sáng kiến kinh nghiệm sử dụng công thức tính nhanh để giải một số bài tập hoá học’’

KINH NGHIỆM GIÁO DỤC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm : - Số năm có kinh nghiệm :15 - Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: “Sử dụng công thức tính nhanh để giải một

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Trường THPT THANH BÌNH

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

"Sử dụng công thức tính nhanh

để giải một số bài tập Hoá học"

Lĩnh vực nghiên cứu :

Phương pháp giáo dục 

Lĩnh vực khác 

N¨m häc: 2011 - 2012

2

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HỌC

I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

1 Họ và tên : TRẦN ANH NHẬT TRƯỜNG

2 Ngày sinh : 06-02-1973

3 Nam , nữ : nam

4 Địa chỉ : Ấp Phú Thạch – Xã Phú trung – Huyện Tân Phú – Tỉnh Đồng Nai

5 Điện thoại CQ: 0613.858.146 ; DĐ: 0918806873

7 Chức vụ : Tổ Trưởng Tổ Hóa Học

8 Đơn vị công tác : Trường THPT Thanh Bình

Huyện Tân Phú, Tỉnh Đồng Nai

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị cao nhất : Cử Nhân

- Năm nhận bằng : năm 1995

- Chuyên ngành đào tạo : Hoá học

III KINH NGHIỆM GIÁO DỤC

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm :

- Số năm có kinh nghiệm :15

- Các sáng kiến kinh nghiệm đã có trong 5 năm gần đây: “Sử dụng công thức tính nhanh để giải một số bài tập hóa học”

3

A ĐẶT VẤN ĐỀ

" Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác chủ động sáng tạo của học sinh phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, từng môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh"- (Trích luật giáo dục- điều 24.5) Ta thấy đổi mới phương pháp phải giúp học sinh tiếp cận kiến thức một cách chủ động tích cực, phải phát huy tính sáng tạo của học sinh chống thói quen áp đặt của giáo viên, do vậy người giáo viên phải hình thành cho học sinh một phương pháp phù hợp có hiệu quả

Trong học tập hoá học, việc giải bài tập có một ý nghĩa rất quan trọng Ngoài việc rèn luyện kỹ năng vận dụng, đào sâu và mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động; bài tập hoá học còn được dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hoá học Thông qua giải bài tập, giúp học sinh rèn luyện tính tích cực, trí thông minh, sáng tạo, bồi dưỡng hứng thú trong học tập

Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài tập lại càng có ý nghĩa quan trọng hơn Mỗi bài tập có thể có nhiều phương pháp giải khác nhau Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lý, sẽ giúp học sinh nắm vững hơn bản chất của các hiện tượng hoá học

Từ thực tế giảng dạy nhiều năm, tôi thấy học sinh khá lúng túng trong việc giải bài toán dạng dạng bài tập : ( cho CO2 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2, cho muối nhôm, muối kẽm tác dụng với dung dịch NaOH …) Đây là một trong những dạng bài tập mà học sinh hay gặp trong các kỳ thi mà đặc biệt là thi Đại Học.Để giúp học sinh giải quyết tốt các bài tập này một cách nhanh chóng, tiết kiệm được rất nhiều thời gian tôi xin giới thiệu cách xác định cấu trúc đề bài để vận dụng công thức tính phù hợp

Chính vì vậy, tôi viết đề tài: ‘’ Sử dụng công thức tính nhanh để giải một

số bài tập hoá học ’’ Thông qua đó tôi muốn giới thiệu với các thầy cô giáo và

học sinh một trong những phương pháp giải bài tập hoá học rất có hiệu quả Vận dụng được phương pháp này sẽ giúp cho quá trình giảng dạy và học tập môn hoá học được thuận lợi hơn rất nhiều, nhanh chóng có kết quả để trả lời câu hỏi TNKQ

4

B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ

I Phương pháp sử dụng công thức tính nhanh:

Cơ sở của phương pháp là sử dụng công thức tính nhanh dựa vào cấu trúc của đề để giải một số bài tập hoá học

Trong hoá học, một số dạng bài tập được giải dựa trên cơ sở nội dung của phương pháp này Đó là trường hợp mà trong thí nghiệm hoá học có hai quá trình lượng kết tủa tăng dần, sau đó giảm dần đến hết khi lượng chất phản ứng có dư

Có thể vận dụng phương pháp này trong hoá học ở các trường hợp chủ yếu sau:

- Thổi khí CO2 vào dung dịch chứa hiđroxit của kim loại phân nhóm chính nhóm II

- Rót từ từ dung dịch kiềm đến dư vào dung dịch muối nhôm hoặc muối kẽm

- Rót từ từ dung dịch axit đến dư vào dung dịch muối có chứa anion AlO2 -hoặc ZnO22-

Ta xem xét phương pháp giải một số bài tập dựa trên cơ sở đó thông qua một số ví dụ sau

II Một số dạng bài tập vận dụng:

Ví dụ 1: Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào 250 ml dung dịch Ca(OH)2 1M, thu được m gam kết tủa Tìm m

Lời giải

Số mol Ca(OH)2 = 1 0,25 = 0,25 (mol)

Số mol CO2 = 6,72: 22,4 = 0,3 (mol)

25 , 0

3 , 0 2 2

) (







OH Ca

CO

n

n K

Ta thấy 1 < K< 2 Tạo ra 2 muối

* Phương pháp tự luận:

CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3)2 (1) Gọi x, y lần lượt là số mol CaCO3, Ca(HCO3)2

Ta có hệ phương trình :

x + y = 0,25

5

x + 2y = 0,3 Giải hệ phương trình :

x = 0,05; y = 0, 2

m = 100.0,2 = 20gam

* Phương pháp sử dụng công thức tính nhanh:

2 2

)

Số mol Ca(HCO3)2 = 0,3 – 0,25 = 0,05 (mol)

2 ) ( )

3 Ca OH Ca HCO

Số mol Ca(HCO3)2 = 0,25 – 0,05 = 0,2 (mol)

m = 100.0,2 = 20gam

Ví dụ 2: Cho 10 lít (đktc) hỗn hợp A gồm N2 và CO2 ở đktc vào 2 lít dung dịch Ca(OH)2 0,02 M thì thu được 1 gam kết tủa

Tính % CO2 trong hỗn hợp A theo thể tích

(Sách Hoá học - Lớp 12 - NXB Giáo dục Hà nội)

Lời giải

* Phương pháp tự luận:

Phương trình hoá học của những phản ứng lần lượt xảy ra như sau:

CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1)

CO2 + H2O + CaCO3 Ca(HCO3)2 (2)

Ta có: Số mol Ca(OH)2 = 2 0,02 = 0,04 (mol)

Số mol CaCO3 = 1 : 100 = 0,01 (mol)

Trường hợp 1: Chỉ có phản ứng (1)  Ca(OH)2 dư

Theo phương trình ta có:

Số mol CO2 = Số mol CaCO3 = 0,01 (mol)

= Số mol Ca(OH)2(pư) < 0,04 (mol)

Vậy, A có % CO2 =   100 %  2 , 24 % 

10

4 , 22 01 , 0

Trường hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra  Ca(OH)2 hết

Theo phương trình (1):

6

Số mol CaCO3 (1) = Số mol Ca(OH)2 = 0,04 (mol)

 Số mol CaCO3 (2) = 0,04 - 0,01 = 0,03 (mol)

Theo phương trình (1) và (2):

Số mol CO2 = 0,04 + 0,03 = 0,07 (mol)

Vậy, A có % CO2 =   100 %  15 , 68 % 

10

4 , 22 07 , 0

* Phương pháp sử dụng công thức tính nhanh:

Trường hợp 1: n CO2= n kết tủa

 Số mol CO2 = 0,01 (mol)

Vậy, A có % CO2 =   100 %  2 , 24 % 

10

4 , 22 01 , 0

Trường hợp 2:

n CO

2=2 n Ca(OH)

2- n kết tủa

=> Số mol CO2 = 2.0,04 – 0,01 = 0,07 (mol)

Vậy, A có % CO2 =   100 %  15 , 68 % 

10

4 , 22 07 , 0

Ví dụ 3: Cho từ từ 100 ml dung dịch NaOH 7M vào 200 ml dung dịch

Al(NO3)3 1M, thu được a gam kết tủa Tìm a

Lời giải

Số mol OH- = Số mol NaOH = 0,1 7 = 0,7 (mol)

Số mol Al3+ = Số mol Al(NO3)3 = 0,2.1 = 0,2 (mol)

2 , 0

7 , 0 3











Al

OH

n

n K

Ta thấy 3< K< 4 Tạo ra 2 sản phẩm

* Phương pháp tự luận:

Al3+ + 4OH-  AlO2- + 2 H2O (2) Gọi x, y lần lượt là số mol Al(OH)3 , AlO2

-Ta có hệ phương trình :

x + y = 0,2 3x + 4y = 0,7 Giải hệ phương trình :

x = 0,1; y = 0, 1

7

a = 78 0,1 = 7,8 gam

* Phương pháp sử dụng công thức tính nhanh:

nAlO

2= nOH - 3nAl3  = 0,7 – 3.0,2 =0,1 (mol )

nAl(OH)3= nAl3 - nAlO

2 = 0,2 – 0,1 = 0,1 (mol)

a = 78 0,1 = 7,8 gam

Ví dụ 4: Cho 200 ml dung dịch AlCl3 1,5M tác dụng với V lít dung dịch

NaOH 0,5M, lượng kết tủathu được là 15,6 gam Tính giá trị của V :

* Phương pháp tự luận:

Phương trình hoá học của những phản ứng lần lượt xảy ra như sau:

Al(OH)3 + OH- AlO2

+ 2 H2O (2) Theo giả thiết:

Số mol Al(OH)3 = 15,6 : 78 = 0,2 (mol)

Số mol AlCl3 = 0,2 1,5 = 0,3 (mol)

Trường hợp 1: Chỉ có phản ứng (1)  Al3+ dư

Theo phương trình ta có:

Số mol OH- = 3 Số mol Al(OH)3 = 3.0,2 = 0,6 (mol)

Số mol Al3+ (pư) = Số mol Al(OH)3 < 0,1 (mol)

Vậy, thể tích dung dịch NaOH là: [NaOH] = 1 , 2

5 , 0

6 , 0

 (lít)

Trường hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra  Al3+ hết

Theo phương trình (1):

Số mol Al(OH)3 (1) = Số mol Al3+ = 0,3 (mol)

 Số mol Al(OH)3 (2) = 0,3 - 0,2 = 0,1 (mol)

Theo phương trình (1) và (2):

Số mol OH- = 3.0,3 + 0,1 = 1 (mol)

5 , 0

1  (lít)

* Phương pháp sử dụng công thức tính nhanh:

Trường hợp 1: n OH= 3 n kết tủa

8

 Số mol OH

= 3.0,2 = 0,6 (mol)

Vậy, thể tích dung dịch NaOH là: [NaOH] = 1 , 2

5 , 0

6 ,

0  (lít)

Trường hợp 2 : n OH= 4 n Al3 - n kết tủa

 Số mol OH

= 4.0,3 – 0,2 = 1 (mol)

5 , 0

1  (lít)

Ví dụ 5: Cho 250 ml dung dịch HCl 1M vào 100ml dung dịch NaAlO2 1M thì thu được m gam kết tủa Tìm m

Lời giải

Số mol H+ = Số mol HCl = 0,25 1 = 0,25 (mol)

Số mol AlO2

= Số mol NaAlO2= 0,1.1 = 0,1 (mol)

1 , 0

25 , 0

2











AlO

H

n

n K

Ta thấy 1< K< 4 Tạo ra 2 sản phẩm

* Phương pháp tự luận:

H+ + H2O + AlO2

-  Al(OH)3 (1)

4H+ + AlO2-  Al3+ + H2O (2) Gọi x, y lần lượt là số mol Al(OH)3 , Al3+

Ta có hệ phương trình :

x + y = 0,1

x + 4y = 0,25 Giải hệ phương trình :

x = 0,05; y = 0, 05 Vậy m = 0,05 78 = 3,9 gam

* Phương pháp sử dụng công thức tính nhanh:

3

1 , 0 25 , 0 3

2

3        

AlO H

Al

n n

2 3

)

n = 0,1- 0,05 = 0,05 mol

Vậy m = 0,05 78 = 3,9 gam

9

Ví dụ 6: Hoà tan vừa hết m gam Al vào dung dịch NaOH thì thu được dung

dịch A và 3,36 lít H2 (đktc)

a Tính m

b Rót từ từ dung dịch HCl 0,2 M vào A thì thu được 5,46 gam kết tủa Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng

Lời giải

a Phương trình phản ứng:

2 Al + 2 H2O + 2 NaOH  2 NaAlO2 + 3 H2 Theo phương trình: Số mol Al = 2/3 Số mol H2 = 0,1 (mol)

* Phương pháp tự luận:

Phương trình hoá học của những phản ứng lần lượt xảy ra như sau:

3H+ + Al(OH)3 Al3+ + 3 H2O (2)

b Theo giả thiết: Số mol Al(OH)3 = 5,46 : 78 = 0,07 (mol)

Trường hợp 1: Chỉ có phản ứng (1)  AlO2- dư

Theo phương trình ta có:

Số mol H+ = Số mol Al(OH)3 = 0,07 (mol)

(pư) = Số mol Al(OH)3 < 0,1 (mol)

Vậy, thể tích dung dịch HCl là: [HCl] = 0 , 35

2 , 0

07 , 0

Trường hợp 2: Cả phản ứng (1) và (2) đều xảy ra  AlO2

hết

Theo phương trình (1):

Số mol Al(OH)3 (1) = Số mol AlO2- = 0,1 (mol)

 Số mol Al(OH)3 (2) = 0,1 - 0,07 = 0,03 (mol)

Theo phương trình (1) và (2):

Số mol H+ = 0,1 + 3 0,03 = 0,19 (mol)

10

Vậy, nồng độ dung dịch HCl là: [HCl] = 0 , 95

2 , 0

19 , 0

 (lít)

* Phương pháp sử dụng công thức tính nhanh:

Trường hợp 1: n H

= n kết tủa

 Số mol H+

= Số mol Al(OH)3 = 0,07 (mol)

Vậy, thể tích dung dịch HCl là: [HCl] = 0 , 35

2 , 0

07 , 0

Trường hợp 2: n H = 4 n AlO

2 - 3 n kết tủa

 Số mol H+

= 4.0,1 – 3.0,07 = 0,19 (mol)

Vậy, nồng độ dung dịch HCl là: [HCl] = 0 , 95

2 , 0

19 , 0

 (lít)

III Một số bài tập tự giải

Bài 1: Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol

Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên là

A 0,35 B 0,25 C 0,45 D 0,05

Bài 2: Hấp thụ hoàn toàn 4,48 lít khí CO2 (ở đktc) vào 500 ml dung dịch

hỗn hợp gồm NaOH 0,1M và Ba(OH)2 0,2M, sinh ra m gam kết tủa Giá trị của

m là

A 9,85 B 11,82 C 17,73 D 19,70

Bài 3: Cho 0,1 mol P2O5 vào dung dịch chứa 0,35 mol KOH Dung dịch

thu được có các chất :

A K3PO4, K2HPO4 B K2HPO4, KH2PO4

C K3PO4, KOH D H3PO4, KH2PO4

Bài 4: Hòa tan hết m gam ZnSO4 vào nước được dung dịch X Cho

110ml dung dịch KOH 2M vào X, thu được a gam kết tủa Mặt khác, nếu cho

140 ml dung dịch KOH 2M vào X thì cũng thu được a gam kết tủa Giá trị của m

là

A 20,125 B 12,375 C 22,540 D 17,710

Bài 5: Cho 0,448 lít khí CO2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch

chứa hỗn hợp NaOH 0,06M và Ba(OH)2 0,12M, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là

A 3,940 B 1,182 C 2,364 D 1,970

Bài 6: Hoà tan hoàn toàn m gam ZnSO4 vào nước được dung dịch X Nếu

cho 110 ml dung dịchKOH 2M vào X thì thu được 3a gam kết tủa Mặt khác, nếu cho 140 ml dung dịch KOH 2M vào X thì thu được 2a gam kết tủa Giá trị của m là

