Hướng dẫn học sinh THPT miền núi sử dụng phương pháp đồ thị trong bài toán cho khí CO2 vào dung dịch kiềm

Lý do chọn đề tài: 1.1 Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm,lí thuyết đi đôi với thực tiễn.Học hóa học không phải là học sinh tiếp thu một cách thụ động các tri thức mà đòi hỏi học si

MỤC LỤC

Nội dung Trang A MỞ ĐẦU 1 Lý do chọn đề tài: 2

2.Mục đích nghiên cứu: 2

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu: 2

4.Phương pháp: 3

B-NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I.Cở sở lý luận 4

1.Bản chất của phương pháp : 4

2.Lí thuyết chung khi giải bài toán : 4

3.Ưu điểm: 5

4.Hạn chế : 5

5.Các định luật sử dụng trong đề tài: 5

II.Thực trạng của vấn đề: 6

III.Giải pháp thực hiện:. 1.Đồ thị 1:Bài toán cho CO 2 vào 1 d d bazo ( NaOH,KOH,Ca(OH) 2 ) 7

2 Đồ thị 2:.Bài toán cho CO2 vào hỗn hợp bazo ( NaOH/Ca(OH) 2 ) 8

3.Các dạng toán: a.Bài toán cho dạng chữ dùng phương pháp đồ thị để giải: 8

b.Bài toán cho sẵn đồ thị xác định các giá trị liên quan: 9

4.Các bài tập vận dụng: 12

IV.Hiệu quả của SKKN 1.Hiệu quả : 18

2.Thực nghiệm sư phạm: 18

a Mục đích thực nghiệm

b Tổ chức và nội dung thực nghiệm 19 19 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: 19

Tài liệu tham khảo 20

A MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài:

1.1 Hóa học là một môn khoa học thực nghiệm,lí thuyết đi đôi với thực tiễn.Học

hóa học không phải là học sinh tiếp thu một cách thụ động các tri thức mà đòi hỏi học sinh phải tự học,tự nhận thức,tự khám phá,tìm tòi các tri thức hoá học một cách chủ động,tích cực,vừa có kiến thức về mặt lí thuyết vừa có kĩ năng thực hành thí nghiệm.Để làm được điều đó giáo viên là người có vai trò cực kì quan trọng vừa giúp học sinh lĩnh hội các tri thức,vừa là người gieo niềm đam mê,khả năng tự học,tự sáng tạo của học sinh.Tuy nhiên để thành công trong sự nghiệp “trồng người” ngoài năng lực chuyên môn,nghiệp vụ sư phạm còn đòi hỏi giáo viên phải đầu tư nhiều thời gian và thực sự tâm huyết với nghề,để có một bài giảng hay,thu hút học sinh giúp học sinh phát triển tư duy và niềm say mê Hóa học,đó là vấn đề

mà mỗi một giáo viên yêu nghề luôn trăn trở

1.2 Sự đổi mới trong kì thi tốt nghiệp THPT Quốc gia của Bộ giáo dục & Đào tạo

đã đặt ra những yêu cầu mới cho học sinh,vừa có kết quả chính xác lại đòi hỏi cả về tốc độ giải nhanh Để có kết quả thi tốt học sinh cần phải nắm vững kiến thức và vận dụng kiến thức một cách linh hoạt đặc biệt là kĩ năng giải toán hoá học.Hơn nữa trong các kì thi tuyển sinh gần đây xuất hiện nhiều bài toán thực nghiệm,hình

vẽ thí nghiệm,đồ thị Và học sinh thường khá lúng túng vì các em ít được thực hành.Băn khăn trước những khó khăn đó,tôi tìm hiểu và quyết định chọn phương pháp “đồ thị”để giúp học sinh tiếp cận một cách hiệu quả nhất.Trong một số dạng bài toán xuất hiện các hiện tượng kết tủa,khí .mối quan hệ phụ thuộc lẫn nhau giữa các đại lượng này nhiều khi gây ra khó khăn cho các đối tượng học sinh đặc

biệt là học sinh Miền núi,học sinh có năng lực học tập trung bình.Một số bài toán

ở dạng chữ dùng đồ thị để đưa ra được kết quả có thể thay bằng cách giải khác,tuy nhiên nếu bài toán cho sẵn đồ thị yêu cầu tìm đại lượng thì học sinh trở nên khá lúng túng và bỏ qua.Bên cạnh đó mặc dù phương pháp “đồ thị” không phải là phương pháp mới nhưng có rất ít tài liệu viết kĩ bàn sâu về vấn đề này,bản thân các đồng nghiệp trong nhà trường cũng chưa có nhiều kinh nghiệm hoặc chưa tìm hiểu

kĩ về phương pháp để giải quyết

Vì vậy tôi chọn nghiên cứu đề tài “Hướng dẫn học sinh THPT Miền núi Sử dụng

phương pháp đồ thị trong bài toán cho khí CO2 vào dung dịch kiềm ”

