nhanh bài tập về cả phần vô cơ và hữu cơ để học sinh có thể vận dụng các phương pháp đó một cách có hiệu quả

Đề tài này giới thiệu với học sinh một phương pháp: phương pháp đường chéo Phương pháp trên sẽ giúp cho học sinh giải nhiều bài tập một cách dễ dàng, mất ít thời gian

2 Mục đích nghiên cứu

Đánh giá ưu, nhược điểm của phương pháp đường chéo

Đánh giá khả năng giải bài tập hoá học của học sinh phổ thông

Đánh giá khả năng vận dụng phương pháp đường chéo để giải các bài tập hoá học phổ thông

Một bài tập hoá học có thể tiến hành giải theo nhiều cách khác nhau, trong đó

có những cách đơn giản, ngắn gọn, nhanh chóng tìm ra đáp số Qua đề tài "phương pháp đường chéo" tôi mong muốn được góp sức vào việc hình thành kĩ năng, nâng cao khả năng giải bài tập hoá học, nhanh gọn, chính xác, phát triển tư duy và rèn trí thông minh cho học sinh

3 Đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành trên hai lớp (Lớp 11A1 và 11A3 trường THPT số I Bát Xát) Lớp 11A1 là lớp thực nghiệm, lớp11A3 là lớp đối chứng lớp thực nghiệm được tác động bằng việc áp dụng phương pháp đã nêu Kết quả cho thấy tác động có ảnh hưởng tích cực, kết quả của lớp thực nghiệm là cao hơn so với lớp đối chứng

4 Phương pháp nghiên cứu

Chia đối tượng ra thành 2 nhóm, nhóm 1 là học sinh lớp 11A1, nhóm 2 là học sinh lớp 11A3

Hướng dẫn học sinh nhóm 2 giải bài tập theo phương pháp thông thường và học sinh nhóm 1 giải theo phương pháp đường chéo

Kiểm tra, chấm bài của 40 học sinh có năng lực nhận thức tốt hơn và đánh giá kết quả thực nghiệm

PHẦN II NỘI DUNG Chương I Tổng quan

Xu thế chung hiện nay và trong tương lai là việc kiểm tra đánh giá học sinh bằng hình thức trắc nghiệm Hình thức trắc nghiệm dần dần thay cho hình thức tự luận Hiện tại, đối với môn hóa học, các kỳ thi TN THPT, tuyển sinh ĐH-CĐ 100% là trắc nghiệm Điều này đòi hỏi học sinh phải tìm ra những cách giải nhanh nhất có thể.Qua giảng dạy thực tiễn cho thấy đa số học sinh chỉ biết giải bài tập theo cách thông thường (viết các phương trình phản ứng, lập các phương trình đại số,…) với cách giải này, học sinh mất nhiều thời gian, thậm chí có một số bài học sinh không thể tìm ra đáp số

Trong nhiều năm qua, đề thi tuyển sinh các khối A, B luôn có sự hiện diện của của các bài tập về vô cơ, hữu cơ với nội dung phong phú, số lượng bài tập nhiều Đề tài này đặc biệt phục vụ cho học sinh ôn tập thi tuyển sinh, cũng có thể áp dụng để giải nhanh các bài tập đơn giản trong kiểm tra định kỳ trên lớp

Chương II Nội dung vấn đề nghiên cứu

I CƠ SỞ LÍ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHÉO

1/ Phạm vi áp dụng: phương pháp đường chéo thường được áp dụng để giải các bài

toán trộn lẫn các dung dịch với nhau, có thể là đồng thể: lỏng – lỏng (dung dịch – dung dịch), khí – khí, rắn – rắn, hoặc dị thể: rắn – lỏng, khí - lỏng, nhưng hỗn hợp cuối cùng phải là đồng thể Phương pháp này có ý nghĩa thực tế, đặc biệt là trường hợp pha chế dung dịch

2/ Phương pháp đường chéo dựa trên các nguyên tắc sau: trộn hai dung dịch với

nồng độ chất A khác nhau ta thu được một dung dịch với nồng độ A duy nhất Như vậy lượng chất A trong phần đặc giảm xuống bằng lượng chất A trong phần loãng tăng lên

II GIẢI BÀI TẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP ĐƯỜNG CHÉO

II.1/ Lập sơ đồ đường chéo khi biết C%:

II.1.1/ Bài toán:

Dung dịch 1 chứa chất tan X, khối lượng dung dịch là m dd 1, nồng độ phần trăm

ba trên mỗi đường chéo (C 2 -C và C-C 1 ) chính là “lấy giá trị lớn trừ đi giá trị nhỏ”, khi đó phương pháp đường chéo sẽ dễ nhớ hơn

II.1.2/ Áp dụng:

Thí dụ 1: Trộn 200g dung dịch NaCl 6% với m gam dung dịch NaCl 9% thu được

dung dịch NaCl 8% Tính giá trị của m?

