Đề tài một số PP giải BT định lượng hóa 8

Cùng với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trongtoàn khoa Hoá học của trờng ĐHSP Hà Nội, các thầy giáo, cô giáo tổ KHTN và toàn thể các em học sinh ở các Trờng THCS thuộc huyện Thanh

Phần I: Mở đầu

I Lý do chọn đề tài………

3 II Mục tiêu của đề tài……… 4

III Nhiệm vụ của đề tài………4

IV.Đối tợng và phạm vi nghiên cứu……… 5

V Giả thiế khoa học……….5

VI.Phơng pháp nghiên cứu đề tài………5

Phần II: Nội dung và kết quả nghiên cứu Chơng I Cơ sở lí luận của vấn đề nghiên cứu……… 6

I Cơ sở lí luận……….6

II Một số hớng dẫn chung và sơ đồ tổng quát để giải một bài toán hoá học………6

Chơng II Nội dung……… 11

I Các phơng pháp giải bài tập……….11

II Nội dung cụ thể……… 12

Chơng III Thực nghiệm s phạm………32

1 Mục đích của thực nghiệm vụ s phạm………32

2 Nhiệm vụ của thực nghiệm vụ s phạm……… 32

3 Nội dung nghiệp vụ s phạm………32

4 Phơng pháp thực nghiệm s phạm……… 32

5 Kết quả thực nghiệm s phạm và xử lý kết quả……… 33

Phần III Kết luận……… 35

Bài tập nghiệp vụ s phạm này đợc hoàn thành dới sự hớng dẫn và giúp

đỡ nhiệt tình của TS Cùng với sự giúp đỡ của các thầy giáo, cô giáo trongtoàn khoa Hoá học của trờng ĐHSP Hà Nội, các thầy giáo, cô giáo tổ KHTN

và toàn thể các em học sinh ở các Trờng THCS thuộc huyện Thanh Sơn –Phú Thọ

Trong khi làm đề tài này tôi đã gặp nhiều khó khăn do trình độ còn hạnchế, tuy nhiên dới sự giúp đỡ tận tình của TS , của các bạn đồng nghiệp và sự

cố gắng của bản thân tôi đã hoàn thành đề tài nghiên cứu của mình Qua đây

em xin chân thành cảm ơn TS đã ủng hộ, giúp đỡ chỉ bảo tận tình để em cóthể hoàn thành tốt đề tài của mình

Tôi cũng xin chân thành cảm ơn các thầy giáo, cô giáo trong toàn khoa Hoá của trờng ĐHSP Hà Nội, các thầy giáo, cô giáo tổ KHTN ở Trờng THCS Tất Thắng thuộc huyện Thanh Sơn – Phú Thọ đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi thực hiện đề tài

I Lý do chọn đề tài:

Hoá học là môn học có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu

đào tạo ở bậc THCS Chơng trình Hoá học THCS có nhiệm vụ cung cấp chohọc sinh hệ thống kiến thức cơ bản, phổ thông và thói quen làm việc khoahọc Góp phần hình thành ở học sinh các năng lực nhận thức, năng lực hành

động và các phẩm chất, nhân cách mà mục tiêu giáo dục đã đề ra

Để đạt đợc mục đích trên hệ thống bài tập giữ vị trí và vai trò to lớn trongviệc dạy và học hóa học ở trờng THPT nói chung và trờng THCS nói riêng

Là một giáo viên đang trực tiếp giảng dạy bộ môn Hoá học ở tr ờngTHCS Qua nghiên cứu nội dung chơng trình và quá trình học tập môn Hoáhọc của học sinh tôi nhận thấy:

Học sinh tiếp thu môn Hoá học rất chậm, dù rằng đây là môn học cònmới đối với các em vì đến lớp 8 các em mới đợc làm quen Nhng không phảivì thế mà chúng ta có thể thờ ơ với mức độ nhận thức của các em

Từ chỗ khó tiếp thu ngay ban đầu sẽ dẫn đến sự hời hợt của học sinh đốivới môn Hoá học về những năm học sau

Mà cái khó của học sinh đối với môn Hoá học chính là bài tập, học sinhthờng rất lúng túng đối với các bài tập Hoá học, sự đa dạng của bài tập Hoáhọc thờng đẩy học sinh vào bế tắc khi mà ở trên lớp các em luôn tiếp thu bàimột cách thụ động, nhớ một cách máy móc những bài toán mà giáo viên làmmẫu vì các em không có những phơng pháp giải áp dụng cho từng dạng toánHoá học

