Kỹ năng đọc và xử lý số liệu của đồ thị trong bài tập hóa học vô cơ

Với câu hỏi sử dụng hình ảnh, thí nghiệm; bài tập sử dụng đồ thị tôi thấy học sinh khá lúng túng vì các em gần như hoặc ít được thực hành;chưa được luyện bài tập sử dụng đồ thị nhiều, th

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lí do chọn đề tài

Cùng với sự phát triển của đất nước, ngành Giáo dục tập trung thực hiện thắnglợi Nghị quyết số 29 của Ban Chấp hành Trung ương Đảng, Nghị quyết số 44 củaChính phủ về “ đổi mới căn bản, toàn diện giáo dục và đào tạo”, Nghị quyết số 88của Quốc hội, Quyết định số 44 của Thủ tướng Chính phủ về đổi mới chương trình,sách giáo khoa giáo dục phổ thông; tiếp tục thực hiện 9 nhóm nhiệm vụ chủ yếu và

5 nhóm giải pháp cơ bản của ngành giáo dục với mục tiêu nâng cao chất lượng giáodục và đào tạo Nhằm thực hiện mục tiêu “Nâng cao dân trí, đào tạo nhân lực và bồidưỡng nhân tài”, ngành giáo dục cần có sự đổi mới về công tác quản lí, nội dungchương trình, phương pháp kiểm tra đánh giá, đặc biệt là sự không ngừng đổi mới

về phương pháp dạy học Hiện nay, vấn đề đổi mới phương pháp dạy học được traođổi, thảo luận sôi nổi và đó cũng là một trong các tiêu chí để đánh giá xếp loại giáoviên hằng năm

Trong chương trình thi THPT Quốc gia môn Hóa học hiện nay, các câuhỏi và bài tập mang tính phân hóa cao, có nhiều hình ảnh, thí nghiệm, thực nghiệm,

đồ thị đặc thù bộ môn Với câu hỏi sử dụng hình ảnh, thí nghiệm; bài tập sử dụng

đồ thị tôi thấy học sinh khá lúng túng vì các em gần như hoặc ít được thực hành;chưa được luyện bài tập sử dụng đồ thị nhiều, thời gian thi ngắn, học sinh áp lực thi

cử, những năm tới mức độ khó của đề sẽ na một tăng Hơn nữa bài tập sử dụng đồthị thì đây không phải là một phương pháp giải mới và xa lạ với nhiều giáo viênnhưng việc sử dụng nó để giải bài tập hóa học thì chưa nhiều vì vậy số lượng tàiliệu tham khảo chuyên viết về đồ thị khá hạn chế và chưa đầy đủ Để giải quyết vấn

đề cấp bách đó, yêu cầu giáo viên phải chịu khó thay đổi tư duy tìm tòi, học hỏi, tựtrau dồi để tìm hướng đi mới, phương pháp giải bài tập mới Vì thế tôi quyết định

chọn đề tài “Kỹ năng đọc và xử lý số liệu của đồ thị trong bài tập hóa học vô cơ” Hi vọng chuyên đề này là một tài liệu tham khảo hữu ích và bổ ích cho các em

học sinh và đồng nghiệp

1.2 Mục đích nghiên cứu

Phương pháp so sánh không phải là phương pháp mới, không những chỉ ápdụng trong dạy học mà còn áp dụng rất rộng rãi trong khoa học và đời sống Nhưngtrong phạm vi đề tài này, tôi muối nói đến việc áp dụng phương pháp này một cáchhiệu quả trong giảng dạy môn Hóa học THPT giúp dạy nhiều tiết với thời gianngắn, tăng cường sự nghiên cứu của HS, mang lại hiệu quả cao

1.3 Đối tượng nghiên cứu

- Một số tiết học học, bài học có thể vận dụng phương pháp so sánh

- Sử dụng phương pháp so sánh số tiết học học, bài học sẽ giúp HS hiểu sâu bài

hơn, giảm được thời gian trên lớp, giúp HS học tập chủ động hơn

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu tài liệu, sách giáo khoa, sách giáo viên, sách bài tập.

- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu

2 NỘI DUNG

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

Phương pháp so sánh là xác định sự giống nhau và khác nhau giữa các sự vậthiện tượng của hiện thực Trong hoạt động tư duy của học sinh thì so sánh giữ vaitrò cực kỳ quan trọng Việc nhận thức bản chất của sự vật hiện tượng không thể cónếu không có sự tìm ra sự khác biệt sâu sắc, sự giống nhau của sự vật hiện tượng Việc tìm ra những dấu hiệu giống nhau cũng như khác nhau giữa hai sự vật hiệntượng là nội dung chủ yếu của tư duy so sánh Cũng như tư duy phân tích, tư duytổng hợp thì tư duy so sánh có thể ở mức độ đơn giản (tìm tòi, thống kê, nhận xét…) Trong dạy học nói chung và dạy học hóa học nói riêng thực tế trên sẽ đưa tớinhiều hoạt động tư duy đầy hứng thú Nhờ so sánh ta có thể tìm thấy các dấu hiệubản chất giống nhau và khác nhau của vấn đề

Sử dụng phương pháp só sánh để phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sángtạo của học sinh nhằm:

+ Bồi dưỡng phương pháp tự học;

+ Rèn luyện kĩ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn;

+ Tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh Vấn đề phát huy tính tích cực chủ động của học sinh nhằm tạo ra những conngười lao động sáng tạo Trong những năm gần đây có phong trào xây dựng

“Trường học thân thiện, học sinh tích cực” Tích tích cực của con người biểu hiện

trong hoạt động của chủ thể, học tập là hoạt động chủ đạo của người học Tính tíchcực của học sinh có sự tương đồng với tính tích cực nhận thức vì học tập là mộttrường hợp đặc biệt của nhận thức, nên nói đến tích cực học tập là nói đến tích cựcnhận thức

Phương pháp so sánh trong dạy học nói chung và dạy học Hóa học nói riêng yêucầu người học phải tích cực, chủ động để lĩnh hội kiến thức Trong dạy học Hóa họcTHPT, phương pháp so sánh yêu cầu người học phải tự tìm tòi kiến thức dựa vàosách giáo khoa, sách tham khảo và trong thời đại công nghệ thông tin hiện nay thìmạng internet là kho tri thức khổng lồ Qua việc tìm tòi kiến thức rèn luyện cho các

em tính kiên trì, tự giác và chủ động trong công việc Sử dụng phương pháp so sánhcòn yêu cầu học sinh phải làm việc theo nhóm, học sinh từng nhóm phải biết tựphân công công việc trong nhóm, thành công hay thất bại của nhóm phụ thuộc vào

sự nỗ lực của các thành viên trong nhóm Qua đó, các em có trách nhiệm hơn trongcông việc được giao và đó cũng chính là phần kiến thức mà học sinh lĩnh hội được

Sử dụng phương pháp so sánh còn tạo được phong trào thi đua học tập giữa các đội,các nhóm, các tổ trong lớp học Hoạt động nhóm đem lại hứng thú học tập cho họcsinh, các em sẽ đoàn kết hơn, tích cực và chủ động hơn trong việc lĩnh hội kiếnthức

Phương pháp so sánh là một trong những phương pháp dạy học tích cực,người ta coi trọng việc tổ chức cho học sinh hoạt động, chủ động chiếm lĩnh trithức, hình thành kĩ năng, rèn luyện phương pháp tự học, khả năng vận dụng kiến

thức vào thực tiễn “Kỹ năng đọc và xử lý số liệu của đồ thị trong bài tập hóa học vô cơ” sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy và học Hóa học ở trường phổ

thông

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

Việc dạy, học môn Hóa học của giáo viên, học sinh trong nhà trường THPThiện nay là phụ thuộc chủ yếu vào nội dung, bố cục của sách giáo khoa đã khiến cho

giáo viên, học sinh chịu nhiều áp lực về thời gian trong quá trình thực hiện “Kỹ năng đọc và xử lý số liệu của đồ thị trong bài tập hóa học vô cơ” có thể giúp

giáo viên kết nối nhiều đơn vị kiến thức thậm trí nhiều bài học gắn kết lại với nhaulàm cho nội dung kiến thức được đơn giản hóa, ngắn gọn lại, tiết kiệm được thờigian nhưng đồng thời lại nghiên cứu được nhiều kiến thức cùng lúc, tìm ra đượcđiểm giống, khác nhau giữa các vấn đề nghiên cứu giúp cho học sinh dễ dàng trongquá trình học bài và nhớ được kiến thức lâu hơn

Hiện nay, trong chương trình Hóa học THPT sử dụng Sách giáo khoa theo haiban riêng biệt là Ban cơ bản và Ban nâng cao Trong thời gian từ năm 2007 đến nay,tôi đã áp dụng hiệu quả phương pháp so sánh trong một số bài học cụ thể của cả 3 khối 10, 11, 12 được học sinh ủng hộ và đồng nghiệp đánh giá cao

2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm hoặc các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề

Dạng 1: XO 2 phản ứng với dung dịch M(OH) 2

I Thiết lập hình dáng của đồ thị.

