De tai Hoa hoc

Trong Hoá học cơ sở lợng kiến thức mang tính bao quát, tổng thể của chơng trình Hoá học phổ thông nên bài tập nâng cao có thể phát triển ở nhiều dạng.. Trong số đó, một dạng bài tập mà t

Lời cảm ơn

Với tình cảm và lòng biết ơn chân thành, tôi xin đợc gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo khoa Hóa học trờng Đại học s phạm Hà Nội đã tận tình giảng dạy, chỉ dẫn tôi trong suốt quá trình học tập

Xin chân thành cảm ơn các thầy cô giáo, đang công tác tại trờng Cán bộ quản lý giáo dục và đào tạo tỉnh Phú Thọ đã liên tục động viên, khuyến khích và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành đề tài này

Tôi xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã luôn động viên, khích lệ giúp tôi vợt qua các khó khăn trong suốt quá trình học tập

Đặc biệt, tôi xin đợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô giáo:

GVC Ths Lê Thị Hồng Hải ngời đã trực tiếp hớng dẫn, chỉ bảo tận tình trong suốt quá trình tôi làm đề tài, giúp tôi hoàn thành đề tài

Mặc dù đã cố gắng rất nhiều nhng đề tài không thể tránh khỏi thiếu sót, khuyết

điểm Rất kính mong nhận đợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và ý kiến đóng góp của các bạn đồng nghiệp

A- Đặt vấn đề :

I- Cơ sở lý luận

Trong công tác giảng dạy Hoá học, nhiệm vụ chính của giáo viên là truyền thụ kiến thức cơ bản cho học sinh, rèn luyện các kỹ năng, thao tác thực hành thí nghiệm, giúp học sinh nắm vững đợc kiến thức sách giáo khoa Song bên cạnh đó, một nhiệm

vụ không kém phần quan trọng là đào tạo và bồi dỡng nhân tài cho đất nớc Nhiệm

vụ đó đợc cụ thể hoá bằng các kỳ thi học sinh giỏi các cấp hàng năm

Cấu trúc đề thi học sinh giỏi chủ yếu là câu hỏi và bài tập nâng cao, nhằm chọn đúng đối tợng học sinh khá giỏi Trong Hoá học cơ sở lợng kiến thức mang tính bao quát, tổng thể của chơng trình Hoá học phổ thông nên bài tập nâng cao có thể phát triển ở nhiều dạng Trong số đó, một dạng bài tập mà ta thờng xuyên gặp trong cấu trúc đề thi học sinh giỏi Huyện, Tỉnh là: “Xác định công thức hoá học của chất”

Cụ thể trong các đề thi HSG những năm gần đây năm nào cũng có dạng bài tập này

Đây là dạng bài tập khó luôn làm vớng mắc học sinh, bởi vậy để các em tháo

gỡ đợc vớng mắc này, trong quá trình dạy bồi dỡng tôi đã tìm hiểu, nghiên cứu đa ra phơng pháp giải Cách thức khai thác suy luận lô gíc để loại trừ các trờng hợp và chọn đợc tên chất

Theo tôi, có thể phân chia dạng này thành hai dạng bài tập nhỏ nh sau:

1- Xác định chất dựa vào thành phần định tính

2- Xác định chất dựa vào thành phần định lợng

ở đây tôi chỉ xin trình bày cụ thể hoá dạng bài tập xác định chất dựa vào sự phân tích định lợng

Trớc tình hình chung hiện nay Việc áp dụng khoa học kỹ thuật vào sản xuất

và đời sống ngày nay càng phát triển mạnh và mở rộng Do đó việc cải thiện các trang thiết bị, dụng cụ máy móc Việc đa công nghệ tiên tiến vào mọi lĩnh vực nhằm phát triển kinh tế, bảo vệ an ninh quốc phòng là rất cần thiết

Để đạt đợc mục tiêu đó thì mỗi quốc gia phải định hớng đào tạo nhân tài từ trong trờng học theo các chuyên ngành khác nhau Chuyên ngành hoá học là một trong những chuyên ngành có nhiều ứng dụng trong thực tiễn cuộc sống Nó phục vụ cho nhiều chuyên ngành khác phát triển Vì vậy một việc rất cần thiết là ngay từ cấp cơ sở trong hệ thống trờng học phổ thông nên hình thành và đào tạo khối mũi nhọn

bộ môn hoá học

I- Tình hình thực tiễn.