Đã thế, nhiều giáo viên vẫn không nhận thấy những yếu điểm này củahọc sinh để tìm cách khắc phục mà vẫn để học sinh tiếp thu một cách thụ

động và nhớ máy móc khi giải một bài toán hoá học

Vì vậy, để nâng cao chất lợng học môn Hoá học mỗi học sinh cần phảitích cực chủ động học tập song bên cạnh đó giáo viên phải đóng vai trò quantrọng, giáo viên phải cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức cơ bản từ

để học sinh sẽ khai thác kiến thức đó vào những vấn đề cụ thể Đặc biệt là ph

-ơng pháp giải các dạng toán hoá học vì chỉ nắm đợc ph-ơng pháp giải, học sinhmới có thể chủ động trớc các dạng toán

Nhận thức đợc vấn đề này nên tôi đã đi sâu vào nghiên cứu để đa ra cácphơng pháp giải phù hợp với từng dạng toán hoá học Xây dựng và đ a ra cácdạng toán hoá học thờng gặp để các em học sinh có một t liệu học tập vàkhông bị lúng túng trớc các bài toán hoá học làm cho mức độ nhận thức củahọc sinh ngày một nâng cao

II Mục tiêu của đề tài:

Nhằm trang bị cho học sinh những kĩ năng giải bài tập hoá học, ph ơng phápphù hợp suy luận một cách logic, có hớng đi cụ thể tạo điều kiện thuận lợi chohọc sinh giải bài tập khó cũng nh bài tập dễ thuận lợi hơn

III Nhiệm vụ đề tài:

Nghiên cứu nội dung trơng trình Hoá học THCS từ đó đa ra hệ thống cácphơng pháp giải bài tập Hoá học

Tổ chức kiểm tra đánh giá kỹ năng giải bài tập của HS thông qua việcgiải các bài tập

IV.Đối tơng và phạm vi nghiên cứu:

Nội dung trơng trình Hoá học THCS

Học sinh khối 9 trờng THCS Tất Thắng – Phú Thọ

V.Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng đợc hệ thống các phơng pháp giải bài tập Hoá học ở trờng THCS sẽ giúp HS có đợc những kỹ năng giải bài tập Hoá học thành thạo,

từ HS sẽ có hứng thú học tập đối với bộ môn hơn

VI Phơng pháp nghiên cứu đề tài:

Để nghiên cứu và hoàn thành đề tài này tôi đã sử dụng các phơng pháp sau:

- Phơng pháp thực nghiệm

- Phơng pháp nghiên cứu tài liệu

- Phơng pháp phân tích, tổng hợp, khái quát hóa vấn đề.

- Phơng pháp quy nạp, Phơng pháp diễn dịch

- Phơng pháp so sánh, đối chiếu

Phần II:Nội dung và kết quả nghiêncứu

Chơng I: Cơ sở lý luận của vấn đề nghiên cứu:

I Cơ sở lý luận

Trong chơng trình THCS nói chung và bộ môn Hoá học nói riêng, mụctiêu đặt ra là không chỉ truyền đạt cho học sinh kiến thức theo yêu cầu màphải hình thành ở các em những kiến thức tổng quát để từ đó các em có thểvận dụng trong mọi trờng hợp, các em có thể giải quyết đợc những vấn đề đặtra

Vì lẽ đó mà mỗi giáo viên cần truyền đạt cho học sinh các phơng pháp,

để từ những phơng pháp đợc học các em vận dụng vào những vấn đề cụ thể.Mặt khác đối với môn Hoá học nếu không giải đợc các bài toán hoá họcthì các em cũng sẽ không nắm đợc kiến thức về lý thuyết một cách cụ thể, vềbài tập để củng cố lý thuyết Chính vì điều đó mà vấn đề đặt ra ở đây là phảitruyền đạt cho các em một cách đầy đủ và có hệ thống các ph ơng pháp giảitoán hoá học, vì các bài toán cũng là thớc đo mức độ hiểu bài và trình độ t duycủa học sinh

Nh vậy qua những luận điểm nêu trên tôi thấy phơng pháp giải toán hoáhọc thực sự là cần thiết đối với học sinh bậc THCS nói riêng và học sinh phổthông nói chung.

II Một số hớng dẫn chung và sơ đồ tổng quát để giải một bài toán hóa học.

II.1 Ba bớc cơ bản để giải một bài toán hóa học sơ cấp.

