Hướng dẫn giải bài tập tính theo phương trình hóa học đối với học sinh lớp 8

Qua thực tế nhiều năm giảng dạy, tôi nhận thấy trong các dạng bài tập ở môn hóa học 8 – lớp đặt nền móng việc học tập bộ môn sau này khiến nhiều học sinh cảm thấy khó nhất, hay vướng mắc nhất, lúng túng nhất khi gặp phải, đó là dạng bài tập tính theo phương trình hóa học. Chính vì vậy mà tôi lựa chọn chuyên đề “Hướng dẫn giải bài tập tính theo phương trình hóa học đối với học sinh lớp 8” nhằm giúp cho các em học sinh có thể nắm được phương pháp hiệu quả nhất để trinh phục dạng bài tập này

Chuyên đề: “Hướng dẫn giải bài tập tính theo phương trình hóa học đối với học sinh lớp 8”

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn chuyên đề:

Trong những năm gần đây, mục tiêu nâng cao chất lượng mũi nhọn học sinh giỏi và giáo dục đại trà, giảm tỉ lệ học sinh yếu kém luôn luôn được các đơn

vị nhà trường quan tâm chú trọng do đây là danh dự cũng như là bộ mặt của mỗi nhà trường Vậy, làm thế nào để giảm được tỉ lệ học sinh yếu kém, nâng cao chất lượng đại trà trong mỗi nhà trường? Câu hỏi này đã được các cấp lãnh đạo ngành giáo dục, các nhà trường và bản thân giáo viên của từng bộ môn đặt ra và

đi tìm câu trả lời trong rất nhiều cuộc họp, hội nghị, hội thảo chuyên đề các cấp

Là một giáo viên đang trực tiếp giảng dạy môn hóa học ở trung học cơ sở, tôi cũng nhận thấy tỉ lệ học sinh yếu kém môn của mình trong những năm gần đây cũng không hề nhỏ Nguyên nhân dẫn đến tỉ lệ học sinh yếu kém có nhiều, chủ quan cũng có, khách quan cũng có Trong đó có nguyên nhân do đặc thù ở bộ môn hóa học 8 là môn học mà các em học sinh mới bắt đầu được tiếp cận nên còn thấy mới mẻ, lúng túng và gặp nhiều khó khăn trong việc tìm cho mình phương pháp học và làm bài tập hiệu quả Ngoài việc phải nắm chắc lí thuyết thì đòi hỏi các em còn phải biết vận dụng vào làm các dạng bài tập hóa học định tính và định lượng đầu tiên của chương trình Do mới tiếp cận cho nên nhiều em cảm thấy khó, trừu tượng, không hiểu, không biết làm, dẫn đến các em có tâm lí ngại học và đăc biệt là ngại làm bài tập hóa học, điều này làm cho chất lượng học tập của bộ môn thấp Qua thực tế nhiều năm giảng dạy, tôi nhận thấy trong các dạng bài tập ở môn hóa học 8 – lớp đặt nền móng việc học tập bộ môn sau này - khiến nhiều học sinh cảm thấy khó nhất, hay vướng mắc nhất, lúng túng nhất khi gặp phải, đó là dạng bài tập tính theo phương trình hóa học Chính vì

vậy mà tôi lựa chọn chuyên đề “Hướng dẫn giải bài tập tính theo phương

trình hóa học đối với học sinh lớp 8” nhằm giúp cho các em học sinh có thể

nắm được phương pháp hiệu quả nhất để trinh phục dạng bài tập này

Mặc dù bài tập tính theo phương trình hóa học rất đa dạng, phong phú, có nhiều mức độ khác nhau, xong trong phạm vi chuyên đề này tôi chỉ xin giới thiệu hai dạng cơ bản nhất mà đòi hỏi học sinh phải nắm chắc ngay từ lớp 8, đó là: Bài tập tính theo phương trình hóa học cơ bản và dạng bài tập có lượng chất

dư Bởi theo tôi nghĩ, khi các em đã nắm chắc phương pháp giải hai dạng bài tập

này rồi thì sẽ có thể dễ dàng vận dụng để làm các dạng phức tạp hơn như bài tập tính theo phương trình hóa học có liên quan đến nồng độ; hiệu suất phản ứng; tính theo nhiều phản ứng nối tiếp; hỗn hợp; bài toán có lượng tạp chất, chất không tinh khiết; tìm công thức hóa học dựa vào phương trình phản ứng…