Mặc dù vậy trong bộ môn Hoá học nói riêng, khi giải đề thi học sinh giỏi các

em vẫn còn nhiều vớng mắc Đặc biệt là khi gặp bài tập dạng xác định chất dựa vào

sự phân tích thành phần định lợng Cụ thể khảo sát về chất lợng làm bài dạng này khi cha áp dụng đề tài này vào giảng dạy nh sau:

Nguyên nhân dẫn đến thực tiễn đó Một số nguyên nhân cơ bản là:

- Đây là dạng bài tập khó không có cách giải mẫu mực

- Khả năng t duy suy luận lô gíc của học sinh còn cha cao, ỉ lại

- Việc nắm kiến thức cơ bản của học sinh còn cha chắc chắn

- Kỹ năng giải bài tập dạng này cha cao

- Đây là dạng bài tập ít thấy trong quá trình học ở SGK nên đều mới với giáoviên và HS

III Giải pháp khắc phục:

Kỹ năng đợc hình thành là do rèn luyện, vậy rèn luyện học sinh ở dạng bài tập này là nh thế nào? Theo tôi nên phân chia nhỏ dạng để học sinh dễ tiếp cận nắm đợc cách giải cụ thể

Dạng này tôi chia làm hai dạng nhỏ nh sau:

a) Dựa vào thành phần định lợng để xác định các chất trên chuỗi phản ứng chữ cái

b) Phân tích định lợng, dựa vào phản ứng hóa học để xác định một (hoặc vài chất trong hỗn hợp)

ở mỗi dạng đều giới thiệu những bớc cơ bản để học sinh định hớng giải

* Lu ý: Các ví dụ đều lấy trong các đề luyện thi học sinh giỏi

IV Các phơng pháp thờng áp dụng :

1- Phơng pháp bảo to n kh à ối lợng :

Tổng khối lợng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lợng các sản phẩm

Ví dụ khi nhiệt phân muối cacbonat→ chất rắn + CO2

mchất rắn ban đầu =mchất rắn sau phản ứng + mco2

2- Phơng pháp tăng giảm khối lợng:

Dựa vào sự tăng giảm khối lợng khi chuyển từ 1 mol chất A th nh 1 hoặcànhiều mol chất B ( cứ thế qua nhiều giai đoạn trung gian) ta có thể tính đợc số mol của các chất và ngợc lại

Ví dụ : Xét phản ứng MCO3 + 2HCl → MCl2 + CO2 + H2O

Theo phản ứng khi chuyển 1 mol MCO3 th nh 1 mol MClà 2 khối lợng muối tăng thêm : 71-60=11g v cứ 1 mol khối COà 2 đợc giải phóng nh vậy nếu biết số mol khí

CO2 ta có thể tính đợc khối lợng muối tăng và ngợc lại

3- Phơng pháp khối lợng mol trung bình :

Trong các b i tập cứ hai hay nhiều chất có cùng th nh phần hóa học, phảnà àứng tơng tự nhau ta có thể thay chính bằng một chất có công thức chung, nh vậy việc tính toán sẽ rút gọn đợc số lần