+ Khi sục CO 2 vào dung dịch chứa a mol Ca(OH)2 thì đầu tiên xảy ra pư

CO 2 + Ca(OH) 2 → CaCO 3 ↓ + H 2 O

Suy ra:

 Lượng kết tủa tăng dần

 Số mol kết tủa luôn bằng số mol CO 2

 Số mol kết tủa max = a (mol)

 đồ thị của pư trên là:

CaCO 3 + CO 2 + H 2 O → Ca(HCO 3 ) 2

Suy ra:

 Lượng kết tủa giảm dần đến 0 (mol)

 Đồ thị đi xuống một cách đối xứng

II Phương pháp giải:

 Dáng của đồ thị: Hình chữ V ngược đối xứng

 Tọa độ các điểm quan trọng

VD1: Sục từ từ đến dư CO 2 vào dung dịch Ca(OH) 2 Kết quả

thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị như hình bên Giá trị

VD2: Hấp thụ hết V lít CO2 ở đktc vào 4 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,05 M thu được 15 gam

kết tủa Giá trị của V là

A 4,48 lít hoặc 5,6 lít B 3,36 lít C 4,48 lít D 3,36

lít hoặc 5,60 lít.

+ Theo giả thiết ta có: Ca(OH) 2 = 0,4 mol  CaCO 3 max = 0,4 mol

+ Vì CaCO 3 = 0,1 mol nên ta có đồ thị:

+ Đồ thị của bài toán:

VD5: Trong 1 bình kín chứa 0,2 mol Ba(OH) 2 Sục vào bình lượng CO 2 có giá trị biến thiên

trong khoảng từ 0,05 mol đến 0,24 mol thu được m gam kết tủa Giá trị của m biến thiên trong

khoảng nào sau đây?

Giải + Theo giả thiết ta có đồ thị:

+ Nhưng kết tủa phải biến thiên trong khoảng: 9,85 gam đến cực đại là 39,4 gam.

VD6: Sục từ từ 0,6 mol CO2 vào V lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,5M thu được 2x mol kết

tủa Mặt khác khi sục 0,8 mol CO 2 cũng vào V lít dung dịch chứa Ba(OH)2 0,5M thì thu

được x mol kết tủa Giá trị của V, x lần lượt là

A V = 1,0 lít; x = 0,2 mol B V = 1,2 lít; x = 0,3 mol.

C V = 1,5 lít; x = 0,5 mol D V = 1,0 lít; x = 0,4 mol.

Giải

pư hòa tan kết tủa.

+ TH1: Ứng với 0,6 mol có không có pư hòa tan kết tủa Đồ thị như sau:

2x x

V 0,8 x   V = 1,0 và x = 0,2.V V = 1,0 và x = 0,2.= V = 1,0 và x = 0,2.1,0 V = 1,0 và x = 0,2.v V = 1,0 và x = 0,2.x V = 1,0 và x = 0,2.= V = 1,0 và x = 0,2.0,2 à x = 0,2.

VD7: Sục từ từ đến dư CO 2 vào một cốc đựng dung dịch

lượng kết tủa đã xuất hiện là m gam Giá trị của m là

(Hình 1)

Giải

+ Dễ thấy kết tủa cực đại = 0,3 + (1 – 0,3): 2 = 0,65 mol.

+ Từ kết quả trên ta vẽ lại đồ thị(hình 2): Từ đồ thị này suy

VD8: Sục CO 2 vào 200 gam dung dịch Ca(OH) 2 ta có

kết quả theo đồ thị như hình bên Tính C% của chất

tan trong dung dịch sau pư?

Câu 1: Trong bình kín chứa 15 lít dung dịch Ca(OH) 2 0,01M Sục vào bình x mol CO 2 ( 0,02 ≤

x ≤ 0,16) Khối lượng kết tủa biến thiên trong khoảng nào?

A 0 đến 15 gam B 2 đến 14 gam.

C 2 đến 15 gam D 0 đến 16 gam.