2.Mục đích nghiên cứu:

-Khẳng định được tầm quan trọng của việc đổi mới phương pháp dạy học trong

giảng dạy

-Giúp học sinh lĩnh hội và vận dụng kiến thức một cách nhuần nhuyễn hơn

-Tăng khả năng tư duy của học sinh

-Nâng cao kết quả thi của học sinh trong các kì thi

3.Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

-Học sinh khối 11

-Đội tuyển học sinh khối 10

-Học sinh khối 12 ôn thi Đại học

-GV nhóm Hóa trường THPT Cẩm Thủy III

4.Phương pháp:

-Nghiên cứu tài liệu, sưu tầm các tài liệu phục vụ việc soạn thảo

-Thực nghiệm trong giảng dạy

-Trao đổi,nhận xét và đúc rút kinh nghiệm với các giáo viên trong tổ.

-Giảng dạy tại các lớp 10A2,11A1,11A4,12A1 trường THPT Cẩm Thủy 3 để thu thập thông tin thực tế

-Phương pháp thống kê,sử lí số liệu.

B-NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM I.Cở sở lý luận:

1.Bản chất của phương pháp

-Biểu diễn sự biến thiên về lượng (số mol,thể tích,khối lượng) của một chất và ion trong quá trình hình thành phản ứng gắn liền với các hiện tượng kết tủa,bay hơi, gồm có những dạng toán sau:

-Nắm vững lí thuyết,các phương pháp ,các công thức giải toán hóa học

-Biết cách phân tích : đọc và hiểu đồ thị

+Mối quan hệ giữa các đại lượng:Trước kết tủa cực đại và sau kết tủa cực đại

+Tỉ lệ giữa các đại lượng trên đồ thị: tỉ lệ mol trên PTPU

+Hiểu được ý nghĩa của từng giai đoạn phản ứng được phản ánh trên đồ thị.

+Nắm vững được từng dạng đồ thị cụ thể

Do giới hạn về thời lượng của đề tài sau đây tôi xin trình bày phương pháp sử dụng đồ thị trong bài toán: Cho từ từ khí CO2 vào d d kiềm với đối tượng là học sinh THPT Miền núi.

2 Lí thuyết chung khi giải bài toán:

Quan điểm 1: PU xảy ra đồng thời

Ta có các PT ion sau xảy ra :

Có 3 trường hợp xảy ra :

+1<T<2 đồng thời xảy ra cả 2 PT

Với phương pháp truyền thống :

-HS viết PT ion,xác định tỉ lệ T,lập hệ PT để giải

trường hợp: +Chỉ xảy ra PT(2)

+Đồng thời xảy ra cả 2 PT

HS giải theo cách này cần nhớ nhiều lí thuyết nên khi vận dụng giải sẽ mất nhiều thời gian,nếu bài toán cho sẵn đồ thị thì HS không biết cách vận dụng

Quan điểm 2: PU xảy ra nối tiếp

Ta có PT ion sau xảy ra trước :

Với phương pháp truyền thống :

-HS xác định tỉ lệ trên từng PT để xem xét sau PU có chứa ion nào

trường hợp: +Chỉ xảy ra PT(1)

Ở quan điểm này đòi hỏi HS vừa nhớ lí thuyết vừa xác định hệ số tỉ lượng trên 2

PT nên sẽ mất nhiều thời gian,nếu bài toán cho sẵn đồ thị HS cũng không biết cách vận dụng để giải

Theo quan điểm nào thì mấu chốt của bài toán là HS cần nắm vững :

-PU tạo thành ion

Vì vậy việc hướng dẫn HS sử dụng phương pháp ‘‘đồ thị ’’vừa giúp HS tiết kiệm được thời gian viết PT ion (nếu HS quên không cân bằng PT ion sẽ dẫn đến sai số) lại thuận tiện cho HS vận dụng linh hoạt nhuần nhuyễn ở cả hai dạng toán : Dùng

đồ thị để giải toán hoặc cho sẵn đồ thị tính các trị số-Phù hợp với xu thế ,cấu trúc ra

đề thi hiện nay

3.Ưu điểm.