Khối lợng phân tử trung bình của một hỗn hợp l khối là ợng của 1 mol hỗn hợp đủ

Ho tan 14,52g hỗn hợp gồm hai muối cacbonat cà ủa hai kim loại kiềm thổ

ở 2 chu kì kế tiếp nhau bằng dung dịch HCl d đợc 3,36 lít khí CO2 v dung dà ịch X

a) Cô cạn dung dịch X thu đợc bao nhiêu gam muối khan

b) Xác định tên 2 muối trên

c) Tính % mỗi muối trong hỗn hợp ban đầu

Giải : Gọi công thức chung của 2 muối cacbonat l MCOà 3

MCO3 + 2HCl → MCl2 + CO2 + H2O

áp dụng phơng pháp tăng giảm khối lợng :

1 mol muối cacbonat MCO3 → MCl2 Khối lợng tăng 71-60=11g v cứ 1 mol khí à

CO2 đợc giải phóng

Số mol CO2 = 0,15 mol → Khối lợng muối tăng: 11 0,15 = 1,65g

mmuối clorua = mmuối cacbonat + mtăng thêm =14,52 + 1,65= 16,17g

Tổng số mol hai muối cacbonat= số mol CO2

MMCO3= 14,52 96,8

0,15 = → M= 36,8 → hai kim loaị l Ca (M= 40) v Mg (M= 24)à à

Để tính hỗn hợp mỗi muối trong hỗn hợp ta áp dụng phơng pháp sơ đồ chéo

Giải: áp dụng phơng pháp bảo toàn electron

Quá trình nhờng e Quá trình nhận e

2

2

NO

NO NO

Nung nóng 1,6 gam kim loại M trong không khí tới phản ứng ho n to nà à thu đợc 2 gam oxit Xác định kim loại M.

M

0,432

Từ phơng trình ta có: n 1M,6 :032,4 1M.6..032,4 4M.32

n M

Chia 16 gam hỗn hợp X gồm Fe và kim loại có hoá trị không đổi M làm hai phần bằng nhau.

- Hoà tan hết phần I bằng H2SO4 loãng đợc 4,48 lít H2 (đkc)

- Hoà tan hết phần II bằng HNO3 đun nóng thu đợc 8,96 lít (đkc) hỗn hợp A gồm NO và NO2 Biết dA/O2 = 1,375

2 ny

n = 2 → M = 24, kim lo¹i lµ Mg

n = 3 → M = 36 (lo¹i)

6 - VÝ dô 6:

§Ó khö 4,06g mét oxit kim lo¹Þ thµnh kim lo¹i ph¶i dïng 1,568 lÝt H2

(®ktc) Hoµ tan hÕt lîng kim lo¹i t¹o thµnh ë trªn b»ng dung dÞch H2SO4 lo·ng thu

®-îc 1,176 lÝt H2 (®ktc).T×m c«ng thøc oxit kim lo¹i

Gi¶i: Gäi c«ng thøc oxit lµ MxOy

y

0,105

0,0525 n

Gi¶i:

Gäi kim lo¹i trung b×nh cña hai kim lo¹i ë hai chu kú liªn tiÕp vµ thuéc ph©n nhãm chÝnh II cÇn t×m lµ M

m 8,8

n = 0,3 =Trong phân nhóm chính II, có Mg = 24 < 29,33 < 40 = Ca; đồng thời, Mg thuộc chu

kỳ 2, Ca thuộc chu kỳ 3

Vậy, hai kim loại cần tìm là Mg và Ca

8 - Ví dụ 8 :

(Bài 7 - trang 101, SGK)

a, Hãy xác định công thức của hợp chất khí A, biết rằng:

- A là một ôxit của lu huỳnh chứa 50% oxi

- 1g khí A chiếm thể tích là 0,35 lít ở đktc

b.Hoà tan 12,8g hợp chất khí A vào 300ml dung dịch NaOH 1,2 M Hãy cho biết muối nào thu đợc sau phản ứng? Tính nồng độ mol của muối (giả thiết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể)

Giải :

a MA = 22, 4.1

0,35 = 64 (g) Gọi CTHH của khí A là SxOy

Ta có: x : y = 50

32 : 50

16 = 2 : 1 Vậy CTHH của khí A là: SO2

n

n < 2 nên sản phẩm thu đợc 2 muối

PTHH: NaOH + SO2 NaHSO3 (1)

