Giải Pháp Một Số Phương Pháp Giải Bài Toán Hóa Học 9

Giải các bài tập hóa học là một biện pháp rất quan trọng để củng cố và nắm vững các định luật, các khái niệm và tính chất hóa học của các chất, rèn luyện kĩ năng giải bài tập, phát triển

Giải các bài tập hóa học là một biện pháp rất quan trọng để củng cố và nắm vững các định luật, các khái niệm và tính chất hóa học của các chất, rèn luyện kĩ năng giải bài tập, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động, rèn trí thông minh, sáng tạo cho học sinh, nâng cao hứng thú học tập bộ môn Có thể nói rằng bài tập hoá học vừa là mục đích, vừa là nội dung, lại vừa là phương pháp dạy học rất có hiệu quả.

Nhưng thực tế ở các trường, thời gian giải bài tập trên lớp của các em rất ít, bản thân học sinh chưa nắm vững cách giải và hệ thống hóa được các dạng bài tập Vì thế các em không thể tự học ở nhà nhất là các học sinh lớp 9 Dẫn đến việc các em ít làm bài tập, chỉ học những lí thuyết suông, không đáp ứng được yêu cầu do môn hóa học đề ra Từ đó các em cảm thấy sợ học môn Hóa Là giáo viên dạy hóa 8-9, tôi luôn băn khoăn, trăn trở về vấn đề này?

Từ những thực trạng nêu trên, tôi thiết nghĩ cần phải có một bộ tài liệu

hệ thống hóa một số dạng bài tập cơ bản ở bậc THCS nhằm giúp các em có thể tự học, tự giải bài tập ở nhà, đồng thời góp phần nâng cao chất lượng học tập môn hóa của học sinh lớp 9 Chính vì lý do trên tôi tiến hành lựa chọn,

nghiên cứu và thực hiện giải pháp “Một số phương pháp giải bài toán hóa học 9” trên đối tượng là học sinh lớp 9A1, 9A2, 9A3, 9A4 mong muốn góp phần

nhỏ vào khắc phục tình trạng trên của học sinh Qua quá trình thực hiện giải pháp bản thân tôi nhận thấy đã khắc phục được tình trạng học sinh không có kĩ năng giải bài tập hóa học

Từ những kết quả đạt được nêu trên, tôi xin trình bày lại giải pháp của mình Rất mong sự chia sẻ, góp ý của quý đồng nghiệp để giải pháp của tôi được hoàn thiện hơn và có giá trị sủ dụng trong thực tế giảng dạy Tôi xin chân thành cảm ơn!

PHẦN II: NỘI DUNG

1 Thực trạng của vấn đề:

1.1 Thuận lợi:

- Được sự quan tâm và chỉ đạo thường xuyên và sâu sát của Phòng GD&ĐT Đam Rông, lãnh đạo nhà trường và tổ trưởng chuyên môn luôn quan tâm tới chất lượng bộ môn, thường xuyên kiểm tra, dự giờ rút kinh nghiệm cho giáo viên

- Cơ sở vật chất của trường khá đầy đủ như máy tính, máy chiếu, mạng internet, sách tham khảo, đồ dùng dạy học

- Chương tŕnh SGK đă chú trọng đến các kiến thức lí thuyết chủ đạo, hiện đại làm cơ sở cho việc nghiên cứu, giải thích, dự đoán lí thuyết đồng thời đảm bảo vai tṛò chủ đạo của lí thuyết trong toàn bộ chương tŕnh

- Hệ thống kiến thức về chất mang tính toàn diện, đảm bảo cho học sinh

có đủ dữ kiện để hiểu, vận dụng được lí thuyết chủ đạo đồng thời c̣òn để hoàn thiện, mở rộng các nội dung lí thuyết về khái niệm chất và sự biến đổi của chất

- Các kiến thức lí thuyết và các nội dung về chất cụ được sắp xếp xen kẽ nhau đảm bảo logic phát triển của kiến thức và tính vừa sức trong hoạt động nhận thức của học sinh

- Các kĩ năng hoá học cơ bản của học sinh được hoàn thiện qua nội dung các bài học: Sử dụng ngôn ngữ hoá học, kỹ năng dự đoán, giải thích lư thuyết,

kỹ năng thực hành giải các loại bài tập hoá học…

- Đội ngũ giáo viên Hóa học trẻ, nhiệt tình, có tinh thần học hỏi để nâng cao trình độ chuyên môn

- Phần lớn học sinh ngoan, nhiệt tình, ham học hỏi, có thái độ nghiêm túc trong học tập