-Luôn cho kết quả một cách chính xác nhất

-Trực quan sinh động phù hợp với đặc trưng môn hóa học

-Góp phần tích cực vào việc rèn luyện tư duy cho học sinh,tăng khả năng tìm tòi,xem xét dưới nhiều góc độ khi giải bài toán

-Thông qua phương pháp,học sinh lĩnh hội tri thức,rèn luyện kỹ năng,kỹ xảo

-Đưa ra kết quả với thời gian ngắn.

4.Hạn chế

-Sử dụng được ít dạng toán để giải

5.Các định luật sử dụng trong đề tài:

-Định luật bảo toàn nguyên tố

II.Thực trạng của vấn đề:

Môn Hóa học được Bộ giáo dục &Đào tạo yêu cầu đưa vào giảng dạy bắt

đầu từ lớp 8-THCS ,là một trong những môn văn hóa cơ bản.Tuy nhiên một thực tế

là chất lượng dạy và học ở bộ môn Hóa học chưa được cao đặc biệt là ở khu vực miền núi

Trường THPT Cẩm Thủy 3 là một trường thuộc huyện miền núi,nằm trên địa bàn kinh tế đặc biệt khó khăn,phần lớn học sinh là con em đồng bào dân tộc thiểu

số ở các xã vùng cao với điều kiện dân trí thấp,việc học tập của các em học sinh chưa được quan tâm một cách đúng mực ở gia đình và ở cấp học dưới,học sinh không có nhiều tài liệu để tham khảo,cập nhật internets còn hạn chế,bên cạnh đó các em chưa có kĩ năng tự học tự nghiên cứu Vì vậy mà kiến thức của học sinh nói chung và kiến thức về Hóa học nói riêng là rất yếu khi các em mới được tuyển vào học tập tại trường.Chính vì lẽ đó mà hàng năm nhà trường có tỉ lệ HS đạt từ TB trở lên không cao,tỉ lệ HS đạt điểm 9 trong kì thi tốt nghiệp THPT Quốc gia còn rất thấp(chỉ có 1 hoặc 2 HS),chủ yếu đạt các ngưỡng điểm :4,5,6,7 trong kì thi.Các em đều có nhận xét rằng:Môn hóa nhiều lí thuyết,khó nhớ, khó vận dụng.Trong một số

HS cảm thấy rắc rối.Để nhớ được lí thuyết và vận dụng để giải bài toán sẽ mất nhiều thời gian,ở bài toán cho sẵn đồ thị xác định trị số thì gần như các em bỏ qua ,ngay cả những học sinh thuộc đối tượng lớp chọn hay học sinh được chọn vào đội tuyển.Phần lớn các em đều chờ các gợi ý,hoặc chọn ngẫu nhiên một đáp án nào đó

Vậy,nguyên nhân nào dẫn đến những thực trạng trên? Theo thăm dò từ phía

HS tôi thấy: phần lớn các em có ý thức học tập chưa cao,dành thời gian cho môn hóa chưa nhiều chủ yếu là vào giờ hóa hay khi sắp đến kì thi.Học là để đối phó,để thi chứ không xuất phát từ lòng đam mê,hứng thú với môn học.Trong giờ học các

em ngồi tập trung nghe giảng một cách thụ động,nhớ máy móc.Về phía giáo viên,nhiều giáo viên đã cố gắng trong việc vận dụng phương pháp dạy học tích cực tuy nhiên bên cạnh đó vẫn còn một bộ phận giáo viên truyền thụ kiến thức một chiều,ít quan tâm tìm tòi những phương pháp giảng dạy phù hợp với từng đối tượng HS,ít chịu khó đầu tư vào tiết dạy.Điều này vô hình chung làm cho các em cảm nhận học hóa là phải nhớ máy móc,nhớ được đã khó vận dụng còn khó hơn

Đề tài: Hướng dẫn học sinh THPT Miền núi Sử dụng phương pháp đồ

thị trong bài toán cho khí CO2 vào dung dịch kiềm giúp HS cảm thấy yêu thích

bộ môn hơn,phù hợp với đặc trưng của bộ môn Hóa học,đồng thời khơi dậy ở các

em lòng say mê học hỏi,nghiên cứu khoa học và tăng trí tò mò.Và hơn nữa vừa giúp các em hiểu rõ lí thuyết,hiểu rõ bản chất một cách nhẹ nhàng không gây nhàm chán,áp lực mà vẫn đưa ra kết quả chính xác trong thời gian ngắn

III.Giải pháp thực hiện

Dựa trên những lí thuyết trên tôi đưa ra 2 dạng đồ thị cụ thể

1.Đồ thị 1: Bài toán cho CO2 vào 1 d d bazo ( NaOH,KOH,Ca(OH)2 , Ba(OH)2 )