NaHSO3 + NaOH Na2SO3 + H2O (2)

Theo PTHH (1): n NaOH = n SO2 = n NaHSO3 = 0,2 (mol)

Theo PTHH (2): n NaOHd = n NaHSO3= n Na SO2 3 = 0,36 - 0,2 = 0,16 (mol)

Nồng độ của muối sau phản ứng là:

11 - Ví dụ 11 :

(Bài 34.6- trang 39, SBT)

Hợp chất hữu cơ A chứa các nguyên tố C, H, O Trong đó thành phần % khối lợng của cacbon là 61,02%, hiđro là 11,86% Xác định CTPT của A, biết khối lợng mol của hợp chất là 59g

Giải:

Gọi CTHH của A là : CxHyOz ( x, y, z là số nguyên dơng )

Ta có: x : y : z = 61, 02

12 : 11,86

1 : 27,12

16 = 5,085 : 11,86 : 1,695 = 3 : 7 : 1

Vậy CTHH của A là: C3H7O

12 - Ví dụ 12 :

(Bài 4 - trang 133, SGK)

Đốt cháy 3g chất hữu cơ A, thu đợc 8,8 g khí CO2 và 5,4g H2O

a Trong chất hữu cơ A có những nguyên tố nào?

b Biết PTK của A nhỏ hơn 40 Tìm CTPT của A

c Chất A có làm mất màu dung dịch nớc brom không?

d Viết PTHH của A với khí clo khi có ánh sáng

a Hỏi trong A có những nguyên tố nào?

b Xác định CTPT của A, biết tỉ khối hơi của A so với hiđro là 23

Theo bài ra ta có : (M CH O2 )n = 60

30 n = 60 > n = 2

Vậy CTHH của hợp chất là: C2H4O2

15 - Ví dụ 15 :

Khi nung nóng một lợng cân của một chất rắn A tạo ra 0,6 g chất rắn B

và khí C Sản phẩm B của sự phân huỷ đợc mang hoà tan hoàn toàn vào nớc tạo ra dung dịch chứa 0,96g chất G d Sản phẩm khí C cho đi qua dung dịch chất Đ d tạo ra 2,76g chất E Khi cho tơng tác dung dịch nớc của chất này với chất G tạo ra chất A

và Đ

Hãy cho biết các chất A, B, C, Đ, G, E là những chất nào.Viết phơng trình phản ứng tơng ứng

Hớng dẫn: (ở đây tôi không giải cụ thể mà chỉ hớng dẫn học sinh tìm lời giải)

- Giáo viên hớng dẫn cho học sinh phân tích đề, ví dụ: Nhiệt phân chất

A → B ( rắn) + C ( khí), thì A thuộc loại hợp chất nào? (A phải là muối bị phân

huỷ)

Hơn nữa B + H2O → d2 G, suy ra (B là oxit bazơ và C là một oxit axit)

B là oxit của nhóm kim loại nào ? ( B phải là oxit của kim loại kiềm hoặc kiềm thổ, vì các bazơ khác không tan), d2 G thuộc loại hợp chất nào? (kiềm)

−

O M

M

2 = 30

02 , 0

6 , 0

= → M = 7 ⇒ Liti

+ Suy nghĩ gì về lợng của B và G? (tìm đợc lợng nớc)

+ lập tỷ lệ số mol theo lợng nớc ? (theo phản ứng (*))

1 mol M2O → 1 mol H2O+ Từ số mol, khối lợng B, tìm ra M?

* Trờng hợp 2: B là oxit của kiềm thổ

- Thực hiện tơng tự trờng hợp 1 → M = 14 (loại)

Vậy A là muối của Li, nhng A thoã mãn những muối nào?

( A có thể là Li2CO3 hoặc Li2SO3 , vì các muối còn lại của Li không phân huỷ)

Suy ra các chất B, C, G ?

