Hướng dẫn học sinh giải bài tập đồ thị của hợp chất nhôm bằng công thức tính nhanh

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 2 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM TÊN ĐỀ TÀI HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ HỢP CHẤT NHÔM CÓ ĐỒ THỊ BẰNG CÔNG THỨC TÍNH NHANH Người thự

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ

TRƯỜNG THPT THẠCH THÀNH 2

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

TÊN ĐỀ TÀI HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TẬP VỀ HỢP CHẤT NHÔM CÓ ĐỒ THỊ BẰNG CÔNG THỨC TÍNH NHANH

Người thực hiện: Trịnh Thị Phương Lan Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THPT Thạch Thành 2 SKKN thuộc lĩnh mực (môn): Hóa Học

THANH HOÁ NĂM 2018

MỤC LỤC

I PHẦN MỞ ĐẦU……… ……1

1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI 1

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA NGHIÊN CỨU 1

1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU 1

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM……… ……2

2.1 Cơ sở lí luận 2

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 2

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường 17

III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ……… … 18

3.1 Kết luận: 18

3.2 Kiến nghị: 19

I PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Với hình thức thi trắc nghiệm và đặc biệt là thi tổ hợp môn như hiện nay, thờigian dành cho 1 câu hỏi càng rút ngắn ( từ 1,8 phút/ câu xuống còn 1,25 phút / câu).Điều này không những yêu cầu học sinh phải nắm vững, hiểu rõ kiến thức mà cònphải thành thạo trong kĩ năng giải bài tập và đặc biệt phải có phương pháp giải bàitập trắc nghiệm hợp lí Thực tế cho thấy có nhiều học sinh có kiến thức vững vàngnhưng trong các kì thi vẫn không giải quyết hết các yêu cầu của đề ra Lí do chủyếu là các em chưa có phương pháp hợp lí để giải quyết lượng lớn bài tập trongthời gian ngắn

Từ năm 2014 đến nay đề thi Hóa Học thường có thêm bài tập về hình vẽ thínghiệm, đồ thị Bài tập này thường làm cho học sinh lúng túng, gặp nhiều khó

khăn khi giải quyết nhất là bài tập về đồ thị của hợp chất nhôm

Dù đã có khá nhiều tài liệu về phương pháp đồ thị, nhưng chủ yếu giải quyếtbài toán dựa tỉ lệ trên đồ thị ( xác định tam giác đồng dạng và sử dụng định líTalet) Tuy nhiên qua tham khảo tôi thấy phương pháp này chưa hiệu quả, vì chỉđưa ra mối tương quan về số mol giữa các chất, do đó không tổng quát cho nhiềubài đồ thị có mối tương quan khác ( như khối lượng- khối lượng, khối lượng- thểtích…) nên học sinh chỉ giải quyết được những bài tập đơn giản và không hiểu bảnchất các quá trình hóa học trong đồ thị

Vì vậy với phương châm kế thừa và phát triển tôi lựa chọn đề tài “ Hướng dẫn học sinh giải bài tập đồ thị của hợp chất nhôm bằng công thức tính nhanh” nhằm

giúp học sinh giải quyết bài tập dạng này hiệu quả nhất trong thời gian ngắn nhất,nâng cao kĩ năng vận dụng kiến thức hóa học vào đồ thị, hiểu và giải thích hiệntượng hóa học

1.2 MỤC ĐÍCH CỦA NGHIÊN CỨU

- Giúp học sinh hiểu rõ bản chất của các phản ứng được mô tả trong đồ thị

- Học sinh biết và áp dụng công thức tính nhanh vào từng dạng đồ thị của hợpchất nhôm để giải quyết bài tập hiệu quả nhất trong thời gian ngắn nhất

1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

* Xây dựng công thức tính nhanh cho đồ thị cho dạng bài toán

- Dung dịch OH- tác dụng với dung dịch muối Al3+

- Dung dịch OH- tác dụng với dung dịch hỗn hợp Al3+ và H+

- Dung dịch H+ tác dụng với dung dịch muối AlO

1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Để hoàn thành nhiệm vụ đặt ra tôi sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau: Nghiên cứu cơ sở lí luận, thực nghiệm sư phạm

II NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận

Đồ thị trong hóa học là mô tả sự phụ thuộc của sản phẩm (chất kết tủa, chấtbay hơi) vào chất tham gia phản ứng để xác định các yêu cầu của bài toán