1.2 Khó khăn :

1.2.1 Chương trình – Sách giáo khoa :

- Chương trình Hóa học THCS có số lượng tiết bài tập ít nên không có thời gian cho giáo viên hướng dẫn và phân chia các dạng bài tập học sinh.Từ đó làm cho học sinh không có được kĩ năng giải các dạng bài tập hóa học

- N i dung ch a phù h p v i tình hình c s v t ch t d y h c c a đ aộ ư ợ ớ ơ ở ậ ấ ạ ọ ủ ị

ph ng M t s bài quá dài so v i th i l ng d y h c ươ ộ ố ớ ờ ượ ạ ọ

1.2.2 V phía giáo viên ề

1.2.3 Về phía học sinh:

Qua quá trình giảng dạy bộ môn Hóa học 9 tôi có một số nhận xét như sau :

- Một số học sinh chưa xác định rõ được mục đích của việc học nên dẫn tới tình trạng học sinh : có thái độ học tập chưa tốt, về nhà không làm bài tập, một số học sinh còn mải chơi.

- Kĩ năng giải bài tập hóa học của học sinh còn yếu học chỉ là hình thức, học để chống đối với thầy cô

- Khối lượng bài tập hóa học lớn nhưng thời gian hướng dẫn học sinh giải các bài tập chưa đủ dẫn tới tình trạng học sinh không giải được và dần dấn sợ khi đến tiết học

2 Các giải pháp :

2.1 Đối với giáo viên :

- Phải hệ thống hóa kiến thức trọng tâm cho học sinh một cách khoa học

- Nắm vững các phương pháp giải bài tập và xây dựng hệ thống bài tập phải thật sự đa dạng, nhưng vẫn đảm bảo trọng tâm của chương trình phù hợp với đối tượng học sinh

- Tận dụng mọi thời gian để có thể hướng dẫn giải được lượng bài tập là nhiều nhất, có hiệu quả nhất cho học và học sinh dễ hiểu nhất

- Luôn quan tâm và có biện pháp giúp đỡ các em học sinh có học lực trung bình, yếu Không ngừng tạo tình huống có vấn đề đối với các em học sinh khá, giỏi …

2 2 Đối với học sinh

2.2.1 Về kiến thức

- Để giải tốt các dạng bài tập, đòi hỏi học sinh phải nắm vững các điểm lí thuyết quan trọng về hóa học ở cấp bậc THCS, đồng thời phải ứng dụng linh hoạt những lí thuyết đó vào từng dạng bài toán cụ thể

- Phải nắm vững một số công thức tính toán cơ bản và định luật cơ bản:

n = Trong đó: m: Khối lượng chất (g)

M: Khối lượng mol (g) n: Số mol (mol)

• Dựa vào thể tích chất khí đo ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc)

dd

ct

=

mct: khối lượng chất tan (g)

mdd: khối lượng dung dịch (g)

mdd = mct + mdmKhi cho khối lượng riêng dung dịch D(g/ml)

mdd = D.VKhi trộn nhiều chất lại với nhau

mdd = mtổngcác chất phản ứng – mchất không tan – mchất khí

 Tỉ khối của chất khí.

d A/B = M A

M B

Trong đó: MA: khối lượng mol của khí A

MB: khối lượng mol của khí B

*Chú ý: Nếu B là không khí thì MB = 29

 Định luật bảo toàn khối lượng.

Định luật: Trong một phản ứng hóa học tồng khối lượng các chất phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sản phẩm.

Phản ứng hóa học: A + B → C + D

Ta có: mA + mB = mC + mDNgoài ra việc giải bài toán hóa học đòi hỏi học sinh phải biết cách giải phương trình bậc nhất một ẩn số, giải hệ phương trình bậc nhất hai ẩn số, …

2.2.2 Về kĩ năng:

- Phải tích cực rèn kỹ năng hệ thống hóa kiến thức sau mỗi bài, mỗi chương Phân loại bài tập hóa học và lập hướng giải cho từng dạng toán

- Rèn kỹ năng hoá học cho học sinh khả năng tính toán một cách khoa học.

- Phát triển năng lực nhận thức rèn trí thông minh cho học sinh

a b

+ Chú ý rút gọn tỉ số

a

b

thành phân số tối giản, suy ra x = b và y = a

Ví dụ 1: Lập CTHH của hợp chất Nhôm oxit được tạo nên tử 2 nguyên tố

Al(III) và O(II)

Giải:

Gọi công thức dạng chung là: AlxOy

Theo quy tắc hóa trị:

x = 1; y = 2

Vậy CTHH: CO2

Ví d 3: ụ L p CTHH c a h p ch tậ ủ ợ ấ Natri photphat gồm Na(I) và PO4(III)

G i công th c d ng chung là: ọ ứ ạ Nax(PO4)y

The quy tắc hóa trị:x I = y III => x y =

I

III

=

1 3

=> x = 3; y = 1

Vậy CTHH : Na3PO4

Dạng 2: Dựa vào thành phần về khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất.