+ Dung dịch Đ tác dụng đợc với

CO2 hoặc (SO2) thì Đ là những chất nào?

+ Xét các trờng hợp của Đ và của C

khi xét các trờng hợp trên, dựa vào lợng của C và Đ

Suy ra khối lợng mol của kim loại M

76 ,

n = 2,3 đều loại+ Các trờng hợp còn lại xét tơng tự, kết quả đều không phù hợp suy ra Đ là KOH , E là K2CO3

Hớng dẫn:

- Khi giải học sinh cần phải chú ý đến các đặc tính nh: màu lửa, môi trờng trung tính, tổng số thứ tự trong bảng hệ thống tuần hoàn

+ Muối ( - NO3) của A, B, X có môi trờng trung tính thì

A,B,X phải thuộc loại nào?

B, X phải là những kim loại mạnh suy ra

A, B, X chỉ có thể là kim loại kiềm hoặc kim loại kiềm thổ - vì các nhóm còn lại không có đủ 3 kim loại đều mạnh

+ STT (A) + STT(X) = 76suy ra STT của các kim loại < 76

Vật A là Ca, B là Sr, X là Ba

17 - Ví dụ 17 :

Hợp chất đợc tạo thành bởi 3 nguyên tố có khối lợng 10,8g, ngời ta xử lý cẩn thận bằng Cl2 Khi đó thu đợc hỗn hợp 2 Clorua và hydroclorua mà từ đó có thể điều chế đợc 400 g dung dịch HCl 7,3% Khối lợng tổng của clorua tạo thành là 38,4g Xác định công thức của hợp chất đầu Nếu biết một trong các nguyên tố có phần khối lợng trong hợp chất đều là 42,6%, còn trong clorua của nguyên tố đó 39,3%

Khối lợng của nguyên tố A và B là 10,8 - 0,8 = 10(g)

Giả sử trong hợp chất đâù nguyên tố A chiếm 42,6 % ta có:

) ( 6 , 4 100

6 , 42 8 ,

M

A A

100

3 , 39 5 ,

+ Các giá khác đều không thoã mãn.

Vậy trong hợp chất đầu phải có Na

→ nA = nNa =

23

6 , 4 = 0,2 (mol)

M

B B

5 ,

+

+ m = 1 → MB = 9 → B là Beri ( Be) khi đó hợp chất có dạng:

NaxBeyHz → hợp chất này không tồn taị

Ta có: x : y : z = 0,2 : 0,2 : 0,8 = 1 : 1 : 4

Vậy Công thức hợp chất là: NaAlH4

Các giá trị khác của m không thoã mãn

18- Ví dụ 18 :

Dùng 1,568 l H2 phản ứng đủ với 4 g hỗn hợp hai oxit thu đợc m gam hai kim loại A và B Cho m gam A và B ở trên vào dung dịch HCl d tạo ra 0,896l H2 và còn 0,64g kim loại A hoá trị II Cho A phản ứng hết với H2SO4 đặc nóng thu đợc 0,224l SO2 Các thể tích khí đo ở đktc

n H2= 0 , 07 ( )

4 , 22

508 , 1

Suy ra MA = 64

01 , 0

64 , 0

896 , 0

4 , 22

0

ms = 0,4 32 = 12,8 (g)

) ( 8 , 0

; 8 , 0 4

, 0 18

2 , 7

Hoà tan hoàn toàn 7,2g một kim loại hoá trị II bằng dung dịch HCl, thu đợc 6.72 lít H2 ở điều kiện tiêu chuẩn Xác định tên kim loại đã dùng

Vậy A là kim loại Mg

36 , 24

) 996 (

8 , 11 ) 96 (

100 100

8 , 11 980 ) 16 (

96

Magie M

M M

a M

a

M a

=

+

= +

→

= +

+ +

Một số bài tơng tự (các em tự giải)

23 - Ví dụ 23 :