Từ đồ thị có nhiều phương pháp khác nhau để xác định các giá trị cần tính,nhưng có lẽ đơn giản nhất là sử dụng công thức tính nhanh, được rút ra khi hiểu rõbản chất của đồ thị Từ đó học sinh chỉ cần hiểu các quá trình hóa học xảy ra trong

đồ thị và sử dụng những công thức của nó để bấm máy tính là có được kết quả.Khi học sinh nắm vững công thức tính nhanh của dạng đồ thị, thì chỉ cầnnhẩm hoặc bấm máy tính là có kết quả Phương pháp này không những không làmmất đi bản chất Hóa học mà nó còn giúp học sinh giải thích được và dự đoán mộtcách chính xác hơn các hiện tượng thực nghiệm Nó không những có hiệu quảtrong các bài tập định lượng mà còn rất hiệu quả trong một số bài tập định tính vềgiải thích hiện tượng hoặc dự đoán hiện tượng

2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến kinh nghiệm

Qua các năm giảng dạy, tôi thấy thực trạng học sin trường THPT Thạch Thành

2 làm bài tập về hợp chất nhôm như sau

- Đa số học sinh dựa vào đồ thị để xác định tam giác đồng dạng, rồi sử dụngđịnh lí Talet để đưa ra tỉ lệ giữa các chất Phương pháp này chỉ giải quyết đượcnhững bài tập đơn giản, có tỉ lệ rõ ràng Nếu gặp đồ thị có mối tương quan giữu cácchất là khối lượng- khối lương; khối lượng- số mol, học sinh sẽ lúng túng, chỉ tìmcách viết phương trình

- Có 1 số học sinh giải theo phương trình hóa học nên rất mất thời gian

2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

Để giải quyết thực trạng trên tôi đã dưa ra giải pháp: “ Hướng dẫn học sinh giải bài tập đồ thị của hợp chất nhôm bằng công thức tính nhanh”

2.3.1 Mô tả, phân tích giải pháp

Tôi đã nghiên cứu sách giáo khoa cơ bản lớp 12, tài liệu tham khảo, đề thiTHPT Quốc Gia của bộ giáo dục, của các trường những năm gần đây, phân thànhcác dạng cụ thể Trong từng dạng

- Xây dựng công thức tính nhanh

- Trong các ví dụ cụ thể, hướng dẫn học sinh phân tích đề, áp dụng công thứcnhanh vào đồ thị

- Hướng dẫn học sinh nhẩm hoặc bấm máy tính để giải bài tập với thời gianngắn nhất

Sau đây là nội dung của từng dạng bài tập

DỊCH CHỨA a MOL MUỐI Al3+.

c/ Các công thức sử dụng suy ra từ phương trình phản ứng

- Chỉ có phản ứng tạo kết tủa , phương trình (1) nOH- = n1= 3 n�

- Có phản ứng hòa tan kết tủa, phương trình (1) , (2)

nOH- = nOH- ở (1) + nOH- ở (2) = 3a + (a- n�) = 4a - n� => nOH- = n2= 4nAl3+ - n�

1 2 Một số ví dụ

* Mức độ thông hiểu

Al2(SO4)3 Kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị sau:

3

Lượng kết tủa cực đại thu được trong thí nghiệm trên là bao nhiêu gam?

A 14,04 gam B 11,7 gam C 15,6 gam D 12,48 gam.

Phân tích và hướng dẫn giải

- Kết tủa là Al(OH)3 và nAl3+= n�cực đại

- Khi nOH- = 0,61 mol , có phản ứng hòa tan kết tủa và n�= 0,11 mol

nghiệm được biểu diễn ở đồ thị dưới đây Giá trị của a, b tương ứng là

-Phân tích và hướng dẫn giải

- Từ đồ thị ta có n Al(OH)3 cực đại = 0,3 mol = nAl3+ => nOH- = a= 0,9 mol

- Khi b: n�= 0

Áp dụng công thức b= nOH- = 4nAl3+ - n�= 0,3.4= 0,12 mol Chọn C

2 Có thêm phản ứng tạo kết tủa khác (như BaSO 4 , Mg(OH) 2 … )

2.1 Lí thuyết cơ bản và xây dựng công thức tính nhanh

- Khi OH- dư, kết tủa BaSO4, Mg(OH)2 không bị hòa tan

- Khi có phản ứng tạo kết tủa thì số mol OH- phản ứng để tạo ra Al(OH)3 là

Al2(SO4)3 Đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc khối lượng kết tủa theo thể tích dung dịchBa(OH)2 như sau:

Giá trị V gần nhất với giá trị nào sau đây?

( Đề minh họa của BGD-2016)

Phân tích và hướng dẫn giải

Giải thích các quá trình biến thiên trong đồ thị:

Đoạn 1: Đi lên, do sự hình thành BaSO4 và Al(OH)3

Đoạn 2: Đi xuống, do sự hòa tan kết tủa Al(OH)3

Đoạn 3: Đi ngang, do BaSO4 không tan



Al2(SO4)3 ta có đồ thị biểu diễn sự phụ thuộc khối lượng kết tủa theo số mol

Ba(OH)2 như sau:

Giá trị của x trên đồ thị là:

A 0,25 B 0,3 C 0,2 D 0,28

Đề thi thử THPT Quốc Gia của sở GD Thanh Hóa, năm 2018

Phân tích và hướng dẫn giải

- Đặt số mol của Na2SO4 và Al2(SO4)3 lần lượt là a, b

- Khi nBa(OH)2 = 0,32 mol

mBaSO4 max = 69,9 g => nBaSO4 max = 0,3

Dạng 2: CHO TỪ TỪ DUNG DỊCH OH - VÀO DUNG DỊCH HỖN HỢP

1 Lí thuyết cơ bản và xây dựng công thức tính nhanh

a/ Đồ thị có dạng

b/ Thứ tự các phản ứng lần lượt xảy ra là:

- Đoạn OA, chưa có kết tủa OH- + H+

c/ Công thức tính nhanh suy ra từ phương trình phản ứng

- Chưa có kết tủa, phương trình (2.1) : nOH- = nH+ = b

- Tạo kết tủa , phương trình (2.1) và (2.2): nOH- = b + 3a

và HCl, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau (số liệu tính theo đơn vịmol)

7

Tỉ số x : a có giá trị bằng

A 3,6 B 4,8 C 4,4 D 3,8.

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT Tánh Linh – Bình Thuận, năm 2017)

Phân tích và hướng dẫn giải

loãng, thu được dung dịch X và 1,008 lít khí H2 (đktc) Cho từ từ dung dịch NaOH 1M vào X, số mol kết tủa Al(OH)3 (n mol) phụ thuộc vào thể tích dung dịch NaOH

Giá trị của a là

A 2,34 B.7,95 C 3,87 D 2,43

(Đề thi THPT Quốc Gia năm 2017)

Phân tích và hướng dẫn giải

- nH2 = 1,008 0,045mol

22,4  , bảo toàn electron => nAl

- Từ đồ thị thấy H+ dư => nH+dư = 0,24mol

- Bảo toàn nguyên tố Al => n Al2O3

Hướng dẫn học sinh giải nhanh

Ví dụ 3: Nhỏ từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch X chứa 41,575 gam gồm các

chất HCl, MgCl2, AlCl3 Tiến trình phản ứng được biểu diễn bởi đồ thị sau:

Giá trị của a là

A 0,15 B 0,2 C 0,3 D 0,35

Phân tích và hướng dẫn giải

- Gọi số mol của MgCl2 và AlCl3 lần lượt là x và y Ta có đồ thị sau:

9

- Khi nNaOH = 0,2 mol, chưa có kết tủa => nHCl = 0,2mol

- Khi n�= a thì => nMg(OH)2 max = x => nAl(OH)3 = a- x

- Khi nNaOH = 0,65 mol, có phản ứng tạo 2 kết tủa Mg(OH)2 max và Al(OH)3

1 Lí thuyết cơ bản và xây dựng công thức tính nhanh

c/ Công thức tính nhanh suy ra từ phương trình phản ứng

biểu diễn bằng đồ thị sau:

Hỏi khối lượng kết tủa cực đại thu được trong thí nghiệm là bao nhiêu gam?

A 23,4 gam B 15,6 gam C 19,5 gam D 11,7 gam.

Phân tích và hướng dẫn giải

- Tại nAl(OH)3 =0,15 mol, có 2 khả năng: có phản ứng tạo kết tủa

có phản ứng hòa tan kết tủa

Ví dụ 1: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch chứa NaOH và

NaAlO2 (hay Na[Al(OH)4]), kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị bên:

O

Giá trị của x là

A 1,6 B 2 C 3 D 2,4.

Phân tích và hướng dẫn giải

- Có nAl(OH)3 max = 0,4 = nAlO2

Khi nH+ =0,4 mol = nOH

Khi nH+ = x, kết tủa tan vừa hết => n�= 0

Áp dụng công thức nH+ = nOH- + 4 nAlO2- = 0,4 + 4.0,4 = 2 Chọn B

* Mức độ vận dụng

dịch Y và x lít khí H2 (đktc) Cho từ từ dung dịch HCl 1M vào Y, lượng kết tủaAl(OH)3 (m gam) phụ thuộc vào thể tích dung dịch HCl (V ml) được biểu diễnbằng đồ thị dưới đây:

Giá trị của x là

A 10,08 B 3,36 C 1,68 D 5,04.

(Đề thi THPT Quốc Gia năm 2017)

Phân tích và hướng dẫn giải

- Dựa vào đồ thị biểu diễn quá trình phản ứng => Y chứa NaOH và NaAlO2

- Gọi x là thể tích HCl để trung hòa NaOH và làm kết tủa hết NaAlO2 trong Y, ta

có đồ thị:

- Khi VHCl = 150ml => nHCl = 0,15mol, chưa có kết tủa => nNaOH = 0,15

13

- Khi VHCl = 350ml => nHCl = 0,35mol, có phản ứng tạo kết tủa

Áp dụng công thức nH+ = nOH- + n� => n�

- Khi VHCl = 750ml => nHCl = 0,75mol, có phản ứng hòa tan kết tủa

Áp dụng công thức nH+ = nOH-+ 4n AlO 2  - 3 n� => nAlO2-

- Bảo toàn nguyên tố Na => nNa => nH2

Hướng dẫn học sinh giải nhanh

Câu 1: Cho từ từ chất X vào dung dịch Y, sự biến thiên lượng kết tủa Z tạo thành

trong thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Thí nghiệm nào sau đây ứng với thí nghiệm trên?

A Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm HCl và

Zn(NO3)2

B Cho từ từ đến dư khí CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm Ba(OH)2 và NaOH

C Cho từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm HCl và

Al(NO3)3

D Cho từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm NaOH và

NaAlO2

* Thông hiểu

Câu 2: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch HCl vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol

Ba(OH)2 và b mol Ba(AlO2)2, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Câu 3: Cho a mol Al tan hoàn toàn vào dung dịch chứa b mol HCl thu được dung

dịch Y chứa 2 chất tan có cùng nồng độ mol Thêm từ từ dung dịch NaOH vàodung dịch Y ta có đồ thị sau:

Câu 4: Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2

0,2M vào ống nghiệm chứa V lít dung

dịch Al2(SO4)3 C (mol/l) Mối quan hệ

giữa khối lượng kết tủa (gam) và số mol

OH được biểu diễn bằng đồ thị sau:

Để lượng kết tủa không đổi thì thể tích

dung dịch Ba(OH)2 nhỏ nhất cần dùng là

C 45 ml D 80 ml.

(Đề thi thử THPT Quốc Gia lần 1 – THPT chuyên Vĩnh Phúc, năm 2015)

Câu 5: Nhỏ từ từ dung dịch Ba(OH)2

vào dung dịch hỗn hợp Al2(SO4)3 và

AlCl3, thu được kết tủa có khối lượng

theo số mol Ba(OH)2 như đồ thị:

Với x1 + x2=0,48 Cho m gam AgNO3

vào dung dịch X, thu được m1 gam kết

tủa và dung dịch chứa 45,645 gam chất

tan Giá trị của m1 là

A 55,965 B 58,835 C 111,930 D 68,880.

2.3.2 Thực nghiệm sư phạm

1 Chọn lớp thực nghiệm

Để có số liệu khách quan và chính xác, tôi chọn dạy 2 lớp 12A 2 và 12A 1 Lớp thực nghiệm (TN) là lớp 12A 2 và lớp đối chứng (ĐC) là lớp 12A 1 Hai lớp này có trình độ tương đương nhau về các mặt:

- Số lượng học sinh, độ tuổi, nam , nữ

- Chất lượng học tập nói chung và môn Hoá nói riêng.

Đặc điểm và kết quả học tập học kỳ I ở 2 lớp được chọn như sau.

Học lựcTBCHK I

LớpTN

LớpĐC

Học lựcMôn hoá

LớpTN

LớpĐC

2 Nội dung thực nghiệm

- Trong các tiết dạy tự chọn hoặc các buổi dạy khối (ôn thi THPTQG), khi

hướng dẫn học sinh giải bài tập ở các chương kim loại kiềm, kiềm thổ, Nhôm Tôi tiến hành thực nghiệm cùng một nội dung bài tập theo hai phương pháp khác nhau

- Hướng dẫn cho học sinh giải theo phương pháp thông thường (tính theo phương trình phản ứng, áp dụng các định luật bảo toàn trong Hóa học, …) và theo phương pháp

đồ thị dựa vào tỉ lệ ở lớp ĐC 12A1

- Hướng dẫn cho học sinh giải theo phương pháp đồ thị ở lớp TN 12A2

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân, đồng nghiệp và nhà trường.

2.4.1 Kết quả hực nghiệm

Để xác định hiệu quả, tính khả thi của phương pháp Việc kiểm tra, đánh giá chất lượng nắm bắt kiến thức của học sinh ở lớp thực nghiệm và lớp đối chứng được tiến hành bằng các bài kiểm tra, kết quả của một trong các bài kiểm tra đó như sau

17

Học sinh đạt điểm 9,10 47,6% 4,4%

Từ kết quả các bài kiểm tra cho thấy:

- Khi không dùng công thức tính nhanh thì số học sinh hoàn thành tất cả các câuhỏi rất ít (đa số các em không làm hết bài trong 20 phút), nhiều em lựa chọn đáp ánsai

- Khi sử dụng công thức tính nhanh tỉ lệ học sinh hoàn thành chính xác ≥ 90%yêu cầu đề ra khá cao (≈ 50%)

Từ kết quả trên cho thấy áp dụng công thức tính nhanh vào đồ thị rất có hiệuquả trong việc giải các dạng bài tập trên

2.4.2 Tác dụng, hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm

- Học sinh phát huy được tính tự lực, tinh thần trách nhiệm, phát triển khảnăng sáng tạo, rèn luyện tính bền bỉ, kiên nhẫn, kĩ năng hợp tác, năng lực đánh giá,năng lực thực tiễn

*Với giáo viên:

- Phân dạng bài tập và xác định phương pháp giải, giáo viên đã tự bồi

dưỡng cho mình kiến thức, kĩ năng chuyên môn sâu, tích lũy kinh nghiện tronggiảng dạy

- Giáo viên thấy rõ được điểm mạnh điểm yếu của từng học sịnh để giúp các

em điều chỉnh

III KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

3.1 Kết luận:

Tôi xây dựng phương pháp này với mong muốn giúp các em học sinh cóđược phương pháp giải một số dạng bài tập một cách nhanh chóng Phương phápkhông mới, đã được nhiều tác giả đề cập đến nhưng tôi đã xây dựng lại phươngpháp dựa trên quan điểm Hóa học và đã phát triển và mở rộng phương pháp nàycho nhiều dạng bài tập khác nhau, phức tạp hơn

Sáng kiến kinh nghiệm “ Hướng dẫn học sinh giải bài tập đồ thị của hợp chất nhôm bằng công thức tính nhanh”mà tôi nêu ra trên đây là kết quả của một

thời gian giảng dạy các lớp học khối, các lớp ôn thi ĐH ở trường THPT ThạchThành 2 Tôi đã đưa phương pháp này vào giảng dạy cho các em học sinh và bướcđầu thu được kết quả khả quan được thể hiện qua các bài kiểm tra cũng như trongcác kì thi thử THPT Quốc Gia mà trường tổ chức

3.2 Kiến nghị:

Tôi viết với mong muốn được chia sẻ sáng kiến của bản thân với các đồngnghiệp, mong các bạn đồng nghiệp phát huy một cách hiệu quả những cái được của

đề tài này nhằm nâng cao hiệu quả dạy học Đồng thời bản thân tôi cũng mong

muốn nhận được sự tiếp tục phát triển rộng hơn nữa về phương pháp này hoặc

sự góp ý của các bạn để tôi có thể hoàn thiện hơn nữa về phương pháp dạy học củamình -

- HẾT

-XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG

ĐƠN VỊ

Thanh Hóa, ngày 16 tháng 5 năm 2018

Tôi xin cam đoan đây là SKKN của mìnhviết, không sao chép nội dung của người

khác

Trịnh Thị Phương Lan

19