Hướng dẫn học sinh giải bài tập dạng Tính theo PTHH 8

Nếu dạng bài tập này học sinh nắm vững thì các dạng bài Tính theo phương trình ở dạng trắc nghiệm hay tự luận khác sẽ được học sinh giải quyết một cách nhanh gọn và dễ dàng.Với dạng bài

PHẦN I/ ĐẶT VẤN ĐỀ

Trong các dạng bài tập Hóa học 8 thì dạng bài “Tính theo phương trình Hóa học” có vai trò rất quan trọng Nó giúp cho học sinh lĩnh hội kiến thức sâu sắc hơn, hoạt động của học sinh độc lập hơn, ngoài ra còn khơi dậy sự tò mò, ham muốn tìm hiểu khám phá tri thức mới

Dạng bài tập “Tính theo phương trình hóa học” với các dạng bài theo

phương pháp tự luận hay trắc nghiệm mà học sinh lớp 8 mới được làm quen Với loại bài Tính theo phương trình ở dạng tự luận sẽ rèn cho học sinh cách làm bài

và sự suy luận logic, chặt chẽ Nếu dạng bài tập này học sinh nắm vững thì các dạng bài Tính theo phương trình ở dạng trắc nghiệm hay tự luận khác sẽ được học sinh giải quyết một cách nhanh gọn và dễ dàng.Với dạng bài này yêu cầu học sinh phải có tính cẩn thận, chăm chỉ và khả năng tư duy logic Nó là tiền đề giúp học có được kiến thức cơ bản của môn học Để phù hợp với chương trình mới cũng như hình thức thi trắc nghiệm, trong quá trình giảng dạy tôi luôn có suy nghĩ phải sử dụng triệt để kiến thức Hóa học để giải bài tập Hóa học sao cho ngắn gọn và đúng đặc trưng của môn học, qua đó giúp học sinh củng cố lại lại kiến thức lí thuyết và hiểu rõ bản chất Hóa học trong mỗi dạng bài tập

Chúng ta không phủ nhận hoàn toàn việc áp dụng các phương pháp toán học vào giải bài tập Hóa học, nhưng nếu dạng bài nào cũng lạm dụng phương pháp này thì tự chính bản thân bài tập Hóa học trở nên khó giải hơn, mất nhiều thời gian làm bài hơn Một điều quan trọng nữa là tôi luôn suy nghĩ : mỗi giáo viên cần coi trọng việc phát triển tư duy của học sinh, giúp các em có sự tư duy tìm ra phương pháp giải bài tập hay, muốn vậy thì mỗi giáo viên phải là một tấm gương tự học và sáng tạo

Năm học 2011 - 2012 tôi đã viết một sáng kiến kinh nghiệm “Hướng dẫn

học sinh giải bài tập dạng Tính theo PTHH 8 ” áp dụng cho học sinh đại trà ở

các lớp, sáng kiến đã được loại C cấp Thành phố Cũng với nội dung sáng kiến này, tôi xin đề cập đến một vấn đề nâng cao hơn dành cho học sinh khá giỏi lớp

8, nhằm giúp các em có thêm kiến thức của môn học, tự tin hơn và bước đầu cho tiền đề chọn đội tuyển học sinh giỏi môn Hóa học cấp THCS

PHẦN II/ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

A/ CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1 CƠ SỞ LÍ LUẬN

- Cần cứ vào quá trình đỗi mới môn học hiện nay: Từ nhiều năm nay, ở

nước ta, đã và đang diễn ra quá trình đối mới dạy học Việc đối mới dạy học, không chỉ bó gọn trong đối mới phương pháp dạy học, trong đối mới nội dung chương trình sách giáo khoa, trong đối mới việc sử dụng đồ dùng dạy học mà còn đổi mới ngay trong cách kiểm tra và đánh giá học sinh và với việc áp dụng "Phương pháp bàn tay nặn bột"

Căn cứ vào đặc điểm và tác dụng của Bài tập Hóa học: Trong dạy

học ở trường phố thông hiện nay, bài tập là phương pháp kiểm tra đánh giá học sinh hữu hiệu Tuy nhiên, bài tập không chỉ có tác dụng đó mà nó còn có nhiều ưu điểm khác Để giải quyết các vấn đề mà bài tập đặt ra, học sinh phải vận dụng kiến thức đã học một cách linh hoạt, sáng tạo Trong quá trình giải bài tập, học sinh không chỉ rèn luyện tư duy mà còn học được cách hoạt động độc lập, chủ động Cơ sở khoa học để sản xuất các chất hóa học trong ngành công nghiệp hoặc điều chế một chất hóa học nào đó trong phòng thí nghiệm,

đó là phương trình hóa học Dựa vào phương trình hóa học người ta có thể tìm được khối lượng chất tham gia để điều chế một khối lượng sản phẩm nhất định, hoặc với khối lượng chất tham gia nhất định, sẽ điều chế được một khối lượng sản phẩm là bao nhiêu

2 CƠ SỞ THỰC TIỄN

Trong thực tế dạy học ở phổ thông, nhất là dạy học các em lớp 8, 9 của chương trình thay Sách giáo khoa Tôi thấy một bộ phận không nhỏ học sinh coi thường môn Hóa học Thậm chí ngay cả đối với đối với một bài tính toán thông thường mà các em không làm được, còn đối với học sinh khá giỏi, không phải học sinh nào cũng biết làm một số bài tập dạng cơ bản của lớp 9

mà lại là chương trình nâng cao của lớp 8

Đổi với học sinh lớp đại trà, yêu cầu đối với học sinh đơn giản hơn, các em cần nắm vững một số dạng cơ bản của Hóa học 8 như: Tính khối lượng hoặc thể tích chất cần tìm, Tính lượng chất dùng dư trong hai chất tham gia phản ứng, Còn đối với học sinh Khá giỏi, nếu chương trình học trên lớp chúng ta chỉ cho học sinh làm các dạng cơ bản như vậy sẽ dẫn đến sự nhàm chán môn học, các em sẽ không có khả năng tư duy và sự hứng thú đối với môn học Do vậy trong một tiết học trên lóp người giáo viên phải là người đạo diễn tiết học đó để cho các em thấy rằng còn rất nhiều kiến thức

mà các em chưa đạt được và các em phải biết tự thể hiện mình và khẳng định mình hơn hẳn một số bạn khác, đồng thời kích thích khả năng sáng tạo của các em

Do vậy, trong khi dạy học Hóa 8 ở trên lớp sau phần Tính theo phương trình Hóa học 8, ngoài các dạng bài cơ bản tôi đã đưa thêm một số dạng bài tập nâng cao để tăng thêm sự hứng thú và cung cấp kiến thức môn học cho các em Một số dạng bài cơ bản tôi đã trình bày ở nội dung sáng kiến trước, ở sáng kiến kinh nghiệm lần này tôi xin đề cập đến một vấn đề mà đang được coi là tương đối khó đối với học sinh lớp 8

HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP NÂNG CAO

TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC 8

Với dạng toán này có rất nhiều bài tập trong Sách bài tập Hóa học 8, nếu không có sự hướng dẫn của giáo viên học sinh cũng thấy khó để có thể tiếp cận hết các Bài tập trong sách bài tập Hóa 8 Với học sinh lóp 8 nếu như các em không biết làm dạng bài tập này thì lên lóp 9 các em sẽ gặp nhiều khó khăn trong việc học môn Hóa Do vậy trong khuôn khổ đề tài này tôi xin đề cập tới hai dạng toán nâng cao của Hóa 8

Dạng 1: Bài tập Tính nhiều phản ứng (chuỗi phản ứng)

Dạng 2: Bài tập về hỗn hợp

B NỘI DUNG

Để làm được hai dạng bài tập này thì ở dạng bài tập cơ bản (tính khối lượng và thể tích chất tham gia và sản phẩm) học sinh phải biết giải bài tập này một cách thành thạo, biết vận dụng linh hoạt các công thức chuyển đổi để tính toán, về cơ bản loại bài tập này vẫn tuân theo các bước giải bài tập dạng

đi PTHH cuối để trở về PTHH đầu hoặc đi ngược lại là từ PTHH đầu đến PTHH cuối để tìm ra các dữ liệu liên quan đến yêu cầu của đề bài

* Các ví dụ minh họa

VD1: Cho 3,25 gam kẽm tác dụng với một lượng dd HCl vừa đủ Dẫn toàn

bộ lượng khí sinh ra cho đi qua 6g CuO nung nóng

a) Viết PTHH các phản ứng xảy ra

b) Tỉnh khối lượng đồng thu được sau phản ứng

c) Chất nào còn dư sau phản ứng khử CuO? Khối lượng của nó là bao nhiêu?

* Hướng dẫn giải

- Đổi dữ liệu đầu bài ra số mol

3, 25

0, 05 ; 65

sau khi tính toán và điền các dữ liệu vào PTHH học sinh sẽ dễ dàng tìm được

khối lượng Cu và khối lượng CuO thừa sau phản ứng ở dạng bài này học

sinh phải sử dụng dữ liệu của PTHH (1) sau đó chuyển xuống PTHH (2) để tìm thấy mối liên quan giữa phản ứng (1) và phản ứng (2)

VD2: Dùng khí CO để khử Oxit sắt từ và khí hidro để khử sắt (III) oxit Khối

lượng sắt thu được là 226 gam Khí sinh ra từ các phản ứng trên được dẫn vào bình đựng nước vôi trong dư thấy xuất hiện 200 gam kết tủa

- Nếu dùng khí H2 để khử sản phẩm sinh ra chỉ là nước

* Phần hướng dẫn giải chung:

Cách 1: Lâp hê phương trình

- Chuyển giả thiết về số mol

- Đặt số mol các chất cần tìm là x,y hoặc a, b

- Viết và cân bằng phương trình phản ứng Dựa vào tỉ lệ số mol theo phản ứng tìm quan hệ về số mol giữa chất cần tìm với chất đã biết

- Lập hệ phương trình bậc nhất(cho giả thiết nào thì lập phương trình quan hệ theo giả thiết đó.)

- Giải hệ phương trình, tìm số mol x,y hoặc a,b Từ số mol tìm được, tính các nội dung đề bài yêu cầu

Cách 2: Lâp phương trình:

Bài toán cũng có thể giải bằng cách lập phương trình bậc nhất một ẩn Nếu giải theo cách này thì phải gọi khối lượng của của một chất là a còn khối lượng của chất kia là [m - a] (g) m phải là hằng số

VD1: Đun nóng muổỉ kalỉclorat không có xúc tác nó bị phân hủy đồng thời

theo hai phản ứng: 2 KCIO3 t0 2KCI + 3 O2 (1)

4 KClO 3 t0 KCl + 3KClO 4 (2) Hỏi có bao nhiêu phần trăm khối lượng phân hủy theo (1)

Hỏi có bao nhiêu phần trăm khối lượng phân hủy theo (2) Biết rằng khi phân hủy hoàn toàn 73,5 gam kaliclorat thì thu được 33,525 gam kaliclorua

Gọi a là số mol KCIO3 phân hủy theo (1) và y là số mol KCIO3 phân hủy theo (2) Điều kiện : x, y > 0

Giải hệ phương trình ta được : a = 0,4 ; b = 0,2

Vì cùng KCIO3 bị phân hủy theo phản ứng khác nhau nên:

VD2: Dùng CO làm chất khử để điều chế Fe từ chuỗi phản ứng sau:

Fe 2 O 3 →Fe 3 O 4 →FeO → Fe Kết quả thu được 8,4 gam

a) Tính khối lượng sắt (III) oxit ban đầu

b) Để tái tạo đủ lượng khí CO ban đầu, người ta phỏng khí CO 2 thu

được trên than nung nóng Sơ đồ phản ứng xảy ra như sau:

CO 2 + C 2 t0 2 CO Tính thê tích khí CO2 còn dư sau phản ứng (đktc)

* Hướng dẫn giải:

Để giải bài này học sinh có thể dùng sơ đồ:

Fe2O3 (1) Fe3O4 (2) FeO  (3) hoặc để rõ hon viết cụ thể các phản

ứng (1); (2); (3) Từ số mol Fe → số mol Fe2O3 tương tự

 dư = 0,225 - 0,1125 = 0,1125 mol Vậy

2

CO

V dư = 0,1125 22,4 = lit

VD 3: Bài tập trắc nghiệm:

Để tác dụng hết với 40gam Ca cần V ml dd HCl Nếu để tác dụng hết với V ml

dd HCl đó thì khối lượng MgO cần lấy là:

* Hướng dẫn giải:

Để làm được dạng bài tập trắc nghiệm này học sinh phải làm thành thạo dạng bài này ở dạng tự luận, nếu không với thời gian cho môt bài tự luận là khoảng 1 phút rưỡi thì không thể làm kịp

PT: Ca + 2 HCl → CaCl2 + H2 ↑ (1)

40g →2 mol

MgO + 2 HC1 → MgCl2 +H2O

40g → 2 mol Nếu học sinh đổi 40g Ca ra số mol thì làm sẽ lâu hơn, do đó cách nhanh nhất

là tính theo khối lượng thì dễ dàng nhận ra MCa = MMgo = 40 g Vậy đáp án đúng là C 40g

Dạng 2: BÀI TẬP VỀ HỖN HỢP

1 ở mức độ vừa phải

Đối với dạng bài cho hỗn hợp chất tham gia phản ứng, giáo viên đầu tiên phải hướng dẫn học sinh biết cách viết đúng PTHH, sau đó vẫn phải sử dụng dữ kiện của từng phương trình để tính toán theo yêu cầu của đề bài

VD1: Có một hỗn hợp gồm 60% Fe 2 O 3 và 40% CuO Người ta dùng H2 dư

để khử 20 gam hỗn hợp đó

a) Tính khối lượng Fe và khối lượng Cu tạo thành sau phản ứng

b) Tính sổ mol H2 đã tham gia phản ứng

* Hướng dẫn giải

Ở bài này không cho biết tỉ lệ phần trăm khối lượng của CuO và Fe3O4 hay khối lượng của CuO và Fe3O4 mà chỉ cho khối lượng của sản phẩm thu được Dựa vào dữ liệu này ta tính ngược lại được khối lượng của CuO và Fe3O4 và cũng không cần phải đổi khối lượng của CuO và Fe3O4 ra số mol

- Gọi khối lượng của đồng là x (đk: x >0) => mFe = x + 4 (g)

a Tính khổỉ lượng Fe và khối lượng Cu đã tham gia phản ứng

b Tính số mol H 2 đã tham gia phản ứng

Cách giải tương tự VD 1

VD 4: Có 10 gam hỗn hợp 2 kìm loại Cu và Zn tác dụng với dd HCl dư thu được

2,24 lít H 2 ở đktc

a) Tỉnh thành phần phần trăm khối lượng của mỗi kim loại trong hỗn hợp

b) Tính khối lượng muối thu được

Lưu ý học sinh khi viết PTHH cho kim loại tác dụng với HCl Đồng không tác dụng với HC1 sinh ra khí H2 Vì học sinh hay viết sai PTHH này nên không

biết giải như thế nào hoặc lại giải bằng cách lập phương trình bậc nhất 1 ẩn hay

2 Ở mức độ khó

* Phần hướng dẫn giải chung giống như phần giải Theo nhiều phản ứng

Cách 1: Lâp hê phương trình

- Chuyển giả thiết về số mol (Chú ý: nếu cho khối lượng của hỗn họp nhiều

chất KHÔNG được đổi về số mol)

- Đặt số mol các chất cần tìm là x,y hoặc a, b

- Viết và cân bằng phương trình phản ứng Dựa vào tỉ lệ số mol theo

phản ứng tìm quan hệ về số mol giữa chất cần tìm với chất đã biết

- Lập hệ phương trình bậc nhất (cho giả thiết nào thì lập phương trình quan hệ theo giả thiết đó.)

- Giải hệ phương trình, tìm số mol x,y hoặc a,b Từ số mol tìm được, tính

các nội dung đề bài yêu cầu

Cách 2: Lâp phương trình:

Bài toán cũng có thể giải bằng cách lập phương trình bậc nhất một ẩn Nếu giải theo cách này thì phải gọi khối lượng của của một chất là a còn khối

lượng của chất kia là [m - a] (g) m phải là hằng số

VD 1: Khử hoàn toàn 5,43 gam một hỗn hợp CuO và PbO bằng khí H 2 thu được 0,9 gam H 2 O

a) viết PTHH các phản ứng xảy ra

b) Tính thành phần % theo khối lượng của các oxit có trong hỗn hợp ban đầu

* Hướng dẫn giải

- Lập PTHH: CuO + H2 t0 Cu + H20 (1)

a (g) PbO + H2

0

t

 Pb + H20 (2) (5,43 - a)g

- Ta có:

2

0,9

0, 05 18

Trong đó x là số mol của CuO và y là số mol của PbO (đk x, y > 0) Giải hệ

phương trình ta được: x = 0,04 => n CuO  0, 04molm CuO  0, 04.80  3, 2g

y = 0,01 => n PbO  0, 01molm PbO  0, 01.223  2, 23g

VD2: Cho 20 gam hỗn hợp 3 kim loại (Zn; Cu; Fe) tác dụng với dd H2SO4

loãng dư ta thu được 6,72 lít khí H2 ở đktc và 1,4 gam chất rắn không tan Tính thành phần phần trăm khổi lượng mỗi kim loại có trong hỗn hợp

* Hướng dẫn giải

- Lập PTHH Cu + HC1  không phản ứng

Zn+ 2 HC1 ZnCl2 + H2  (1)

Fe + 2HC1  FeCl2 + H2  (2) Suy luận: Cu không tác dụng với dd HC1 nên mCu =

Fe

0m Cu  100 0  28 0  65 0  7 0

* Dựa vào Đinh luật bảo toàn nguyên tố: Trong các phản ứng hóa học, các

nguyên tố luôn được bảo toàn cả về bản chất và số nguyên tử

Trong nhiều bài toán hóa như : Xác định công thức hóa học của một chất, tính khối lượng của chất tạo thành (hoặc chất tham gia phản ứng ) qua một số phản ứng hóa học, nếu dựa vào bảo toàn nguyên tố thì việc giải bài toán sẽ

đơn giản hơn, không nhất thiết phải mất nhiều thười gian cho việc lập các PTHH

VD3: Cho 20 gam hỗn hợp Fe và Mg tác dụng hết với dd HCl thu được 11,2

lít khí H2 ở đktc Dung dịch thu được sau phản ứng đem cô cạn thì thu được lượng muối khan là:

Vì khối lượng kim loại và khối lượng gốc axit bảo toàn nên:

mmuối = mkim loại + mgốc axit = mM + mgốc axit = 20 + 35,5 1 = 55,5 g Đáp án D

VD 4; Cho 10 gam hỗn hợp gồm Mg; Zn; Fe tác dụng hết với dd HCl thấy

thoát ra 1,12 lít khí ở đktc Khối lượng muối tạo ra trong dd là:

n   mol Ở đây phải dùng phương pháp suy luận ( áp dụng

định luật bảo toàn nguyên tố)

 mmuối = mkim loại + mgốc axit = 10 + 35,5 0,1 = 13,55g Đáp án đúng là C

VD5: Khử hoàn toàn 4 gam hỗ hợp 2 oxit là CuO và PbO bằng khí CO ở

nhiệt độ cao Khí sinh ra sau phản ứng được dẫn vào bình đựng dd nước vôi trong thu được 10 gam kết tủa Khối lượng hỗn hợp Cu và Pl thu được là:

* Hướng dẫn giải

CuO + CO t0 Cu + CO2 (1) PbO + CO t0 Pb + CO2 (2)

Từ phương trình (1) và (2) ta thấy: CO chiếm oxi của oxit tạo ra CO2

nCO2 = nCO = nO(trong oxit)= 0,1 mol=> mO = 16.0,1 = 1,6g

mkim loại =moxit -mO = 4 - 1,6 = 2,4g

* Cách khác

Sử dụng phương pháp bảo toàn khối lượng (cơ sở vẫn là do bảo toàn

nguyên tố, vì thế trong các phản ứng hóa học: Tổng khối lượng của các chất tham gia bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng.) Định luật bảo toàn khối lượng thường được dùng để tính khối lượng của một chất hoặc hỗn hợp nhiều chất (Chú ý: Khối lượng của electron không đáng kể, vì thế coi

khối lượng của ion dương hoặc khối lượng của ion âm bằng khối lượng của nguyên tử hoặc nhóm nguyên tử tương ứng.)

* Một số dạng thường gặp:

Các kim loại + dd axit Tính khối lương muối tạo thành

VD1: Hòa tan hoàn toàn 9,2 gam hỗn hợp một kim loại hóa trị (II) và một kim

loại hóa trị (III) trong dung dịch H2SO4 loãng dư, người ta thu được 5,6 lít H2

(đktc)

a) Nếu cô cạn dung dịch sau phản ứng sẽ thu được bao nhiêu gam hỗn