Sáng kiến kinh nghiệm SKKN phương pháp giải nhanh bài tập Hóa học áp dụng cho bồi dưỡng học sinh giỏi THCS

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP HÓA HỌC ÁP DỤNG CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI THCS"... Công việc bồi dưỡng học sinh giỏi rất vất vả, để học sinh có thể phát

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

ĐỀ TÀI:

"PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TẬP HÓA HỌC ÁP DỤNG

CHO BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI THCS"

Để đáp ứng nhu cầu phát triển của đất nước, chúng ta cần phải có nhiều những nhân tài, những nhà khoa học giỏi, những giáo sư, kỹ sư, bác sĩ giỏi trong mọi lĩnh vực khoa học cũng như đời sống Vì vậy, việc đào tạo một thế hệ trẻ có đầy đủ phẩm chất và năng lực

để đáp ứng nhu cầu phát triển của đát nước là một vấn đề cần thiết nhằm đào tạo động lực góp phàn đưa đất nước phát triển nhanh

Trong những năm gần đây, số học sinh giỏi, số học sinh đạt giải quốc tế ngày càng tăng Bộ giáo dục đã tổ chức triển khai những cuộc thi học sinh giỏi các cấp, trong đó có cuộc thi học sinh giỏi môn Hoá học THCS là cơ sở và nền tảng cho các cuộc thi quốc gia, quốc tế sau này Để có những học sinh giỏi môn Hoá, những nhân tài trong ngành Hoá học thì việc phát hiện và bồi dưỡng học sinh giỏi Hoá học là một việc làm hết sức quan trọng và cần thiết Công việc bồi dưỡng học sinh giỏi rất vất vả, để học sinh có thể phát triển được tối đa khả năng tư duy, sức sáng tạo của mình, thì người giáo viên cần có những phương pháp giảng dạy phù hợp, đưa ra được những cách giải cơ bản, độc đáo

Chính vì các lí do trên tôi đã chọn đề tài: “ Hướng dẫn học sinh một số phương

pháp giúp giải nhanh bài tập Hoá học – Bồi dưỡng học sinh giỏi” Với mong muốn đóng

góp một chút công sức nhỏ bé của mình vào việc nâng cao chất lượng dạy học, trong quá trình giảng dạy

II MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ

1 Mục đích

Đề tài được nghiên cứu với mục đích:

- Phát triển phương pháp suy nghĩ ở trình độ cao phù hợp với khả năng trí tuệ của HS

- Bồi dưỡng sự lao động, làm việc sáng tạo

- Phát triển các kĩ năng, phương pháp và thái độ tự học suốt đời

- Trên cơ sở những kiến thức cơ bản giáo viên cung cấp cho học sinh một số phương pháp giúp học sinh giải nhanh được bài tập Hoá học Qua đó góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi

2 Nhiệm vụ

- Nghiên cứu lí luận và thực tiễn về đổi mới phương pháp dạy học Hoá học

- Nghiên cứu cơ sở lí thuyết về các phương pháp giải bài tập hoá học

- Biên soạn và sưu tầm một số bài tập áp dụng cho mỗi phương pháp

III KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU VÀ ĐỐI TƢỢNG NGHIÊN CỨU

1 Khách thể nghiên cứu

Giáo viên và các học sinh giỏi THCS

2 Đối tƣợng nghiên cứu

Một số phương pháp giải bài tập Hoá học

IV GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Việc giảng dạy, cung cấp cho học sinh một số phương pháp giải bài tập hoá học sẽ đạt hiệu quả cao khi người GV biết làm mới kiến thức, biết sử dụng hợp lý các phương pháp giải bài toán Hoá học

V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Nghiên cứu lí luận

- Nghiên cứu các vấn đề lí luận có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu các tài liệu về phương pháp giải bài tập hóa học

- Nghiên cứu phương pháp dạy một số cách giải bài toán hóa học

- Nghiên cứu nội dung, cấu trúc của chương trình hoá học THCS

2 Điều tra cơ bản

- Tham khảo ý kiến của giáo viên: Trao đổi với giáo viên có kinh nghiệm về dạy đội tuyển học sinh giỏi, có kinh nghiệm về cách dạy các phương pháp giải nhanh bài tập hoá học

- Thăm dò ý kiến của học sinh

PHẦN B: NỘI DUNG CHƯƠNG I

TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÝ LUẬN – CƠ SỞ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

I Cơ sở lí luận của đề tài:

1 Sơ lược về bồi dưỡng HSG:

Các hình thức giáo dục HSG

Nhiều tài liệu khẳng định: HSG có thể học bằng nhiều cách khác nhau và tốc độ nhanh hơn so với các bạn cùng lớp vì thế cần có một Chương trình HSG để phát triển và đáp ứng được tài năng của họ

Từ điển bách khoa Wikipedia trong mục Giáo dục HSG (gifted education) nêu lên các hình thức sau đây:

- Lớp riêng biệt (Separate classes): HSG được rèn luyện trong một lớp hoặc một trường

học riêng, thường gọi là lớp chuyên, lớp năng khiếu Nhưng lớp hoặc trường chuyên (độc lập) này có nhiệm vụ hàng đầu là đáp ứng các đòi hỏi cho những HSG về lí thuyết (academically) Hình thức này đòi hỏi ở nhà trường rất nhiều điều kiện từ việc bảo vệ

HS, giúp đỡ và đào tạo phát triển chuyên môn cho giáo viên đến việc biên soạn chương trình, bài học

- Phương pháp Mông-te-xơ-ri (Montessori method): Trong một lớp HS chia thành ba

nhóm tuổi, nhà trường mang lại cho HS những cơ hội vượt lên so với các bạn cùng nhóm tuổi Phương pháp này đòi hỏi phải xây dựng được các mức độ khá tự do, nó hết sức có lợi cho những HSG trong hình thức học tập với tốc độ cao

- Tăng gia tốc (Acceleration): Những HS xuất sắc xếp vào một lớp có trình độ cao với

nhiều tài liệu tương ứng với khả năng của mỗi HS Một số trường Đại học, Cao đẳng đề nghị hoàn thành chương trình nhanh hơn để HS có thể học bậc học trên sớm hơn Nhưng hướng tiếp cận giới thiệu HSG với những tài liệu lí thuyết tương ứng với khả năng của chúng cũng dễ làm cho HS xa rời xã hội

- Học tách rời (Pull-out) một phần thời gian theo lớp HSG, phần còn lại học lớp thường

- Làm giàu tri thức (Enrichment) toàn bộ thời gian HS học theo lớp bình thường, nhưng nhận tài liệu mở rộng để thử sức, tự học ở nhà

- Dạy ở nhà (Homeschooling) một nửa thời gian học tại nhà học lớp, nhóm, học có cố

vấn (mentor) hoặc một thầy một trò (tutor) và không cần dạy

- Trường mùa hè (Summer school) bao gồm nhiều course học được tổ chức vào mùa hè

- Sở thích riêng (Hobby) một số môn thể thao như cờ vua được tổ chức dành để cho HS

thử trí tuệ sau giờ học ở trường

Phần lớn các nước đều chú ý bồi dưỡng HSG từ Tiểu học Cách tổ chức dạy học cũng rất đa dạng: có nước tổ chức thành lớp, trường riêng một số nước tổ chức dưới hình thức tự chọn hoặc course học mùa hè, một số nước do các trung tâm tư nhân hoặc các trường đại học đảm nhận

Tuy vậy, cũng có một số nước không có trường lớp chuyên cho HSG như Nhật Bản

và một số bang của Hoa kỳ Chẳng hạn: Từ 2001, với đạo luật “Không một đứa trẻ nào bị

bỏ rơi” (No Child Left Behind) giáo dục HSG ở Georgia về cơ bản bị phá bỏ Nhiều trường không còn là trường riêng, lớp riêng cho HSG, với tư tưởng các HSG cần có trong các lớp bình thường nhằm giúp các trường lấp lỗ hổng về chất lượng và nhà trường có thể đáp ứng nhu cầu giáo dục HSG thông qua các nhóm với trình độ cao

Chính vì thế vấn đề bồi dưỡng HSG đã trở thành vấn đề thời sự gây nhiều tranh luận: “Nhiều nhà GD đề nghị đưa HSG vào các lớp bình thường với nhiều HS có trình độ

và khả năng khác nhau, với một phương pháp giáo dục như nhau

Tuy nhiên nhiều dấu hiệu chứng tỏ rằng giáo viên các lớp bình thường không được đào tạo và giúp đỡ tương xứng với chương trình dạy cho HSG Nhiều nhà GD cũng cho rằng những HS dân tộc ít người và không có điều kiện kinh tế cũng không tiếp nhận được chương trình giáo dục dành cho HSG Trong khi quỹ dành cho GD chung là có hạn nên

sẽ ảnh hưởng nhiều tới hiệu quả đào tạo tài năng và HS giỏi”

2 Phương pháp dạy học tích cực

Với công tác bồi dưỡng học sinh giỏi thì người thầy cần tìm ra phương pháp dạy học tích cực hơn để tăng hiệu quả dạy và học Dạy cho học sinh cách học chủ động, cách học suốt đời, cách học những điều mà thực tế đòi hỏi Dạy tốt ngày nay không thể chỉ có thầy giảng, trò ghi, đào tạo theo nhưng gì đã lạc hậu, không còn phù hợp thực tiễn Dạy tốt theo quan điểm mới đã đặt ra những đòi hỏi mới cho người thầy phải có những điều chỉnh phù hợp về nội dung, cách thức, phương pháp truyền thụ

3 Nâng cao tính tích cực trong dạy và học

Dạy tốt là nâng cao tính tích cực trong dạy và học (dạy – học tích cực) Khi đó công lao của thầy không tính bằng đã dạy được bao nhiêu, mà là dạy thế nào, nhưng tốt nhất là xem học sinh đã học được bao nhiêu

Phương pháp daỵ - học tích cực đặt người học ở vị trí trung tâm, còn người thầy đặt

ở vị trí cao hơn và khó khăn hơn: vị trí tạo ra các điều kiện để việc học được thuận lợi Thầy trở thành người hướng dẫn Trong giảng dạy, dễ nhất lá nói, bởi vậy từ “người dạy” trở thành “người hướng dẫn” là điều không dễ dàng Nó đòi hỏi công sức, trí óc, tâm

huyết từ phía thầy Không có “dạy tích cực” thì không thể có “học tích cực” Do vậy,

“không thầy đố mày làm nên” càng là một chân lý

4 Vai trò của các phương pháp giải bài tập Hoá học:

- Giúp cho HS có thể phát triển tốt khả năng tư duy, óc sáng tạo Hóa học

- Tạo cho HS có niềm say mê khoa học

- Giúp HS có thể giải nhanh các bài tập Hoá học, có ý nghĩa lớn với hình thức thi trắc nghiệm sau này khi học sinh lên cấp 3

II Cơ sở thực tiễn:

Bộ môn Hóa học ở trung học cơ sở HS chỉ mới tiếp xúc từ lớp 8, nhưng nội dung đưa đến cho học sinh tương đối nhiều Phần lớn các kiến thức HS chỉ học ở mức độ sơ khai, những học sinh xuất sắc môn Hóa học không nhiều, những học sinh học tốt hoá cũng chỉ dừng lại ở một mức độ nhất định Trong khi đó nội dung thi đành cho HS đôi khi quá sâu, quá khó nếu học sinh không được trang bị các phương pháp giải bài tập Vì vậy, trong quá trình giảng dạy giáo viên phải cung cấp những phương pháp phù hợp để học sinh nhanh chóng nắm bắt được cách giải của mỗi loại bài tập và vận dụng linh hoạt, sáng tạo mỗi phương pháp đó

CHƯƠNG II

NỘI DUNG THỰC HIỆN

I Sơ bộ về các phương pháp giúp giải nhanh bài tập hoá học:

- Trước sự phát triển mạnh mẽ của khoa học, sự bùng nổ của công nghệ thông tin, sự đổi mới phương pháp dạy học nói chung, đổi mới phương pháp dạy học bộ môn hoá nói riêng, để đáp ứng được xu thế đổi mới đòi hỏi người thầy phải không ngừng đổi mới phương pháp giảng dạy, không ngừng làm mới kiến thức của mình Đặc biệt là đối với công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, để phát huy được tối đa khả năng của HS thì người thầy đóng vai trò là người hướng dẫn, dẫn dắt các em chủ động tìm ra kiến thức, khuyến khích các em tìm ra những cách giải nhanh và độc đáo trên cơ sở cung cấp, hướng dẫn cho các

em một số phương pháp cơ bản

- Trong đề tài này tôi xin đưa ra một số phương pháp giúp giải nhanh bài tập hoá học phù hợp với lứa tuổi học sinh THCS như sau:

+ Phương pháp dựa vào những dấu hiệu đặc biệt

+ Phương pháp sơ đồ đường chéo

+ Phương pháp tăng - giảm khối lượng

+ Phương pháp áp dụng các định luật bảo toàn nguyên tố – bảo toàn khối lượng

+ Phương pháp trung bình

II Các phương pháp giúp giải nhanh bài tập hoá học:

1 Phương pháp dựa vào các dấu hiệu đặc biệt:

a Dựa vào điểm đặc biệt về nguyên tử khối (NTK) hoặc phân tử khối (PTK)

Ví dụ 1: Cho các chất sau FeS; FeS2; FeO; Fe2O3; Fe3O4; FeSO3; FeSO4; Fe2(SO4)3 Các chất có % về khối lượng của Fe giảm dần là:

A FeO; FeS2; Fe2O3; FeS; Fe3O4; FeSO4; Fe2(SO4)3

B FeS2; FeO; Fe2O3; Fe3O4; FeSO4; FeSO3; Fe2(SO4)3; FeS; FeSO4

C FeO; Fe3O4; Fe2O3; FeS; FeS2; FeSO3; FeSO4; Fe2(SO4)3

D Fe3O4; Fe2O3; FeO; FeS; FeS2; FeSO3; FeSO4; Fe2(SO4)3

Ta thấy các chất trong bài là những hợp chất chứa 2 hoặc 3 nguyên tử là Fe; S; O

Và NTK của S = 2 lần NTK của O, do đó có thể quy các hợp chất trên thành hợp chất chỉ

chứa nguyên tố Fe và nguyên tố O Kết quả thu được như sau:

Trong FeS gồm 1Fe; 2O;

FeS2 gồm 1 Fe; 4O;

FeO gồm 1Fe; 1O;

Fe2O3 gồm 1 Fe ; 1,5 O ; FeSO3 gồm 1Fe; 5O;

Sau đó so sánh tỉ lệ giữa số nguyên tử Fe với số nguyên tử O sẽ được kết quả: Đáp

án C

Với cách làm nêu trên, học sinh có thể giải quyết một số bài tập tương tự:

Ví dụ 2 Cho các chất Cu2S; CuS; CuO; Cu2O Hai chất có % khối lượng Cu như nhau là:

A CuO và CuS C CuS và Cu2O

Lời giải:

Nếu một nguyên tử oxi kết hợp với một số đơn vị khối lượng càng nhỏ của nguyên

tố kia thì hàm lượng % của oxi càng lớn

Ví dụ: Trong MgO một nguyên tử oxi kết hợp với 24 đơn vị của Mg sẽ có hàm

lượng % lớn hơn CaO, vì trong CaO một nguyên tử O kết hợp với 40 đơn vị của Ca

Như vậy trong câu hỏi trên bỏ qua các oxit Al2O3; Fe2O3; MgO và MnO2, chỉ cần tính một nguyên tử oxi kết hợp với mấy đơn vị nguyên tử kia:

Trong N2O3 1 nguyên tử O ứng với 9 3

3

14

P2O5 : 10

5

31 2



Cl2O7: 10

7

5 , 35

2 

Vậy N2O3 giàu oxi nhất: %O = 100 % 63 , 16 %

16 3 14 2

16

Nhận xét: PTK của Fe2O3 = 2.PTK của CuO

Qua các ví dụ trên cho thấy: rõ ràng việc học sinh vận dụng những điểm đặc biệt

về nguyên tử khối hoặc phân tử khối giúp việc tìm ra đáp án rất dễ dàng, nhanh chóng và hạn chế được sai sót

b Tìm nhanh đáp án bài tập trắc nghiệm bằng cách dựa vào NTK hoặc PTK bằng nhau

Nhận xét: Ta thấy NTK của Fe = PTK của CaO = 56, và tỷ lệ số mol của 2 phản

ứng như nhau Nên:

nhh =

2 1

nHCl = 0,5:2 = 0,25 (mol)

KHCO3 và CaCO3 có KL mol bằng nhau bằng 100

(1), (2), (3)  nhh = nCO2 = nBaCO3 = 1,97/197 = 0,01

a = 0,01 100 = 1g

Đáp án A

2 Phương pháp sơ đồ đường chéo:

Bài toán trộn lẫn các chất với nhau là một dạng bài hay gặp trong chương trình hóa học Ta có thể giải bài tập dạng này theo nhiều cách khác nhau, song cách giải nhanh

nhất là “phương pháp sơ đồ đường chéo”

a Quy tắc đường chéo áp dụng cho dung dịch:

Có thể áp dụng quy tắc đường chéo để tính toán nhanh Quy tắc đường chéo chỉ được áp dụng khi:

- Hoặc trộn lẫn 2 dung dịch chứa cùng một chất tan duy nhất Hai dung dịch cùng loại nồng độ và chỉ khác nhau về chỉ số nồng độ

- Hoặc khi pha loãng dung dịch (giữ nguyên lượng chất tan, thêm dung môi) Dung môi được coi là dung dịch có nồng độ bằng 0

- Hoặc thêm chất tan khan, nguyên chất(xem như nồng độ 100%) vào dung dịch có sẵn

- Hoặc thêm tinh thể ngậm nước vào nước, thêm tinh thể ngậm nước vào dung dịch

Dung dịch thu được có m = m1 + m2, V = V1 + V2, nồng độ C (C1 < C < C2), khối lượng riêng d

Sơ đồ đường chéo và công thức tương ứng với mỗi trường hợp là:

*) Đối với nồng độ % về khối lượng:

m1 C1 |C2 - C|

C

m2 C2 |C1 - C|

(1)

| C C

|

| C C | m

m

1 2 2

| C C

|

| C C | V

V

1 2 2

| C C

|

| C C | m

m

1 2 2

|

| C C | m

m

1 2 2

|

| C C | m

m

1 2 2

1







Khi sử dụng sơ đồ đường chéo ta cần chú ý:

*) Chất rắn coi như dung dịch có C = 100%

*) Dung môi coi như dung dịch có C = 0%

*) Khối lượng riêng của H2O là d = 1 g/ml

b Quy tắc đường chéo áp dụng cho hỗn hợp khí:

Hỗn hợp khí cũng được xem như là một dung dịch-dung dịch khí Nếu biết M của 2 khí cụ thể, có thể tìm tỉ lệ mol hoặc tỉ lệ thể tích giữa chúng bằng quy tắc đường chéo mở rộng sau đây:

M M

M M V

Dạng 1: Tính toán pha chế dung dịch

Ví dụ 1: Để thu được dung dịch HCl 25% cần lấy m1 gam dung dịch HCl 45% pha với m2

đó phải chuyển nồng độ của chất rắn nguyên chất thành nồng độ tương ứng với lượng chất tan trong dung dịch

Ví dụ 3: : Hòa tan 200 gam SO3 vào m gam dung dịch H2SO4 49% ta được dung dịch

|

| 4 , 78 49

Hướng dẫn giải:

Coi CuSO4.5H2O là dung dịch CuSO4 có nồng độ:

% 64

% 100

áp dụng công thức (1) ta có:

240

40 48

8 m

1

%V 3

1 12

4 V

V

3 2

3

O O

| 30 - M

| V

V

2 2

Dạng 3: Bài toán hỗn hợp 2 chất vô cơ của 2 kim loại có cùng tính chất hóa học

Ví dụ 1: Hòa tan 3,164 gam hỗn hợp 2 muối CaCO3 và BaCO3 bằng dung dịch HCl dư, thu được 448 ml khí CO2 (đktc) Thành phần % số mol của BaCO3 trong hỗn hợp là bao nhiêu?

Hướng dẫn giải:

(mol) 0,02 22,4

Đây là một dạng bài mà nếu giải theo cách thông thường là khá dài dòng, phức tạp Tuy nhiên nếu sử dụng sơ đồ đường chéo thì việc tìm ra kết quả trở nên đơn giản và nhanh chóng hơn nhiều

Để có thể áp dụng được sơ đồ đường chéo, ta coi các quặng như một “dung dịch” mà

“chất tan” là kim loại đang xét, và “nồng độ” của “chất tan” chính là hàm lượng % về khối lượng của kim loại trong quặng

Ví dụ : A là quặng hematit chứa 60% Fe2O3 B là quặng manhetit chứa 69,6% Fe3O4

Trộn m 1 tấn quặng A với m 2 tấn quặng B thu được quặng C, mà từ 1 tấn quặng C có thể

điều chế được 0,5 tấn gang chứa 4% cacbon Tính tỉ lệ m 1 /m 2 ?

60   

232

168 1000 100

6 , 69

Câu 4: Tính lượng tinh thể axetat đồng (CH3COO)2Cu.H2O và dung dịch axetat đồng 5

để điều chế 430 gam dung dịch axetat đồng 20%?