Câu 2: Sục từ từ đến dư CO 2 vào dung dịch

diễn trên đồ thị như hình bên Giá trị của a và

Câu 3: Sục từ từ CO2 vào V lít dung dịch Ba(OH) 2 0,5M, kết quả thí nghiệm biểu diễn trên

Câu 4: Sục từ từ đến dư CO 2 vào dung

nghiệm được biểu diễn trên đồ thị như

hình bên Giá trị của V và x là

Câu 5: Sục CO 2 vào 200 gam dung dịch Ca(OH) 2 ta có

kết quả theo đồ thị như hình bên Tính C% của chất tan

trong dung dịch sau pư?

+ Ta thấy: Số mol OH - = (x + 2y)  CO 32- max = (0,5x + y)

+ Từ đó ta có đồ thị biểu thị quan hệ giữa số mol CO 32- và CO 2 như sau:

nCO2

n

CO32-x+2y y+x

y+0,5x y

+ Mặt khác: số mol Ca 2+ = y (mol)

 số mol CaCO 3(max) = y (mol)

Suy ra: Số mol kết tủa max = y (mol) Đồ thị của pư trên là:

nCO2

nCaCO3

x+2y y+x

y

II Phương pháp giải

 Dáng của đồ thị: Hình thang cân

 Tọa độ các điểm quan trọng

+ Từ đồ thị và số mol của các ion ta suy ra:

 x = kết tủa cực đại = 0,15 mol.

x = ?

2 Mức độ hiểu

VD3: Sục V lít CO2 (đktc) vào 200 ml dung dịch hỗn hợp KOH 0,5M và Ba(OH) 2

0,375M thu được 11,82 gam kết tủa Giá trị của V là

0,075 0,06

VD4: Dẫn từ từ 4,928 lít CO2 ở đktc vào bình đựng 500 ml dung dịch X gồm Ca(OH) 2 xM

và NaOH yM thu được 20 gam kết tủa Mặt khác cũng dẫn 8,96 lít CO 2 đktc vào 500 ml dung dịch X trên thì thu được 10 gam kết tủa Tính x, y ?

nCaCO3

0,4 0

0,5x

0,2 0,1

gồm Ca(OH) 2 và KOH ta quan sát hiện

tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính

theo đơn vị mol) Giá trị của x là

VD8: Khi sục từ từ đến dư CO2 vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol NaOH và b mol Ca(OH) 2 , kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

5,6 lít khí H 2 (đktc) Sục 8,96 lít khí CO 2 (đktc) vào dung dịch X, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là

A 49,25 B 39,40.

Câu 2(A_2013): Hh X gồm Na, Ba, Na2O và BaO Hòa tan hoàn toàn 21,9 gam X vào

nước, thu được 1,12 lít khí H2 (đktc) và dung dịch Y, trong đó có 20,52 gam Ba(OH)2 Hấp thụ hoàn toàn 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào Y, thu được m gam kết tủa Giá trị của m là

Câu 3: Sục V lít CO2 (đktc) vào dung dịch hh chứa x mol NaOH và y mol Ba(OH)2 Để

kết tủa thu được là cực đại thì giá trị của V là

A 22,4.y  V  (x + y).22,4 B V = 22,4.(x+y)

C 22,4.y  V  (y + x/2).22,4 D V = 22,4.y

Câu 4: Dung dịch A chứa a mol Ba(OH) 2 và m

tủa biến đổi theo hình bên Giá trị của a và m là

Câu 5: Sục CO 2 vào dung dịch chứa Ca(OH) 2

và NaOH ta thu được kết quả như hình bên Giá

Dạng 3: OH - phản ứng với dung dịch Al 3+

I Thiết lập dáng của đồ thị

+ Pư xảy ra:

+ Đồ thị biểu diễn hai pư trên như sau:

II Phương pháp giải:

 Dáng của đồ thị: Tam giác không cân

 Tọa độ các điểm quan trọng

+ Điểm xuất phát: (0,0)

+ Điểm cực đại(kết tủa cực đại): (a, 3a)[a là số mol của Al 3+]  kết tủa cực đại là a mol.

+ Điểm cực tiểu: (0, 4a)

+ Vì Al 3+ = 0,3 mol  kết tủa max = 0,3 mol.

+ Số mol NaOH = 1,1 mol.