* Khi biết tỉ lệ về khối lượng của các nguyên tố trong hợp chất.

Ví dụ 1: Tìm CTHH của hợp chất khi phân tích được kết quả sau: Hidro

chiếm một phần khối lượng, oxi chiếm 8 phần khối lượng

Giả sử CTHH của hợp chất là AxBy biết %A và %B.Cần tìm x và y

Ví dụ : Xác dịnh công thức oxit của lưu huỳnh biết phân tử của oxit là 80

và thành phần phần trăm của nguyên tố lưu huỳnh là 40%

Cách 2: Tìm tỉ lệ khối lượng các nguyên tố Vì khối lượng mỗi nguyên tố

trong phân tử tỉ lệ với thành phần phần trăm nên ta có:

= 32g => ns =

32 32

= 1

mo =

100

60 80

= 48g => no =

16

48

= 3 Vậy trong 1 mol phân tử hợp chất có 1 mol nguyên tử lưu huỳnh và 3 mol nguyên tử oxi CTHH cần tìm là SO3

Trường hợp 2 : Khi biết thành phần phần trăm về khối lượng của các nguyên tố mà đề bài không cho biết phân tử khối.

Ví dụ: Hợp chất A gồm 3 nguyên tố Ca, O, C với tỉ lệ Canxi chiếm 40%,

Oxi chiếm 48%, Cacbon chiếm 12% Tìm công thức phân tử của A

Giải : Giả sử lượng chất đem phân tích là a gam

Dạng 3: Lập CTHH dựa vào phương trình hóa học (PTHH).

*Phương pháp:

- Phân tích đề chính xác và khoa học

- Quy đổi các dữ kiện ra số mol (nếu được)

- Viết phương trình hóa học

- Dựa vào lượng của các chất đã cho tính theo PTHH Tìm M nguyên tố

Ví d 1: ụ Cho 2,4 gam kim loại R hoá trị II tác dụng với dung dịch H2SO4 loãng dư thấy giải phóng 2,24lít H2 (đktc) Hãy xác định kim loại M

2,4 = 24 g Vậy R là kim loại Magie (Mg)

Ví d 2: ụ Hoà tan hoàn toàn một oxit kim loại R có hoá trị II tác dụng vừa

đủ với dung dịch H2SO4 15,8% thu được muối có nồng độ 18,21% Xác định kim loại R?

C% ddRSO4 =

636,25).x(M

96).x(M

⇒ MR = 24g Vậy kim loại R là magie (Mg)

2 Bài toán tính theo phương trình hóa học

2.1 Bài tập tính theo PTHH dựa vào lượng của một chất tham gia hoặc sản phẩm.

* Phương pháp

- Chuyển đổi các lượng chất đã cho ra số mol

- Lập PTHH - Viết tỉ lệ mol các chất

- Dựa vào số mol chất đã cho tìm số mol chất cần biết

- Tính các lượng chất theo yêu cầu của đề bài

2.1.1 Khi hiệu suất phản ứng 100% (phản ứng xảy ra hoàn toàn)

mHCl = 0,5 36,5 = 18,25 (g)

65 , 3

100 25 , 18

g

=

Đáp số: khối lượng dung dịch HCl 3,65% = 500 gam

c) Khi xảy ra nhiều phản ứng:

Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn 8g S thu lấy khí SO2, đem ôxi hoá SO2 ở

4000C có mặt của V2O5 thu được khí SO3, cho khí SO3 phản ứng với nước thu được m gam H2SO4 Tính m? biết H phản ứng = 100%

100(g) 56(g)800(kg) x(kg)

) ( 4 , 358 100

80 448 100

80 100

b) Khi xảy ra nhiều phản ứng:

Ví dụ: Tính khối lượng H2SO4 thu được khi sản xuất từ 44 tấn quặng FeS2 biết HS của các giai đoạn là 70%

Giải:

Sản xuất H2SO4 gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Điều chế SO2

4FeS2 + 11O2 →t0 2Fe2O3 + 8SO2

- Chuyển đổi các lượng chất đã cho ra số mol

- Viết phương trình hóa học: A + B → C + D

- Lập tỉ số: Số mol chất A (theo đề bài) và Số mol chất B (theo đề bài)