Vẽ đồ thị:

Điểm xuất phát (0, 0) ,

Tỉ lệ mol giữa ( ) ;( ) trên PT (1) là 1;1, nên khi đặt một điểm bất kì trước

điểm cực đại thì giá trị trục tung (x)= giá trị trục hoành (x).(Đồ thị a)

Tỉ lệ mol giữa ( ) ;( ) trên PT (2) cũng là 1;1, nên khi đặt một điểm bất kì

a Điểmcựcđại Điểmcựcđại

a

x

y

y

o x a o a y

(Điểmcựctiểu)

Đồ thị (a) Đồ thị (b)

Kẻ đường thẳng qua điểm cực đại , song song với trục tung cắt trục hoành tại điểm

Đồ thị tổng quát :

Điểm cực đại

a

a1

a1 a a2

Vậy HS chỉ cần nhớ 2 giai đoạn sau khi so sánh

gđ1 : Trước điểm cực đại khi < a

Gđ2 : Sau điểm cực đại khi a < <

Lưu ý cho HS : - Quy luật tam giác đồng dạng.

-Mol các ion tạo nên kết tủa để so sánh và tính lượng kết tủa -Định lật bảo toàn nguyên tố.

-HS nhớ dạng đồ thị mà không cần vẽ với lỉ lệ chính xác.

2.Đồ thị 2:Bài toán cho CO2 vào hỗn hợp bazo (NaOH/Ca(OH)2 )hoặc

Đồ thị tổng quát:

biến thiên trên đồ thị trong hình thang cân OABC(Đoạn AB chia đôi)

Đồ thị có 4 giai đoạn

Gđ2 : biến thiên từ A đến G:Biến NaOH thành Na2CO3

2Na(OH) + CO2  Na2 CO3 + H2O

Tổng hợp giai đoạn 2,3 chính là: Na(OH) + CO2  NaHCO3

Độ dài đoạn AB là (kết tủa cực đại không bị biến đổi)

Tỉ lệ mol giữa ( ) ;( ) trong các giai đoạn luôn là 1;1, nên khi đặt một điểm bất kì trước kết tủa cực đại hoặc sau kết tủa cực đại thì luôn hình thành các tam giác nhỏ đồng dạng từ đó để tính giá trị trục tung và trục hoành

Nếu bài toán cho lượng kết tủa nhỏ hơn kết tủa cực đại

Thì sẽ có 2 trường hợp xảy ra:

Sau đó sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố để tính

Lưu ý:Nếu bài toán không cho trước hình vẽ ta có thể chuyển về dạng đồ thị ở phần (1) để giải chung cho bài toán thổi khí CO2 ( hoặc SO2) vào d d kiềm 3.Các dạng toán:

a.Bài toán cho dạng chữ dùng phương pháp đồ thị để giải:

Bài tập 1:Cho 4,48 lit CO2( đo ở đktc) vào 100ml d d Ca(OH)2 aM thu được 17,5 gam kết tủa.Giá trị của a là ?

A 1,875 B 3,75 C 1 D.1,5

Bài giải:

Cách 1:Cách giải truyền thống:

0,175 0,35 0,175

0,025 0,025

a= 0,1875/0,1 = 1,875 M Đáp án A

(Ở cách giải này đòi hỏi HS phải nhớ và cân bằng PT ion để giải toán , nếu không nhớ hoặc quên không cân bằng thì KQ bài toán sai )

Cách 2:PP đồ thị

= 0,2 mol , = 0,175 mol

Vì nCO2 # nCaCO3 nên điểm xét sau điểm cực đại

Đồ thị có dạng:

0,175

0,175

0,2

nBa(OH)2 = 0,375/2 = 0,1875

a= 0,1875/0,1 = 1,875 M Đáp án A

(Ở cách giải này HS không cần nhớ và cân bằng PT ion ,nhớ dạng đồ thị mà không cần vẽ tỉ lệ chính xác nên rút ngắn được thời gian làm bài )

Bài tập 2:

thu được m gam kết tủa Giá trị của m là ?

A 5 B 7 C 10 D.15

Giải: = 0,1 mol , = 0,15 mol

Ta có đồ thị :

0,05 0,05

O 0,075 0,1 0,15

m= 0,05 100 = 5 gam Đáp án A

Bài tập 3 : Hấp thụ V lít CO2(đktc) vào 200 ml d d NaOH 1 M thu được d d X.Khi

hiện.Khoảng giá trị của V là ?

A V 1,12 B.2,24<V<4,48 C.1,12<V<2,24 D.4,48<V<6,72

Từ lí thuyết đề bài cho thấy CO2 vào d d NaOH sẽ tạo ra 2 muối (Điểm xét sau kết tủa cực đại) ta có đồ thị:

0,1 0,2

Bài tập 4:Cho 28 gam hỗn hợp X gồm CO2 , SO2 ( dX/O2 =1,75) lội từ từ qua 500

A 52,25 B 49,25 C.41,80 D.54,25

Giải: Gọi CT 2 khí là XO2 = 1,75 *32= 56 , MX = 24

Ta có đồ thị:

0,375 0,5 0,75

= 0,75-0,5 =0,25

Bài tập 5:Cho 2,4 mol CO2 vào 500 g d d chứa 0,8 mol Ba(OH)2 và 1 mol KOH.C

% của d d muối thu được là?

A 51,08% B 45,5% C.62,9% D.35,05%

Giải:

Ta có đồ thị:

1,3 2,4 2,6

C% d d muối =(0,6*259 + 1*100)/500 = 51,08 % Đáp án A

b.Bài toán cho sẵn đồ thị xác định các giá trị liên quan:

Bài tập 1.Sục từ từ CO2 cho đến dư vào d d Ba(OH)2 Kết quả thí nghiệm được thể hiện trong đồ thị sau:

a

0,5a

x/2 3 x

Giá trị a và x là:

A.2 và 4 B.1,8 và 3,6 C.1,6 và 3,2 D.1,7 và 3,4

Giải:

x-0,5a =3

Bài tập 2.Sục khí CO2 vào d d Ca(OH)2 cho đến khi phản ứng kết thúc thu được kết quả trên đồ thị sau

0,9

x

1,5

X có giá trị là: A.0,2 B.0,3 C.0,4 D.0,5

Giải: Từ đồ thị ta vẽ tiếp để ion OH- biến thiên trong tam giác

0,9

x

0,9 1,5

Và tính được

Vậy x=1,8-1,5=0,3 Đáp án B

Bài tập 3.Khi sục từ từ đến dư khí CO2 vào d d hỗn hợp gồm a mol NaOH và b

0,5

0,5 1,4

Tỉ lệ a:b là? A.4;3 B.2;3 C.5;4 D.4;5

Giải:

Từ kết quả đồ thị ta có : a + 2 b=1,4

Bài tập 4.Sục từ từ khí CO2 vào d d X ( gồm m gam NaOH và a mol Ca(OH)2)

Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

a a+1,2 2,8

Giá trị của a và m là? A.48 và 1,2 B.36 và 1,2 C.48 và 0,8 D.36 và 0,8

Giải:

Từ đồ thị ta phân tích

a a+1,2 2,8

a=2,8-(a+1,2) vậy a= 0,8

Vậy m= 1,2*40=48 Đáp án A

Bài tập 5.Sục từ từ khí CO2 vào 400 g d d Ba(OH)2 Kết quả thí nghiệm được thể hiện trên đồ thị sau:

0,4

2 Sau khi phản ứng kết thúc d d thu được có nồng độ là?

A.42,41% B.64,51% C.50,64% D.70,28%

Giải:

Từ đồ thị ta vẽ thêm

0,4

0,4 1,2 2 2,4

=2 = 0,4

=0,8*259=207,2 g

C% = 50,64% Đáp án C

4.Các bài tập vận dụng:

Bài tập 1:Hấp thụ hoàn toàn 2,688 lit CO2(đktc) vào 2,5 lit d d Ba(OH)2 a M thu được 15,76 g kết tủa Giá trị của a là?

A 0,04 B.0,05 C 0,06 D.0,03

Bài tập 2.Cho 3,36 lit SO2( đo ở đktc) vào 100ml d d Ca(OH)2 1 M thu được m gam kết tủa Giá trị của m là ?

A.5 B 6 C.7 D.8

Bài tập 3:Hấp thụ hết V lit CO2( đo ở đktc) vào 300 ml d d NaOH x M thu được

A.4,48 và 1 B 5,56 và 1,2 C 3,36 và 1 D.3,36 và 1,2

Bài tập 4.Cho 3,36 lit CO2( do ở đktc)vào 100 ml d d KOH 1,5 M và NaOH 1,2 M thu được m gam muối Giá trị của m là ?

A 17,64 B 15,56 C 19,25 D.21,32

Bài tập 5.Dẫn 4,48 lit CO2 ( đo ở đktc) vào 400ml d d NaOH 0,375 M và Ca(OH)2

0,25M thu được m gam kết tủa Giá trị của m là

A.10 B 15 C 20 D.5

Bài tập 6.Sục từ từ cho đến dư khí CO2 vào d d Ca(OH)2 Kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

a