2 Mục đích của chuyên đề

Đối với giáo viên:

- Chuyên đề được viết nhằm giúp giáo viên hướng dẫn đối tượng học sinh yếu kém môn hóa học lớp 8 trường THCS Tích Sơn nắm được phân loại và cách giải dạng bài tập tính theo phương trình hóa học cơ bản ở lớp 8 Đồng thời nó cũng là tài liệu cho các đồng nghiệp tham khảo trong việc nâng cao chất lượng giảng dạy, bồi dưỡng và phụ đạo học sinh yếu kém môn hóa lớp 8

- Qua việc xây dựng chuyên đề, tôi mong muốn được cùng chia sẻ, học hỏi kinh nghiệm, phương pháp, cách thức tiến hành cùng trong việc nâng cao chất lượng phụ đạo học sinh yếu kém môn hóa học 8 cùng với các đồng nghiệp, qua đó góp phần nâng cao chất lượng bộ môn

Đối với học sinh:

- Sau khi được áp dụng chuyên đề này, học sinh phải nắm chắc và có khả năng vận dụng thành thạo cách giải bài tập tính theo phương trình hóa học cơ bản ở lớp 8 Từ đó tạo tiền đề cho các em có thể làm được các dạng bài tập tính theo phương trình hóa học ở mức độ khó hơn

- Qua chuyên đề, học sinh được củng cố, khắc sâu kiến thức đã học về công thức hóa học, quy tắc hóa trị, phương trình hóa học, ý nghĩa của phương trình hóa học Thấy được mối liên hệ chặt chẽ giữa lí thuyết và bài tập hóa học

- Giúp học sinh chủ động tiếp thu kiến thức một cách vững vàng, quên đi cảm giác sợ học môn hóa học, đặc biệt là sợ làm bài tập hóa học Từ đó giúp các

em yêu thích môn hóa học hơn, tâm lí thoải mái hơn trong giờ học, khơi dậy niềm đam mê, hứng thú với môn học

3 Cấu trúc của chuyên đề

Trong chuyên đề này, tôi trình bày hai dạng bài tập tính theo phương trình hóa học mà học sinh lớp 8 mới được tiếp cận Mỗi dạng tôi đều đưa ra dấu hiệu nhận biết, phương pháp giải, bài tập minh họa và cuối cùng là những bài học kinh nghiệm rút ra được từ quá trình thực hiện

NỘI DUNG Chương 1 Hệ thống hóa nội dung kiến thức

1 Mục tiêu

Kiến thức: Học sinh biết được:

- Phương trình hoá học cho biết tỉ lệ số mol, tỉ lệ thể tích giữa các chất bằng tỉ lệ số nguyên tử hoặc phân tử các chất trong phản ứng

- Các bước tính theo phương trình hoá học

Kĩ năng:

- Rèn kĩ năng viết công thức hóa học, lập phương trình hóa học

- Tính được tỉ lệ số mol giữa các chất theo phương trình hoá học cụ thể

- Tính được khối lượng chất phản ứng để thu được một lượng sản phẩm xác định hoặc ngược lại

- Tính được thể tích chất khí tham gia hoặc tạo thành trong phản ứng hoá học

- Vận dụng giải thành thạo các dạng bài tập tính theo phương trình hóa học đơn giản

Thái độ:

- Giáo dục cho học sinh đức tính cần cù, chị khó trong học tập

- Có niềm đam mê, hứng thú với môn học, có ý thức tự học

Năng lực:

- Năng lực sử dụng ngôn ngữ hóa học

- Năng lực tính toán hóa học

- Năng lực vận dụng kiến thức hóa học vào cuộc sống

2 Hệ thống kiến thức

Để làm tốt dạng bài tập tính theo phương trình hóa học, đòi hỏi học sinh phải nắm chắc hệ thống kiến thức liên quan sau:

- Nắm vững các khái niệm về cấu tạo nguyên tử, phân tử, nguyên tử khối, phân tử khối, cách tính phân tử khối Các khái niệm về phản ứng hóa học và các đại lượng: lượng chất (n), khối lượng chất (m), thể tích mol của chất khí (V); khối lượng mol (M)

- Lập đúng công thức hóa học theo quy tắc hóa trị.

- Nắm vững diễn biến của phản ứng hóa học, thành thạo các bước lập phương trình hóa học, hiểu được ý nghĩa của phương trình hóa học Đặc biệt là xác định được đúng tỉ lệ số nguyên tử, phân tử của từng cặp chất trong phản ứng (cũng chính là tỉ lệ số mol của cặp chất đó)

3 Phương pháp dạy học

Để hướng dẫn học sinh làm các dạng bài tập trong chuyên đề, tôi kết hợp

sử dụng các phương pháp:

- Phương pháp đàm thoại nêu vấn đề.

- Phương pháp vấn đáp, gợi mở

- Phương pháp thảo luận nhóm

Cách tiến hành:

Trong quá trình dạy, tôi phân dạng, lấy ví dụ minh họa rồi hướng dẫn học sinh phân tích đề bài tìm giả thiết và kết luận Tìm mối liên hệ qua các công thức tính toán để xác định hướng giải Sau đó trình bày lời giải mẫu, yêu cầu học sinh tự rút ra các bước làm Tiếp theo, tôi cho bài tập tương tự, yêu cầu học sinh thảo luận nhóm nhỏ phân tích dữ kiện tìm lời giải Gọi hai học sinh lên trình bày lời giải theo hai cách khác nhau, lớp nhận xét rồi cuối cùng giáo viên nhận xét, chốt lại kết quả

Chương 2 Các dạng bài tập và phương pháp giải các bài tập tính theo phương trình hóa học với học sinh yếu kém môn hóa học lớp 8:

Dạng bài tập tính theo phương trình hóa học rất đa dạng và phong phú, có nhiều mức độ vận dụng Tuy nhiên, trong phạm vi chuyên đề này tôi chỉ xin giới

thiệu hai dạng cơ bản nhất mà học sinh cần phải nắm được Đó là: Dạng bài tập

tính theo phương trình hóa học cơ bản và Dạng bài tập có lượng chất dư

Do chuyên đề hướng tới đối tượng học sinh yếu kém của lớp 8, là lớp mới bắt đầu tiếp cận với môn hóa học và bài tập hóa học nên các bài tập minh họa cho từng dạng tôi chỉ lựa chọn ở mức độ biết và hiểu (các phản ứng coi như xảy

ra hoàn toàn, hiệu suất đạt 100%) cho phù hợp

Cụ thể như sau:

Dạng 1 Bài tập tính theo phương trình hóa học cơ bản

* Dấu hiệu nhận biết:

Đề bài cho biết dữ kiện (như số mol hoặc khối lượng hoặc thể tích chất khí hoặc số nguyên tử hoặc phân tử) của một chất trên phương trình Yêu cầu tính khối lượng hoặc thể tích chất khí hoặc số nguyên tử, số phân tử của chất còn lại

* Phương pháp giải:

Cách 1: Giáo viên hướng dẫn học sinh giải theo 5 bước sau:

+ Bước 1: Nghiên cứu kĩ đề bài, xác định dữ kiện chất đã biết và dữ kiện chất cần tìm

+ Bước 2: Đổi dữ kiện đã biết về số mol

Áp dụng một trong các công thức sau:

1) n = M m (mol) 2) nkhí = 22, 4V (mol) (ở đktc) 3) n = số nguyên tử hoặc số phân tử : N (mol) (N = 6.1023làsố Avogađro)