B

ớc 1 : Chuyển giả thiết không cơ bản (GTKCB) (thờng là: chất không

nguyên chất, dung dịch có nồng độ xác định, nguyên liệu lẫn tạp chất, khí ở

điều kiện không tiêu chuẩn…) về giả thiết cơ bản (GTCB) (là chất nguyênchất, khí ở ĐKTC…) bằng công thức thực nghiệm (CT) và định nghĩa (ĐN)

B

ớc 2 : Từ giả thiết cơ bản tìm kết luận cơ bản (là chất nguyên chất) bằng

cách áp dụng tính chất của các phơng trình phản ứng

B

ớc 3 : Từ (KLCB) áp dụng công thức và định nghĩa để suy ra kết luận

không cơ bản (KLKCB) (thờng là chất không nguyên chất, dung dịch có nồng

độ xác định, hiệu suất phản ứng H< 100%, khí ở điều kiện không tiêu chuẩn,

…) theo yêu cầu của đề bài

Sơ đồ giải toán hóa học tổng quát

Tính chất PTP

II.2 Các yêu cầu bắt buộc để giải thành thạo bài toán hóa học

II.2.a Yêu cầu 1: Phải lập đợc các phơng trình hóa học của các phản ứng xẩy ra từ đó viết đợc các phơng trình tỉ lệ số mol.

A B

g  dm3(đktc)

Kg  m3(đktc)

A BMol  l(đktc)Mol  l(đktc)

A Bl(đktc)  gl(đktc)  g

A B

g  gl(đktc)  l(đktc)

* Nên chọn số mol làm căn bản tính toán, để giải toán hóa học đ ợc gọn,kết quả chính xác, dễ kiểm tra lại

- Khái niệm mol: Mol là lợng chất chứa 6.1023 nguyên tử hoặc phân tửcủa chất đó.(6.1023 gọi là số Avogadro) (SGK-Hóa học 8-NXB giáo dục-2004)

Nếu cho V (lit) khí A ở đktc: n A = 22V,4

Nếu cho V (lit) khí A ở t (oC), P (atm): n A =

T R

V P

.

.

=22,P4.(.V273.273 t)



Nếu cho V (l) dung dịch A (CM, d): nA = V.CM

Nếu cho m(g) cho dung dịch A(CM,d): nA =

1000

.

d

C

m M

II.2.c Các loại công thức tính toán khác nh C M , C%

- Công thức tính nồng độ mol của dung dịch: CM =

l-Khi hòa tan chất tan vào nớc hoặc khi trộn lẫn hai dung dịch với nhau

mà có phản ứng xẩy ra thì phải xác định lại thành phần của dung dịch sauphản ứng và loại trừ lợng các khí thoát ra hay lợng kết tủa xuất hiện trongphản ứng ra khỏi dung dịch: mdd sau = mdd trớc - m

Đa số các chất khi hòa tan vào nớc thì khối lợng chất tan (mct) không

đổi, chẳng hạn nh NaCl, HCl… nhng cũng có những chất khi hòa tan vàonớc thì lợng chất tan (mct) thu đợc giảm (ví dụ hòa tan a gam CuSO4.5H2Ovào nớc) hoặc tăng (đối với trờng hợp chất đem hòa tan tác dụng với nớc,

ví dụ hòa tan a gam SO3 vào nớc thì do SO3 + H2O-> H2SO4 nên mct = mH2

Ví dụ: Hòa tan a gam tinh thể CuSO4.5H2O vào b gam dung dịch CuSO4 C%

- Từ các đại lợng(thể tích đktc, khối lợng) quy đổi thành số mol các chất

- Đặt ẩn số cần tìm (với toán hỗn hợp nên đặt số mol chất thành phần làm ẩnsố)

- Lập các phơng trình hóa học của các phản ứng

- Điền tỉ lệ số mol theo phơng trình và theo bài ra hoặc sử dụng quy tắctam suất nh bảng trên.

- Xác định thành phần dung dịch tạo thành hoặc hỗn hợp tạo thành sauphản ứng

- Giải phơng trình đại số chứa các ẩn, tìm số mol các chất tơng ứng Từ

đó suy ra các đại lợng theo yêu cầu của đề bài

Chơng II: Nội dung:

I các phơng pháp:

- Phơng pháp giải bài tập: Lợng hai chất tham gia phản ứng

- Phơng pháp bảo toàn khối lợng

-Tìm tỉ lệ số mol các chất theo phơng trình-Lập tỉ lệ số mol của các

chất : nbài ra : n pt -> So sánh tỉ lệ số mol của 2cặp chất

Nếu hiệu suất phản ứng 100% thì có thể xẩy ra các trờng hợp sau:+ Tỉ lệ số mol của 2 cặp chất bằng nhau thì cả 2 chất đều phản ứnghết, tính toán lợng sản phẩm tạo thành theo lợng chất nào cũng đợc.(1)