* Phương pháp thông thường:

Khối lượng của NaCl trong 200 gam dung dịch NaCl 6% = 200.6/100 = 12g Khối lượng NaCl trong m gam dung dịch NaCl 9% = 9m/100 = 0,09m gam Khối lượng của NaCl có trong dung dịch sau pha trộn = (12+0,09m) gam

Khối lượng của dung dịch NaCl sau pha trộn = (200 + m) gam

Nồng độ phần trăm của dung dịch sau pha trộn:

m

12 0,09m C% 100% 8% m 400

* Phương pháp thông thường:

Khối lượng của NaOH trong 500g dung dịch NaOH 12% = 500.12/100=60g Gọi khối lượng của H2O cần thêm vào là m gam

Khối lượng của NaOH trong dung dịch sau pha trộn là 60g

Khối lượng của dung dịch NaOH sau pha trộn là m+500 gam

Nồng độ phần trăm của dung dịch NaOH sau pha trộn:

60 C% 100% 8% m 250

500 m

   



* Phương pháp đường chéo:

Gọi m là khối lượng nước cần thêm vào, ta có sơ đồ đường chéo:

8

500

m

Thí dụ 3: Phải thêm bao nhiêu gam KOH khan vào 300g dung dịch KOH 4% để được

dung dịch KOH 10%

* Phương pháp thông thường:

Khối lượng KOH trong 300g dung dịch KOH 4% = 300.4/100 = 12g

Gọi m (gam) là khối lượng KOH khan cần thêm vào, ta có:

Khối lượng KOH trong dung dịch sau pha trộn: 12+m

Khối lượng dung dịch KOH sau pha trộn: 300+m

Nồng độ phần trăm của dung dịch sau pha trộn:

12 m C% 100% 10% m 20

300 m



   



* Phương pháp đường chéo:

Gọi m (gam) là khối lượng KOH khan cần thêm vào, ta có sơ đồ đường chéo:

=> 300 90 m 20

m  6  

(Trong sơ đồ đường chéo này, KOH được coi là dung dịch KOH 100%)

II.2/ Lập sơ đồ đường chéo khi biết C M :

II.2.1/ Bài toán:

Dung dịch 1 chứa chất tan X, Thể tích dung dịch Vdd 1, nồng độ mol/lit C1

Dung dịch 2 chứa chất tan X, khối lượng dung dịch Vdd 2, nồng độ mol/lit C2 Khi trộn dung dịch 1 với dung dịch 2 thu được dung dịch chứa chất tan X, nồng

độ mol/lit là C, ta có sơ đồ đường chéo tổng quát:

Thí dụ 1: Trộn 500ml dung dịch HCl 0,4M với V ml dung dịch HCl 0,7M thu được

dung dịch HCl 0,5M Tính giá trị của V

* Phương pháp thông thường:

Số mol HCl trong 500ml dung dịch HCl 0,4M = 0,4.0,5=0,2mol

Số mol HCl trong V ml dung dịch HCl 0,7M = 0,7.V/1000 mol

Số mol HCl trong dung dịch sau pha trộn = 0,2+0,7.V/1000 mol

Thể tích dung dịch sau pha trộn = (500+V) ml = (0,5+V/1000) lít

Nồng độ mol/lit của dung dịch sau pha trộn:

M

0,7.V 0,2

1000

V 0,5 1000

* Phương pháp thông thường:

Số mol NaOH trong 250ml dung dịch NaOH 1,25M

= 1,25.0,25 = 0,3125 mol

Gọi V (ml) là thể tích H2O cần thêm vào, ta có:

Số mol NaOH trong dung dịch sau pha trộn = 0,3125mol

0,4

0,5

0,1 0,7

0,2

500ml

V ml

Thể tích dung dịch NaOH sau pha trộn = (250+V)ml=(0,25+V/1000) lít

Nồng độ phần trăm của dung dịch NaOH sau pha trộn:

M

0,3125

V 0,25

1000



=> V=375

* Phương pháp đường chéo:

Gọi V (ml) là thể tích H2O cần thêm vào, ta có sơ đồ đường chéo:

=> 250 0,5 V 375

V 0,75  

(Trong sơ đồ đường chéo này, H2O được coi là dung dịch NaOH nồng độ mol/lít là 0 M)

Nhận xét: Phương pháp đường chéo sẽ dẫn đến các phép toán đơn giản, việc giải bài

toán hóa học trở lên nhanh chóng hơn

N O

1

n 0,4 0,1mol 4

2

2

NO NO

Thí dụ 3: Cần trộn H2 và CO theo tỉ lệ thể tích như thế nào để thu được hỗn hợp khí

có tỉ khối so với metan bằng 1,5

=>

11

2 22

4 V

Thí dụ 4: Trộn 2 thể tích khí CH4 với 1 thể tích hiđrocacbon X thu được hỗn hợp khí

có tỉ khối so với H2 bằng 15 Hãy xác định CTPT của X

Lời giải:

Khối lượng phân tử trung bình của hỗn hợp : M = 15.2 = 30

Sơ đồ đường chéo:

Thí dụ 5: Hoà tan 4,59g Al bằng dung dịch HNO3 loãng thu được hỗn hợp khí NO và

N2O có tỉ khối so với H2 bằng 16,75 Viết 1 phương trình phản ứng tổng hợp và tính thể tích mỗi khí

Lời giải: KLPTTB của hỗn hợp khí M = 16,75.2=33,5 Ta có sơ đồ:

2

24

22 28

=>

3

1 5 , 10

5 , 3 V

3 n 17

3

nN2O  Al   => VN2O  0 , 03 22 , 4  0 , 672 lit

mol 09 , 0 17 , 0 17

9 n 17

* Bài toán: khi trộn lẫn 2 chất khác nhau (thí dụ như cho SO3 vào dung dịch H2SO4

loãng hoặc cho Na2O vào dung dịch NaOH loãng…) do có phản ứng với nước (SO3+H2OH2SO4; Na2O+H2O2NaOH) nên dung dịch thu được sau pha trộn chỉ chứa một chất tan

* Các bước giải bài toán bằng phương pháp đường chéo:

Bước 1: tính khối lượng chất tan (H2SO4; NaOH…) được sinh ra từ 100g chất mang hoà tan (SO3, Na2O…)

Bước 2: lập sơ đồ đường chéo và tính toán như các thí dụ trong phần II

5 , 24 600

n 80



80 3

4 , 22 5 , 2

24,5

80n

600

Theo phương trình phản ứng: cứ 62g Na2O tạo ra 80g NaOH nên 100g Na2O sẽ

III.3/ Phương pháp đường chéo cho bài toán axit tác dụng với bazơ

Bài toán: Trộn V lít dung dịch axit (HCl, HNO3…) xM với V’ lít dung dịch bazơ (NaOH, KOH…) yM thu được dung dịch có pH=a

Có rất nhiều tác giả cho rằng: phương pháp đường chéo không thể áp dụng cho bài toán này Theo tôi: bài toán này hoàn toàn có thể giải bằng phương pháp đường chéo, theo các bước sau đây:

Bước 1: Căn cứ vào giá trị của a để xác định dung dịch sau pha trộn có môi trường axit hay bazơ

Bước 2: Lập sơ đồ đường chéo với các lưu ý:

- Nếu dung dịch sau pha trộn có môi trường axit thì phải đặt dấu trừ vào trước giá trị của nồng độ bazơ (-y), giá trị ở tâm của đường chéo là nồng độ của H+trong dung dịch sau pha trộn (sơ đồ đường chéo cho nồng độ H+)

- Nếu dung dịch sau pha trộn có môi trường kiềm thì phải đặt dấu trừ vào trước giá trị của nồng độ axit (-x), giá trị ở tâm đường chéo là nồng độ của OH- trong dịch sau pha trộn (sơ đồ đường chéo cho nồng độ của OH-)

2

m

200

Dung dịch HNO3 có pH=4 => [H+]=10-4M

Dung dịch KOH có pH=9 => [H+]=10-9M => [OH-]=10-5M

Sơ đồ đường chéo:

=>

6 6

Thí dụ 2: Trộn V lít dung dịch HCl (pH=5) với V’ lít dung dịch NaOH (pH=9) thu

được dung dịch A có pH=8 Tính tỉ lệ của V/V’

Lời giải:

Dung dịch sau pha trộn có pH=8

=> môi trường kiềm, [H+]=10-8M => [OH-]=10-6M Dung dịch HCl có pH=5 => [H+]=10-5M

Dung dịch NaOH có pH=9=> [H+]=10-9M => [OH-]=10-5

Sơ đồ đường chéo:

=>

6 6

- Học sinh cũng có thể dựa vào công thức của muối mà suy ngược lại về tỉ lệ số mol NaOH:H3PO4

Tổng khối lượng các muối = 3.103.(132+115)=7,41.105g=741kg

IV MỘT SỐ BÀI TẬP TRẮC NGHIỆM

Câu 1: Khối lượng nguyên tử được ghi trong bảng hệ thống tuần hoàn của nguyên tử

đồng là 63,54 Trong tự nhiên, đồng có 2 đồng vị là 2963Cu và 6529Cu Tỉ lệ phần trăm của đồng vị 2963Cu và 6529Culần lượt là:

Câu 5: Phải thêm bao nhiêu gam nước vào 200g dung dịch KOH 20% để được dungg

Câu 11: Trộn 500ml dung dịch HCl 0,4M với V ml dung dịch HCl 0,7M thu được

dung dịch HCl 0,5M Tính giá trị của V?

Câu 14: Trộn V lít dung dịch NaOH có pH=11 với V’ lít dung dịch HNO3 có pH=4 thu được dung dịch có pH=8 Tỉ lệ V:V’ là:

Câu 17: Đốt cháy hoàn toàn 2 lít hỗn hợp khí gồm C2H4 và C3H6 thu được 4,8 lít khí

CO2 (các khí đo ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất) Phần trăm thể tích của C2H4

Chương III Phương pháp nghiên cứu, kết quả thu được

III.1 Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được tiến hành trên hai lớp (Lớp 11A1 và 11A3 trường THPT số I Bát Xát) Lớp 11A1 là lớp thực nghiệm, lớp11A3 là lớp đối chứng lớp thực nghiệm được tác động bằng việc áp dụng phương pháp đã nêu

Chọn 10 câu (1, 2, 4, 7, 8, 11, 13, 15, 17, 18 trong phần IV) để làm đề kiểm tra với thời gian làm bài 20’

III 2 Kết quả thu được

Kiểm tra, chấm bài của 40 học sinh có năng lực nhận thức tốt hơn và đánh giá kết quả thực nghiệm

- Điểm và tỉ lệ phần trăm được thống kê trong bảng sau:

III.3 Đánh giá kết quả thực nghiệm

Các em học sinh dễ dàng nhận thức được phương pháp đường chéo

Các em giải bài tập bằng phương pháp đường chéo đạt kết quả cao hơn so với các em sử dụng phương pháp thông thường

PHẦN III KẾT LUẬN

Trong quá trình nghiên cứu đề tài này tôi đã thực hiện được các nhiệm vụ sau:

+ Nghiên cứu lí thuyết về phương pháp đường chéo

+ Soạn, giải chi tiết một số thí dụ điển hình bằng nhiều phương pháp

+ Soạn giải chi tiết một số thí dụ bằng phương pháp đường chéo

+ Đưa ra sơ đồ đường chéo áp dụng cho bài toán có xảy ra phản ứng axit-bazơ,

mà từ trước tới này có nhều tác giả vẫn coi là phương pháp đường chéo không thể giải được.Thực nghiệm đánh giá ưu, nhược điểm của phương pháp đường chéo và khả năng vận dụng để giải các bài tập hoá học của học sinh

Qua quá trình nghiên cứu đề tài này tôi thấy việc sử dụng bài tập trong mỗi tiết học đặc biệt là trong tiết luyện tập là phương pháp quan trọng nhất để củng cố kiến thức cho học sinh và nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Một bài tập hoá học có thể

có nhiều cách giải khác nhau trong đó có cách giải độc đáo, thông minh, ngắn gọn, chính xác Vì vậy trước một bài tập hoá học giáo viên phải yêu cầu học sinh tìm ra nhiều cách giải, từ đó rút ra một cách giải hay nhất Việc sử dụng phương pháp đường chéo sẽ đưa ra được các tỉ lệ đơn giản, tránh được các phép tính toán phức tạp Phương pháp này có tác dụng rèn luyện trí thông minh cho học sinh, tạo hứng thú học tập bộ môn cho học sinh, nó có nhiều ưu việt trong việc giải các bài toán trắc nghiệm

Với giá trị tác động như phân tích trên, đề tài này có thể được áp dụng để hướng dẫn học sinh giải các bài tập cả phần vô cơ và hữu cơ theo dạng

Bát xát, ngày 15 tháng 4 năm 2012

Người viết

Đoàn Thu Hiền

TÀ I L IỆ U T HA M K HẢ O

1 Sách giáo khoa, sách bài tập hóa học các lớp 10, 11, 12 - NXB GD

2 Đề thi học sinh giỏi và đề thi ĐH-CĐ

3 Hoá học nâng cao các lớp 10, 11, 12 – Ngô Ngọc An – NXB trẻ 1999

4 Phân loại và phương pháp giải toán hoá vô cơ - Quan Hán Thành - NXB trẻ 1998

5 Bộ đề tuyển sinh hoá học 96 – NXB GD 2001

6 Báo hoá học và ứng dụng

7 Phương pháp giải toán hoá vô cơ - Nguyễn Thanh Khuyến – NXB ĐHQG Hà Nội 2001