- So sánh hai tỉ số này, số nào lớn hơn thì chất đó dư, chất kia phản ứng hết

- Tính toán (theo yêu cầu của đề bài) theo chất phản ứng hết

Ví d 1: ụ Hoà tan 2,4 g CuO trong 200 gam dung dịch HNO3 15,75% Tính nồng độ phần trăm các chất có trong dung dịch sau khi phản ứng kết thúc

PTHH: CuO + 2HNO3  → Cu(NO3)2 + H2O

mol ban đầu : 0,03 → 0,06 → 0,03

Lập tỉ số: ⇒ 0,031 <

2

0,5

⇒ HNO3 dư, CuO hết ta tính theo CuO

Các chất sau khi phản ứng kết thúc gồm: Cu(NO3)2 và HNO3 còn dư

Ban đầu: 0,1 mol 0,3 mol

Phản ứng: 0,1mol → 0,2mol → 0,1mol → 0,1 mol

- Khi cho thanh kim loại vào dung dịch muối sau phản ứng thanh kim loại

tăng lên thì: mthanh kim loại tăng = mkim loại bám vào – mkim loại tan ra

- Khi cho thanh kim loại vào dung dịch muối sau phản ứng thanh kim loại

giảm xuống: m thanh kim loại giảm = mkim loại tan ra – mkim loại bám vào

- Nếu bài toán dùng câu văn như: “kim loại không tan thêm được nữa” thì

chứng tỏ muối phản ứng hết, kim loại dư

- Nếu bài toán dùng câu văn như: “sau một thời gian” thì cả kim loại và

muối đều dư

- Khi giải bài toán này ta nên gọi x là số mol của kim loại tan ra

- Nhớ dãy hoạt động hóa học của kim loại

K Ba Ca Na Mg Al Mn Zn Cr Fe Ni Sn Pb (H) Cu Ag Au

- Khi cho nhiều kim loại tác dụng với dung dịch muối, kim loại nào hoạt động hóa học mạnh ưu tiên tác dụng trước

Ví d 1: ụ Nhúng một lá Zn vào dung dịch FeSO4 Sau một thời gian lấy lá

Zn ra khỏi dung dịch thì thấy khối lượng dung dịch tăng lên 1,8 gam Tính khối lượng Zn phản ứng

Ví d 2: ụ Cho một đinh sắt có khối lượng là m (g) vào 100 ml dung dịch

CuSO4 0,2M, sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn Lấy đinh sắt ra rửa nhẹ, sấy khô và đem cân thì thấy khối lượng đinh sắt tăng lên 5% Tính m

Ví dụ 3: Nhúng thanh nhôm nặng 3.24g vào 100ml dung dịch CuSO4

0.5M Sau một thời gian nhấc thanh kim loại ra cô cặn dung dịch sau phản ứng thu được 6.62g hỗn hợp muối khan Biết toàn bộ Cu tan ra bám vào thanh kim loại

a Xác định khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp

b Tính khối lượng thanh kim loại lúc lấy ra khỏi dung dịch

= 0.12 mol ; nCuSO 4= 0.1 x 0.5 = 0.05 mol

PTHH: 2Al + 3CuSO4 → Al2(SO4)3 + 3Cu

a mol 1.5amol 0.5mol 1.5amolSau phản ứng: nCuSO4 dư = 0.05 – 1.5a

nAl 2 SO 4 ) 3 tạo thành = 0.5a mol

a Theo bài ra ta có: 160x(0.05 – 1.5a) + 342 x 0.5a = 6.62

=> a = 0.02

mAl 2 SO 4 ) 3 tạo thành = 0.5a x 342 = 3.42 gam

mCuSO4 dư = 6.62 – 3.42 = 3.2 gam

b Khối lượng thanh kim loại sau khi lấy ra là

m = 3.24 + mCu tạo thành – mAl tạo thành = 3.24 + 0.03x64 – 0.02x27 = 4.62 gam

4 Bài toán xác định thành phần hỗn hợp.

4.1 Khi hiệu suất đạt 100%

*Phương pháp

- Qui đổi các dữ kiện về số mol

- Phân tích đề bài một cách khoa học xem trong hỗn hợp chất nào phản ứng, chất nào không phản ứng hay cả hỗn hợp đều tham gia phản ứng

- Đặt ẩn số cho các chất phản ứng (thường là số mol) và viết các PTHH

- Dựa vào PTHH và dữ kiện đề bài để lập hệ phương trình (nếu cần thiết)

- Tính thành phần của hỗn hợp theo công thức:

5,6

Ví dụ 2: Cho 3,15 gam hai kim loại vụn nguyên chất gỗm Al và Mg tác

dụng hết với H2SO4 loãng thì thu được 3,36 lít một chất khí (đktc) Xác định thành phần % mỗi kim loại trong hỗn hợp

Giải:

nH2 = 3,36 : 22,4 = 0,15 (mol)

Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg và Al

GPHI: Một số phương pháp giải bài toán hóa học 9

24x + 27y = 3,15 (*)PTHH: Mg + 2HCl → MgCl2 + H2↑ (1)

x mol → x mol2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2↑ (2)

y mol → 1,5y molTheo (1), (2): nH2 = x + 1,5y = 0,15 (**)

8,1

=> %CH4 = 100%

42

6.3

= 20% ; %C2H2 = 100%

42

6.33

= 80%

4.2 Khi phản ứng xảy ra không hoàn toàn (hiệu suất nhỏ hơn 100%).

* Phương pháp:

- Đọc kỹ đề xác định các đại lượng của bài

- Nắm vững cơ sở lý thuyết, điều kiện cụ thể ở mỗi bài tập

- Viết các PTHH xảy ra đặt ẩn cho chất cần biết tính theo PTHH

- Vận dụng linh hoạt phương pháp toán học để giải bài tập

Ví dụ 1: Cho 17,45 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn tác dụng với dung

dịch HCl sau phản ứng thu được m gam khí hiđrô Chia m gam khí H2 thành

2 phần bằng nhau

- Phần I: Cho tác dụng với CuO nung nóng

- Phần II: Cho tác dụng với Fe2O3 nung nóng

a) Tính thành phần % theo khối lượng Mg; Zn trong hỗn hợp đầu

b) Tính khối lượng Fe và Cu tạo thành nếu hiệu suất phản ứng là 90% Biết tỉ lệ số nguyên tử Mg và Zn trong hỗn hợp là 1: 5

100 2 ,

→ %mZn = 100% - 6,87% = 93,12%

Theo (1) và (2) ∑nH2 = a + 5a = 6a = 6 0,05 = 0,3 mol

mH2 = m = 0,3 2 = 0,6 (g)

b) Chia m gam H2 thành 2 phần bằng nhau: 0 , 3 ( )

2

6 , 0 2

Giải:

a) PTHH Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1)

Fe2O3 + 6HCl → 2FeCl3 + 3H2O (2)Theo (1) nFe = nH 2 = 2,24 : 22,4 = 0,1 (mol)

mFe/h

2 = 0,1 56 = 5,6 (g)

mFe2O3/h2 = 20 – 5,6 = 14,4 (g)

%mFe = 5,620.100 =28%; %mFe2O3 = 100% - 28% = 72%

b) Theo (1) nFeCl 2= nH 2 = 0,1mol

Theo (2) nFeCl3 = 2nFe 2 O3 = 2 14160,4 =0,18(mol)

Các PTHH FeCl2 (d2) + 2NaOH (d2) → Fe(OH)2(r) + 2NaCl(d2) (3)

0,1mol 0,1molFeCl3 (d2) + 3NaOH (d2) → Fe(OH)3(r) + 3NaCl(d2) (4)

4Fe(OH)2(r) + O2 (k) + H2O (l) → 4Fe(OH)3(r) (5)

2Fe(OH)3(r) →t0 Fe2O3(r) + 3H2O (6)0,1 + 0,18mol 0,14mol

Vì H = 80% → mFe 2 O3 = 0,14 160 10080 =17,92(g)

Đáp số: a) %Fe = 28%; %Fe2O3 = 72%

b) mFe 2 O3 = 17,92 (g)

5 Bài toán về CO 2 tác dụng với kiềm.

Dạng 1: CO 2 (hoặc SO 2 ) tác dụng với dung dịch NaOH (hoặc KOH)

NaOH

n

n

- Từ tỉ số trên ta có một số trường hợp sau:

• Nếu T ≤ 1 thì chỉ tạo NaHCO 3, khí CO2 còn dư và ta tính toán dựa vào số mol NaOH chỉ theo phương trình (1), dấu “=” xảy ra khi phản ứng vừa đủ

• Nếu T ≥ 2 thì chỉ tạo Na 2 CO 3, NaOH còn dư và ta tính toán dựa vào

số mol CO2 chỉ theo phương trình (2), dấu “=” xảy ra khi phản ứng vừa đủ

• Nếu 1 < T < 2 thì tạo NaHCO 3 và Na 2 CO 3 phản ứng xảy ra theo hai phương trình (1), (2) Với x, y lần lượt là số mol của 2 muối NaHCO3

y

x n