+ Tỉ lệ số mol của H2SO4 > Tỉ lệ số mol của Al -> Al phản ứng hết,

H2SO4 d , tính lợng sản phẩm và lợng H2SO4 tham gia phản ứng theolợng chất đã phản ứng hết (Al).(2)

+ Tỉ lệ số mol của Al > Tỉ lệ số mol của H2SO4 -> ngợc lại trờng hợp(2).(3)

- Tính nồng độ mol của các chất trong dung dịch sau phản ứng-> Nếu

nh xẩy ra trờng hợp (2) , thì thực hiện tính lợng chất còn d sau khiphản ứng kết thúc và xác định lợng chất tạo thành sau phản ứng

Còn trờng hợp

(3) chỉ xác định lợng chất tạo thành sau phản ứng Sau đó, chuyển về

số mol và áp dụng công thức tính nồng độ

HS : Sau khi nhận nội dung bài tập , phân tích đề bài và biết đ ợc hớng

giải quyết vấn đề

Từ đó thực hiện các bớc giải và dần dần hình thành đợc cách giải dạngbài tập này

-Bài giải cụ thể:Số mol của Al là: nAl = 5,4:27=0,2(mol)

Trong 100ml dung dịch H2SO4 có: n H2SO4 =0,1x 0,5= 0,05(mol)Phơngtrình phản ứng :

2Al + 3 H2SO4 —> Al2(SO4)3 + 3 H2

2mol 3mol 1mol 3mol

Tỉ lệ số mol của H2SO4 là:nbài ra : npt = 0,05:3 =0,01(6)

Tỉ lệ số mol của Al là:nbài ra : npt = 0,2:2=0,1

Vì 0,1>0,1(6) do đó H2SO4 phản ứng hết , nhôm d

Trong dung dịch chỉ có Al2(SO4)3

Vậy :Tính lợng các chất theo lợng axit H2SO4

Theo phơng trình phản ứngvà tính toán:

a.Thể tích khí H2 sinh ra ở ĐKTC

Số mol H2 tạo thành là: n H2 = n H2 SO4 =0,05(mol)

Thể tích H2 sinh ra ở ĐKTC là: VH2 = 0,05x 22,4=1,12(l)

b Nồng độ mol của các chất trong dung dịch sau phản ứng

Số mol Al2(SO4)3 = n H2 SO4 : 3 = 0,05:3 = 0,017(mol)

Nồng độ mol của dung dịch Al2(SO4)3 là:CM =0,017: 0,1=0,17M 2

2.Phơng pháp bảo toàn khối lợng:

Nguyên tắc:

Dựa vào định luật bảo toàn khối lợng: “Trong một phản ứng hóa học, tổngkhối lợng của các chất sản phẩm bằng tổng khối lợng của các chất thamgia phản ứng”

Ví dụ 1 : Hòa tan 10 gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hóa trị II và

III bằng dung dịch HCl ta thu đợc dung dịch A và 0,672 lít khí bay ra(đktc)

Hỏi cô cạn dung dịch A thì thu đợc bao nhiêu gam muối khan?

Ví dụ 2: Cho 7,8 gam hỗn hợp kim loại Al và Mg tác dụng với HCl thu

đợc 8,96 lít H2 (ở đktc) Hỏi khi cô cạn dung dịch thu đợc bao nhiêu gammuối khan

Bài giải: Ta có phơng trình phản ứng nh sau:

Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2 

2Al + 6HCl -> 2AlCl3 + 3H2

Số mol H2 thu đợc là: n H 0 , 4mol

4 , 22

96 , 8

2  

Theo (1, 2) ta thấy số mol HCl gấp 2 lần số mol H2

Nên: Số mol HCl tham gia phản ứng là: nHCl = 2 0,4 = 0,8 mol

Số mol (số mol nguyên tử Cl) tạo ra muối cũng chính bằng số mol HClbằng 0,8 mol

Vậy khối lợng Clo tham gia phản ứng:mCl = 35,5 0,8 = 28,4 gamVậykhối lợng muối khan thu đợc là: 7,8 + 28,4 = 36,2 gam

3 Phơng pháp tăng giảm khối lợng:

- Nguyên tắc: Dựa vào sự tăng giảm khối lợng khi chuyển một mol chất

A thành một hoặc nhiều mol chất B (có thể qua các giai đoạn trung gian) ta

dề dàng tìm đợc số mol của các chất hoặc ngợc lại

Phơng pháp này thờng sử dụng để giải bài toán hoá học mà trong chơngtrình phản ứng có những nguyên tố hoá học dới dạng ẩn số