VD4: Cho 800 ml dung dịch KOH x mol/l pư với 500 ml dung dịch Al2 (SO 4 ) 3 0,4M đến

pư hoàn toàn thu được 11,7 gam kết tủa Tính x?

Giải + Số mol Al3+ = 0,4 mol  kết tủa max = 0,4 mol

Chú ý: Khi thêm OH - vào dung dịch chứa x mol H + và a mol Al 3+ thì OH - pư với H + trước

-x

VD5(A_2014): Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hh gồm a mol HCl

và b mol AlCl 3 , kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

0,4

sè mol Al(OH)3

sè mol OH 2,8

-0,8

Tỉ lệ a : b là

VD6: Cho từ từ V ml dung dịch NaOH 1M vào 200 ml dung dịch gồm HCl 0,5M và

Al 2 (SO 4 ) 3 0,25M Đồ thị biểu diễn khối lượng kết tủa theo V như hình dưới Giá trị của a,

Câu 3: Hoà tan hết m gam Al2 (SO 4 ) 3 vào nước được dung dịch A Cho 300 ml dung dịch NaOH 1M vào A, thu được x gam kết tủa Mặc khác, nếu cho 400 ml dung dịch NaOH 1M vào A, cũng thu được x gam kết tủa Giá trị của m là

Câu 4: Cho 150 ml dung dịch KOH 1,2M tác dụng với 100 ml dung dịch AlCl3 nồng độ x mol/l, thu được dung dịch Y và 4,68 gam kết tủa Loại bỏ kết tủa, thêm tiếp 175 ml dung dịch KOH 1,2M vào Y, thu được 2,34 gam kết tủa Giá trị của x là

D 1,0

Câu 5: Cho 200 ml dung dịch Al2(SO4)3 tác dụng với dung dịch NaOH 1M nhận thấy số mol

kết tủa phụ thuộc vào thể tích dung dịch NaOH theo đồ thị sau Nồng độ của dung dịch Al2(SO4)3 trong thí nghiệm trên là:

Câu 6: Rót từ từ dung dịch Ba(OH) 2 0,2M vào 150 ml dung dịch AlCl 3 0,04M thấy lượng kết

0,06

II Phương pháp giải:

 Dáng của đồ thị: Tam giác không cân

 Tọa độ các điểm quan trọng

+ Điểm xuất phát: (0,0)

+ Điểm cực đại(kết tủa cực đại): (a, a)[a là số mol của Al 3+]  kết tủa cực đại là a mol.

+ Điểm cực tiểu: (0, 4a)

VD4: Nhỏ từ từ dung dịch HCl vào dung dịch NaAlO 2 Kết quả thí nghiệm được biểu diễn bằng đồ thị sau:

VD5: Rót từ từ dung dịch HCl 0,1M vào 200 ml dung dịch K[Al(OH)4] 0,2M Khối lượng kết

tủa thu được phụ thuộc vào V (ml) dung dịch HCl như hình bên dưới Giá trị của a và b lần lượt là:

+ Ta có số mol Al(OH) 3 trên đồ thị = 1,56 : 78 = 0,02 mol  n H+ = 0,02 mol (1)

+ Số mol K[Al(OH) 4 ] = 0,04 mol  kết tủa cực đại = 0,04 mol.

+ Từ đồ thị  n H+ – 0,04 = 3(0,04 – 0,02)  n H+ = 0,1 mol (2)

+ Từ (1, 2)  a = 200 ml và b = 1000 ml.

3 Mức độ vận dụng

Chú ý: Khi thêm H + vào dung dịch chứa OH - và AlO 2 - thì H + pư với OH - trước sau đó H +

0

sè mol Al(OH)3

sè mol H + a

+ Từ đồ thị suy ra: a = 0,04 + 0,01 = 0,05 mol; 0,12 - b = 0,01.3  b = 0,09 mol

+ Từ đó suy ra: V = 25 ml hoặc 45 ml.

VD7: Cho dung dịch chứa x mol HCl vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol NaAlO2 và b mol NaOH Khuấy đều để phản ứng xảy ra hoàn toàn thì thu được dung dịch trong suốt Điều kiện chính xác nhất của x là:

A x ≤ b hoặc x ≥ (4a + b)

B b ≤ x ≤ (4a + b)

C x ≤ b

D x ≥ (4a + b) Giải

+ Số mol NaAlO 2 = a mol  kết tủa cực đại = a mol

+ Theo giả thiết ta có sơ đồ: