Phân loại và phương pháp giải bài tập đồ thị trong môn hóa học

Dạng bài tập về đồ thị tuy là vấn đề không mới đã xuất hiện từ lâu nhưng hiện nay các tài liệu tham khảo còn hạn chế, bài tập sách giáo khoa chưa đề cập đến vấn đề này.. Đề thi trung học

II: NỘI DUNG

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 đợc dùng để ôn tập, rèn luyện một số kỹ năng về hoá

häc Th«ng qua gi¶i bµi tËp, gióp häc sinh rÌn luyÖn tÝnh tÝch cùc, trÝ th«ng minh,

s¸ng t¹o, båi dìng høng thó trong häc tËp

Dạng bài tập về đồ thị tuy là vấn đề không mới đã xuất hiện từ lâu nhưng hiện

nay các tài liệu tham khảo còn hạn chế, bài tập sách giáo khoa chưa đề cập đến vấn

đề này

Đề thi trung học phổ thông quốc gia mấy năm gần đây luôn đề cập đến dạng bài

tập đồ thị, khi tiếp cận với dạng bài tập này , giáo viên và học sinh còn nhiều lúng

túng vì vậy để giải quyết vấn đề trên tôi mạnh dạn đưa ra đề tài:

“PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ

TRONG MÔN HOÁ HỌC ”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Để giáo viên và học sinh có cái nhìn tổng quan về các dạng bài tập đồ thị và

phương pháp giải Trong đề tài này tôi tập chung đưa ra các dạng bài tập và hướng

giải của từng dạng

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Dạng bài tập đồ thị hiện nay tập trung ở các dạng bài tập tạo kết tủa sau đó kết tủa

tan dần vì vậy đề tài này tôi tập trung khai thác các dạng bài tập này

1.4 Phương pháp nghiên cứu

Trong quá trình học tập, giảng dạy tôi tập trung giải quyết các vấn đề sau:

- Nghiên cứu kĩ lý thuyết trong sách giáo khoa

- Tìm hiểu khả năng tiếp thu của học sinh trường THPT Thạch Thành 1 để có

những cách trình bày thật dễ hiểu, phù hợp với từng đối tượng học sinh

- Thu thập ý kiến phản hồi từ học sinh và đồng nghiệp, rút kinh nghiệm sữa chữa,

bổ sung, hoàn thiện hơn

II: NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

2.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN

Trong hoá học, một số dạng bài tập đợc giải dựa trên cơ sở nội dung của phơng

pháp này Đó là trờng hợp mà trong thí nghiệm hoá học có hai quá trình lợng kết

tủa tăng dần, sau đó giảm dần đến hết khi lợng chất phản ứng có d Có thể vận dụng

phơng pháp này trong hoá học ở các trờng hợp chủ yếu sau:

(Al3+)

2.2 THỰC TRẠNG CỦA NỘI DUNG NGHIấN CỨU

Bài tập đồ thị là một vấn đề khụng mới tuy nhiờn gõy khỏ nhiều lỳng tỳng cho học

sinh và giỏo viờn đặc biệt là trường THPT Thạch Thành 1 Qua khảo sỏt thực tế và

nghiờn cứu cỏch thức thi THPT quốc gia hiện nay tụi mạnh dạn đưa ra đề tài này

2.3 PHÂN LOẠI VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP ĐỒ THỊ

Loại 1 : Khớ CO 2 tỏc dụng với dung dịch Ba(OH) 2 (hoặc Ca(OH) 2 )

Sơ đồ phản ứng: CO2 + Ba(OH)2 đ BaCO3 , Ba(HCO3)2

Cỏc khỏi niệm: (chất thờm vào) ; (chất đầu) (sản phẩm)

Cỏc phương trỡnh phản ứng cú thể xảy ra

Tuỳ theo tỉ lệ số mol cỏc chất, ta thu được cỏc sản phẩm khỏc nhau

CO2 + Ba(OH)2 đ BaCO3¯ + H2O (1) (đồ thị đồng

biến- nửa trỏi)

biến- nửa phải)

hoặc: 2CO2 + Ba(OH)2 đ Ba(HCO3)2 (2)

Vẽ đồ thị: Số liệu cỏc chất thường tớnh theo đơn vị mol.

+ Trục tung biểu diễn số mol chất sản phẩm tạo thành

+ Trục hoành biểu diễn số mol chất thờm vào

Dựng đồ thị dựa theo trục dự đoỏn sản phẩm theo tỉ lệ số mol cỏc chất

ã Giải thớch đồ thị: Dựa theo trật tự phản ứng trong dung dịch (phản ứng (1) và

(a))

ã Tớnh lượng kết tủa cực đại theo phương trỡnh phản ứng (1).

· Dự đoán điều kiện có kết tủa, không có kết tủa theo phương trình phản ứng

n

Tính theo các phương trình phản ứng tạo sản phẩm (phản ứng (1)

và (2))

Biểu thức tinh nhanh số mol BaCO 3 (hoặc CaCO3)

· Nửa phải đồ thị: Dư CO2, xảy ra đồng thời (1) và (2), nBaCO3  2n Ba(OH) 2 - n CO 2

Đồ thị (BaCO3- CO2) (hai nửa đối xứng)

(dư Ba(OH) 2 ) (dư CO 2 ) (dư CO 2)

Sản phẩm: 1 muối BaCO3 ; 2 muối BaCO3 ; CO2dư

Ba(OH)2 dư ; và Ba(HCO3)2 ; 1 muối Ba(HCO3)2

Phản ứng xảy ra: (1) ; (1) và (2) ; (2)

Số mol các chất: Nửa trái: nBaCO3  n CO 2 ; Nửa phải: nBaCO3  2n Ba(OH) 2 - n CO 2;

thể hiện trên đồ thị sau:

Giá trị của a và x trong đồ thị trên lần lượt là

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

Giải: Tam giác cân, cạnh đáy bằng: 2a = x

Tam giác vuông cân nhỏ đồng dạng, cạnh góc vuông bằng: 0,5a = x - 3

Ta có hệ phương trình: 2a = x

0,5a = x - 3 Þ a = 2 ; x = 4

Kết quả thí nghiệm được thể hiện trên đồ thị sau:

Giá trị của x trong đồ thị trên là

A 0,2 B 0,3 C 0,4 D 0,5.

Giải: Kéo dài một nhánh của đồ thị cắt trục hoành, ta được dạng cơ bản ban đầu

x = 1,8 - 1,5 = 0,3

Loại 2 : Khí CO 2 tác dụng với hỗn hợp NaOH (hoặc KOH) và Ba(OH) 2 (hoặc

Ca(OH) 2 )

Các phương trình phản ứng xảy ra:

CO2 + Ba(OH)2 ® BaCO3¯ + H2O (đoạn (I), đồ thị đồng

biến- nửa trái)

biến- nửa phải)

Giá trị của m và a lần lượt là:

A 48 và 1,2 B 36 và 1,2 C 48 và 0,8 D 36 và 0,8.

Giải: Các phương trình phản ứng xảy ra (giải thích trên đồ thị):

CO2 + Ca(OH)2 ® CaCO3¯ + H2O (đoạn (I), đồ thị đồng

biến- nửa trái)

CO2 + 2NaOH ® Na2CO3 + H2O

phương trình chung:

đoạn nằm ngang)

biến- nửa phải)

48 gam

kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau (số liệu các chất tính theo đơn vị

Loại 3 : Dung dịch kiềm (OH-) tác dụng với dung dịch muối kẽm (Zn 2+ )

Zn(NO3)2)

Các phương trình phản ứng xảy ra:

biến- nửa trái)

Nếu dư kiềm:

nghịch biến- nửa phải)

Đồ thị (Zn(OH)2 - NaOH) (hai nửa đối xứng)

(dư Zn 2+ ) (dư OH-) (dư OH-)

Sản phẩm: Zn(OH)2 ; Zn(OH)2 ; OH- dư

và Zn2+ dư ; và ZnO2 2- ; và ZnO2

Phản ứng xảy ra: (1) ; (1) và (2) ; (2)

Số mol các chất: Nửa trái:

2

OH Zn(OH)

n n

Biểu thức tinh nhanh số mol Zn(OH) 2

2

OH Zn(OH)

n n

Gọi số mol Zn(OH)2 và ZnO2 2- lần lượt là x và y

thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau (số liệu các chất tính theo đơn vị mol):

Giá trị của x là:

- Nửa trái (I) của đồ thị: a =

2

OH Zn(OH)

n n

thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau (số liệu các chất tính theo đơn vị mol):

Loại 4 : Dung dịch kiềm (OH-) tác dụng với dung dịch muối nhôm (Al 3+ )

Các phương trình phản ứng xảy ra:

biến- nửa trái)

Nếu dư NaOH:

nghịch biến-nửa phải)

(dư AlCl 3 ) (dư NaOH) (dư NaOH)

Sản phẩm: Al(OH)3 Al(OH)3; Al(OH)3 ; NaAlO2 ;

n n

Biểu thức tinh nhanh số mol Al(OH) 3

3

OH Al(OH)

n n

biểu diễn trên đồ thị sau:

Giá trị của x trong đồ thị trên là

A 2,4 B 3,2 C 3,0 D 3,6.

Al(OH)

n n

Ví dụ 2: Cho từ từ dung dịch hỗn hợp KOH và Ba(OH)2 vào dung dịch AlCl3 Kết

quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Biểu thức liên hệ giữa x và y trong đồ thị trên là

n n

muối nhôm (Al 3+ )

Các phương trình phản ứng xảy ra:

NaOH + HCl ® NaCl + H2O (*) (đoạn (I), không có kết tủa,

đoạn nằm ngang)

nửa trái)

Nếu dư NaOH:

biến- nửa phải)

Nhận xét dạng đồ thị: Đồ thị tịnh tiến sang phía phải

Ví dụ 1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol

Tỉ lệ a : b là

Giải:

- (I), số mol HCl: a = 0,8 mol

mol NaOH đã dùng

Tỉ số a

- Nửa trái đồ thị (II):

3

OH Al(OH)

n (II) n

n  4n  - n - (III), thay y = 0,8b - 0,2a

Al 3+

Các phương trình phản ứng xảy ra:

3OH- + Fe3+ ® Fe(OH)3¯ (*) (đoạn (I), đồ thị đồng biến-

nửa trái)

3OH- + Al3+ ® Al(OH)3¯ (1) (đoạn (II), đồ thị đồng

biến-nửa trái)

Nếu dư OH-:

OH- + Al(OH)3 ® AlO2- + 2H2O (a) (đoạn (III), đồ thị nghịch

biến- nửa phải)

hoặc: OH- + Al3+ ® AlO2- + 2H2O (2)

đoạn nằm ngang)

Ví dụ 1: (Cà Mau-2016)Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn

sau (số liệu các chất tính theo đơn vị mol):

Tỉ lệ a : b là

A 1 : 1 B 1 : 2 C 1 : 3 D 2 : 3

Giải: Nhận xét: Nửa trái đồ thị, tỉ lệ số mol kết tủa và số mol NaOH là 1 : 3

- (I), (II), tổng số mol kết tủa: (a + b) = 0,15 Þ b = 0,10 mol

Ví dụ 2: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol

chất tính theo đơn vị mol):

Tỉ lệ x : y là

A 9 : 11 B 8 : 11 C 9 : 12 D 9 : 10

Giải: Nhận xét: Nửa trái đồ thị, tỉ lệ số mol kết tủa và số mol NaOH là 1 : 3

- Tổng số mol kết tủa max là 0,15 mol Þ x = 0,15´3 = 0,45 mol

- (I), (II), tổng số mol kết tủa: (a + b) = 0,15 Þ b = 0,10 mol

- (III), y = 0,45 + 0,10 = 0,55 mol

Loại 7 : Dung dịch axit HCl (H + ) tác dụng với dung dịch muối NaAlO 2 (AlO 2-)

Các phương trình phản ứng xảy ra:

biến- nửa trái)

Nếu dư HCl:

biến- nửa phải)

(dư NaAlO 2 ) (dư HCl) (dư HCl)

Sản phẩm: Al(OH)3 Al(OH)3; Al(OH)3 ; AlCl3 ; HCldư

NaAlO2 dư ; AlCl3 ; AlCl3

Al(OH)

3 max

) 45 o

Phản ứng xảy ra: (1) ;(1) ; (1) và (2) ; (2) (2)

2 3

Biểu thức tinh nhanh số mol Al(OH) 3

được biểu diễn trên đồ thị sau (số liệu các chất tính theo đơn vị mol):

Tỉ lệ a : b là

A 3 : 11 B 3 : 10 C 2 : 11 D 1 : 5.

Loại 8 : Dung dịch axit (H + ) tác dụng với hỗn hợp NaOH và NaAlO 2

Các phương trình phản ứng xảy ra:

đoạn nằm ngang)

nửa trái)

Nếu dư HCl:

biến- nửa phải)

Ví dụ 1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm x mol

Tỉ lệ x : y là

- (I) số mol HCl = x = 0,6 mol

- (III), nửa phải: Số mol HCl = 1,6 - 0,6 = 1,0 mol

Ví dụ 2: (Thi thử TPTQG BGiang 4/2016) Cho từ từ dung dịch HCl loãng vào

của số mol kết tủa thu được vào số mol HCl được biểu diễn theo đồ thị sau:

Giá trị của y là

Giải: Số mol NaAlO2 = số mol Al(OH)3 max = y.

- (I) số mol HCl = x = 1,1 mol

- (III), nửa phải đồ thị: Số mol HCl = 3,8 - 1,1 = 2,7 mol

2.4 TỔ CHỨC TRIỂN KHAI THỰC HIỆN:

+ Đưa ra đề tài nghiên cứu để tổ nhận xét, góp ý

+ Đưa đề tài đến học sinh thông qua các bài giảng, bài tập có liên quan đến nội

dung trong đề tài

+ Lồng ghép các bài tập trong các bài kiểm tra

+ Thu nhập các ý kiến phản hồi tổng hợp rút kinh nghiệm

KẾT QUẢ: áp dụng chuyên đề này ở lớp 12A1 với 46 em tham gia kiểm tra với

đề 40 câu kết quả thu được như sau :

TT Điểm từ 8-10 Điểm từ 6-8 Điểm < 6

III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ :

1 Kết luận:

Để có những tiết học đạt hiệu quả cao nhất luôn là niềm trăn trở, suy nghĩ là

mục đích hướng tới của từng người giáo viên có lương tâm và trách nhiệm nghề

nghiệp, nhưng đây không phải là điều đạt được dễ dàng Người giáo viên phải nhận

thức rõ vai trò là người “thắp sáng ngọn lửa” chủ động lĩnh hội tri thức trong từng

học sinh Trong nội dung đề tài tôi đã phân loại và đưa ra hướng giải một số bài tập

đồ thị , hi vọng đề tài này sẽ là một tài liệu tham khảo bổ ích đối với giáoviên và

học sinh

2 Kiến nghị:

Qua nghiên cứu và áp dụng cho học sinh Trường THPH Thạch Thành 1 tôi thu

được hiệu quả nhất định, để học tập môn hóa học của các em có kết quả cao hơn và

kiến thức vững hơn Tôi kiến nghị đồng nghiệp và hội đồng khoa học của trường

THPH Thạch Thành 1 cũng như hội đồng khoa học của Sở Giáo Dục và Đào Tạo

Tỉnh Thanh Hoá góp ý kiến thêm để đề tài của tôi hoàn thiện hơn

CAM KẾT KHÔNG COPPY

Tác giả

Đỗ Thận Do Trịnh Thị Thu

DANH MỤC SÁCH THAM KHẢO

3 Tài liệu giáo khoa chuyên hóa học 11-12 NXB Giáo dục

6 Đề thi đại học của Bộ giáo dục và đào tạo từ năm 2007 -2016

DANH MỤC CÁC ĐỀ TÀI SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG ĐÁNH

GIÁ XẾP LOẠI CẤP PHÒNG GD&ĐT, CẤP SỞ GD&ĐT VÀ CÁC CẤP

CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN

Họ và tên tác giả: Trịnh Thị Thu

Chức vụ và đơn vị công tác:Trường THPT Thạch Thành 1

TT Tên đề tài SKKN

Cấp đánh giá xếp loại (Phòng,

Sở, Tỉnh )

Kết quả đánh giá xếp loại (A, B, hoặc C)

Năm học đánh giá xếp loại

vào hoá hữu cơ 11

Sở Giáo Dục và Đào Tạo