.Ví dụ 1: Nội dung yêu cầu cũng nh ví dụ 1 ở mục

II 2.Bài giải:Vậy ta gọi hai kim loại có hoá trị II và III lần lợt là X và Y, ta

có phản ứng:

XCO3 + 2HCl -> XCl2 + CO2 + H2O (1)

Y2(CO3)3 + 6HCl -> 2YCl3 + 3CO2 + 3H2O (2)

Số mol chất khí tạo ra ở (1) và (2) là:

4 ,

Gọi số mol Al tham gia phản ứng là a ta có phơng trình

2Al + 3CuSO4 -> Al2(SO4)3 + 3Cu

2a (mol) a (mol) 3a (mol)

Theo bài ra, khối lợng tăng:64.3a-27.2a =51,38-50 ->a=0,01 (mol)

Vậy: mCu =0,01.3.64= 1,92(g)

Nồng độ mol của các chất trong dung dịch sau phản ứng là:

CM (Al2(SO4)3)=

400

1000 01 , 0

= 0,025M

CM (CuSO4 d) =

400

1000 ).

3 01 , 0 4 , 0 5 , 0

= 0,425 M

Ngoài ra có thể tính khối lợng Cu thoát ra nh sau:

Theo phơng trình phản ứng: Cứ 54 gam Al phản ứng thì tạo thành 192gam Cu, nghĩa là khối lợng nhôm tăng 192-54= 138 gam Theo bài toánkhối lợng nhôm tăng 51,38-50=1,38gam

Vậy khối lợng Cu thoát ra bằng:

138

192 38 , 1

nh hữu cơ

4 Phơng pháp ghép ẩn số:

Bài toán 1: (Tơng tự nh ví dụ 1 ở mục II.2)Hoà tan hỗn hợp 20 gam

hai muối cacbonnat kim loại hoá trị I và II bằng dung dịch HCl d thu đợcdung dịch M và 4,48 lít CO2 (ở đktc) tính khối lợng muốn tạo thành trongdung dịch M

Ngoài cách giải nh ở hai mục trên ta có thể giải bài toán này theo ph ơng pháp ghép ẩn số

Bài giải:

Gọi A và B lần lợt là kim loại hoá trị I và II Ta có phơng trình phản ứngsau: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + H2O + CO2 (1)

BCO + 2HCl -> BCl + H O + CO  (2)

Số mol khí thu đợc ở phản ứng (1) và (2) là: n CO 0 , 2mol

4 , 22

48 , 4

3  

Gọi a và b lần lợt là số mol của A2CO3 và BCO3 ta đợc phơng trình đại sốsau: (2A + 60)a + (B + 60)b = 20 (3)

Theo phơng trình phản ứng (1) số mol ACL thu đợc 2a (mol)

Theo phơng trình phản ứng (2) số mol BCl2 thu đợc là b (mol)

Nếu gọi số muối khan thu đợc là x ta có phơng trình:

Bài toán 2: Hoà tan hoàn toàn 5 gam hỗn hợp 2 kim loại bằng dung dịch

HCl thu đợc dung dịch A và khí B, cô cạn dung dịch A thu đ ợc 5,71 gammuối khan Tính thể tích khí B ở đktc

Bài giải: Gọi X, Y là các kim loại; m, n là hoá trị, x, y là số mol t ơng

=> thể tích: V = nx + my = 22 , 4 0 , 224

2 355

71 , 0

 (lít)

5 Phơng pháp đờng chéo:

Một bài toán thờng có nhiều cách giải nhng nếu bài toán nào có thể sửdụng đợc phơng pháp đờng chéo để giải thì sẽ làm bài toán đơn giản hơnrất nhiều

Bài toán 1: Cần bao nhiêu gam tinh thể CuSO4 5H2O hoà vào bao nhiêugam dung dịch CuSO4 4% để điều chế đợc 500 gam dung dịch CuSO4 8%

Bài giải: Giải Bằng phơng pháp thông thờng:

Khối lợng CuSO4 có trong 500g dung dịch bằng:

gam

100

8 500

500 ( 250

) 160 (

+ Giải theo phơng pháp đờng chéo:

Gọi x là số gam tinh thể CuSO4 5 H2O cần lấy và (500 - x) là số gamdung dịch cần lấy ta có sơ đồ đờng chéo nh sau:

4

500  x  x

4

8

64 - 8 