A là một khối lợng kim loại hoá trị II Nếu cho 2,4 g A tác dụng với

100mol dung dịch HCl 1,5 M thấy sau phản ứng vẫn còn 1 phần A cha tan hết Cũng 2,4 A nếu tác dụng với 125ml dung dịch HCl 2M thấy sau phản ứng vẫn còn d axít Xác định kim loại A

24 - Ví dụ 24 :

Hoà tan hoàn toàn 4g một ôxít kim loại hoá trị 3, bằng dung dịch HN03

37,8 %( vừa đủ ) thu đợc dung dịch muối có nồng độ 41,72%

1 Mục đích của thực nghiệm sư phạm (TNSP)

- Khẳng định hướng đi đúng đắn v cà ần thiết của đề t i trên cà ơ sở lý luận và thực tiễn

- Xác nhận tính hiệu quả của việc sử dụng sự phân loại và phơng pháp giải bài tập lập công thức hoá học của hợp chất theo phơng pháp định lợng Đối chiếu kết quả của lớp thực nghiệm (TN) với kết quả của lớp đối chứng (ĐC) Từ đó xử lý, phân tích kết quả để đánh giá chất lượng nội dung và khả năng áp dụng sự phân loại và phơng pháp giải b i tà ập mà tôi đề xuất trong dạy học hoá học ở trường THCS

2 Nhiệm vụ của thực nghiệm sư phạm

- Đánh giá thực tiễn và khả thi của đề tài

- Kiểm tra đánh giá, phân tích v xà ử lý kết quả TNSP để rút ra kết luận về:

+ Kết quả nắm vững kiến thức, các mức độ về năng lực nhận thức v tà ư duy sáng tạo của học sinh lớp TN v là ớp ĐC

+ Tính sư phạm của đề tài phơng pháp giải bài tập lập công thức hoá học của hợp chất theo phơng pháp định lợng mà tôi đã đề xuất

3 Nội dung thực nghiệm sư phạm

Do nội dung của đề tài l nghiên cà ứu về b i tà ập định lợng hóa học THCSnên tôi chọn một số bài tập ở chơng trình hoá học THCS

Ở lớp ĐC, giáo viên dạy học sinh theo cách thông thờng với b i tà ập có sẵn trong SGK v sách b i tà à ập hiện h nh à Ở lớp TN, giáo viên dạy theo giáo án được thiết kế bởi các dạng b i tà ập định lợng đã đề xuất

4 Phương pháp thực nghiệm sư phạm

4.1 Chọn trường thực nghiệm sư phạm

Được sự đồng ý của lãnh đạo nhà trường v các tà ổ bộ môn, tôi đã tiến h nhà thực nghiệm sư phạm ở trường THCS Chuế Lu, tỉnh Phú Thọ

4.2 Chọn học sinh thực nghiệm sư phạm

Tôi đã chọn một lớp thực nghiệm v mà ột lớp đối chứng đảm bảo các điều kiện tương đương nhau, thực nghiệm ở lớp 9A v 9B, cùng một giáo viên dạy.à

Tôi đã soạn giáo án giờ dạy dựa trên hệ thống các dạng b i tà ập của đề tài Sau khi dạy xong chơng I, tôi tiến h nh kià ểm tra đồng thời lớp TN v là ớp ĐC để xác định hiệu quả tính khả thi của phương án thực nghiệm Việc kiểm tra đánh giá được tiến h nh vào các giờ kiểm tra và ới mục đích xác định tình trạng nắm vững b i hà ọc,

sự vận dụng kiến thức v à độ bền kiến thức của học sinh ở lớp TN v là ớp ĐC

Nội dung đề kiểm tra l nhà ững b i tà ập định lợng nhằm phát triển năng lực nhận thức v tà ư duy sáng tạo của học sinh

5 Kết quả thực nghiệm sư phạm v x à ử lý kết quả

5.1 Kết quả thực nghiệm sư phạm

Kết quả thực nghiệm được tổng hợp từ các b i kià ểm tra, qua chấm b i choàđiểm v xà ử lý theo phương pháp thống kê