11

A 32,20 B 24,15 C 17,71 D 16,10

Bài 7: Cho 150 ml dung dịch KOH 1,2M tác dụng với 100 ml dung dịch

AlCl3 nồng độ x mol/l, thuđược dung dịch Y và 4,68 gam kết tủa Loại bỏ kết tủa, thêm tiếp 175 ml dung dịch KOH 1,2M vàoY, thu được 2,34 gam kết tủa Giá trị của x là

Bài 8: A là hỗn hợp khí gồm SO2 và CO2 có tỷ khối hơi so với H2 là 27 Dẫn a mol hỗn hợp khí A qua bình đựng 1 lít dung dịch NaOH 1.5a M, sau phản ứng cô cạn dung dịch thu được m gam muối Biểu thức liên hệ giữa m và a là

A m=105a B m=103.5a C m=116a D m=141a

Bài 9: Sục V lít CO2 ( điều kiện chuẩn) vào 200 ml dung dịch X gồm Ba(OH)2 1M và NaOH 1M Sau phản ứng thu được 19.7 gam kết tủa, giá trị của

V là

A 2.24 và 4.48 B 2.24 và 11.2 C 6.72 và 4.48 D 5.6và 1.2

Bài 10: Hoà tan hết m gam Al2(SO4)3 vào nước được dung dịch A Cho 300

ml dung dịch NaOH 1M vào A, thu được a gam kết tủa Mặc khác, nếu cho 400

ml dung dịch NaOH 1M vào A, cũng thu được a gam kết tủa Giá trị của m là

A 21.375 B 42.75 C 17.1 D 22.8

Đáp án

IV Tổ chức thực hiện

Nội dung đề tài của tôi được áp dụng cho học sinh lớp 12 trường THPT Thanh Bình

Trong năm học: 2011 – 2012 tôi đã triển khai dạng bài tập này trong các tiết luyện tập, đặc biệt trong thời gian ôn thi học sinh giỏi tôi thấy kết quả thu được rất khả quan Các em không còn lúng túng khi giải các dạng bài tập này mà còn rất hứng thú Qua bài kiểm tra khảo sát của 12 A4 và lớp 12 A9 ( ban cơ bản) cho thấy :

12

Sở dĩ kết quả và chất lượng học sịnh được nâng lên rõ rệt là do học sinh đã hiểu thấu đáo vấn đề ở những góc độ khác nhau Đặc biệt là ở học sinh đã hình thành được kỹ năng giải bài tập, biết phân tích cấu trúc bài toán để từ đó sử dụng

công thức tính nhanh cho phù hợp

C KẾT LUẬN

Quá trình giảng dạy ở năm học vừa qua, đặc biệt là khi việc kiểm tra, đánh giá học sinh chuyển sang hình thức kiểm tra TNKQ, tôi nhận thấy:

- Kiến thức của học sinh ngày càng được củng cố và phát triển sau khi hiểu nắm vững được bản chất của các quá trình hoá học

- Trong quá trình tự học, học sinh tự tìm tòi, phát hiện được nhiều phương pháp khác nhau trong giải bài tập hoá học

- Niềm hứng thú, say mê trong học tập của học sinh càng được phát huy khi biết sử dụng kiến thức toán học

- Học sinh nhanh chóng có được kết quả để trả lời câu hỏi TNKQ mà tránh được việc bỏ sót nghiệm khi làm theo hình thức tự luận

- Sử dụng phương pháp này trong giảng dạy, các thầy cô giáo sẽ không phải mất nhiều thời gian trong việc mô tả hiện tượng, xét các trường hợp xảy ra

Do năng lực và thời gian có hạn, đề tài có thể chưa bao quát hết được các loại dạng của phương pháp Các ví dụ được đưa ra trong đề tài có thể chưa thực

sự điển hình nhưng vì lợi ích thiết thực của phương pháp trong công tác giảng dạy và học tập nên tôi mạnh dạn viết, giới thiệu với các thầy cô và học sinh

Rất mong sự đóng góp ý kiến bổ sung cho đề tài để thực sự góp phần giúp học sinh học tập ngày càng tốt hơn

Xin chân thành cảm ơn

Tân phú, ngày 22/5/2012