+ Bước 3: Lập phương trình hóa học của phản ứng

+ Bước 4: Dựa vào phương trình hóa học rút tỷ lệ số mol chất cần tìm theo số mol chất đã biết

+ Bước 5: Giải quyết các yêu cầu của đề:

Chuyển đổi số mol các chất vừa tìm về khối lượng (m = n.M), về thể tích (V = n.22,4), về số nguyên tử (phân tử) = n N Trả lời và ghi đáp số

Cách 2: Hướng dẫn học sinh dựa vào PTHH và tỉ lệ về hệ số cân bằng (tỉ

lệ mol) của cặp chất đề bài cho dữ kiện và chất cần tìm, áp dụng qui tắc tam suất

để tính nhanh khối lượng hoặc thể tích chất mà không cần đổi dữ kiện ra số mol (cần chú ý các chất phải cùng đơn vị tính) Ví dụ:

gam  gam

gam  gam

gam  mol gam  mol

gam  lít gam  lít

lít  lít lít  lít

* Một số bài tập minh họa:

Bài 1 Cacbon cháy trong oxi hoặc không khí sinh ra khí cacbon đioxit:

C + O2

0

t

  CO2

Tính thể tích khí oxi cần dùng (ở đktc) để đốt cháy hết 1,2 gam cacbon.

Hướng dẫn học sinh:

+ Đề bài cho 1,2 gam là đại lượng gì?

+ Tính số mol của 1,2 gam C?

+ Viết PTHH của phản ứng xảy ra.

+ Dựa vào PTHH tính số mol O2 theo số mol của C?

+ Tính thể tích khí O2 theo công thức nào?

Lời giải:

Cách 1:

Số mol của C tham gia phản ứng: nC = 1, 212 = 0,1 mol

Phương trình hóa học: C + O2

0

t

  CO2

Theo phương trình hóa học, ta có: nO 2= nC = 0,1 mol

Thể tích khí O2 cần dùng ở đktc là: VO 2 = 22,4.0,1 = 2,24 (lít)

Vậy, đốt cháy hết 1,2 gam cacbon thì cần dùng 2,24 lít khí oxi ở đktc

Cách 2:

Phương trình hóa học: C + O2

0

t

  CO2

Theo PTHH: 1 → 1 (mol)

 12 gam → 22,4 lít

Vậy: 1,2 gam → ?

Thể tích khí O2 cần dùng ở đktc là: VO 2 = 1, 2.22, 412 = 2,24 (lít)

Bài 2 (bài tập 1 trang 75 SGK hóa 8)

Sắt tác dụng với axit clohiđric: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Nếu có 2,8 g sắt tham gia phản ứng, em hãy tìm:

a) Thể tích khí hiđro thu được ở đktc

b) Khối lượng axit clohiđric cần dùng

Hướng dẫn học sinh:

+ Xác định chất tham gia? Sản phẩm?

+ Đề cho biết đại lượng nào (HS: khối lượng Fe)?

+ Đề bài yêu cầu tính cái gì? (HS: Thể tích khí H2, khối lượng HCl)

+ Muốn tìm được khối lượng/ thể tích của chất đó ta áp dụng công thức nào? + Trong công thức đó ta đã biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? + Làm thế nào để tính được số mol của khí H2 và HCl ?

Lời giải:

Cách 1:

Số mol sắt tham gia phản ứng là: nFe = 256,8 = 0,05 mol

Phương trình hóa học: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

a) Theo phương trình hóa học: nH2= nFe = 0,05 (mol)

Thể tích khí thu được ở đktc là: VH2 = 22,4 nH2 = 22,4.0,05 = 1,12 (lít) b) Theo phương trình hóa học: nHCl = 2nFe = 2.0,05 = 0,1 (mol)

Khối lượng của axit clohiđric cần dùng là: mHCl = nHCl.MHCl = 0,1.36,5 = 3,65(g)

Cách 2:

Phương trình hóa học: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2

Theo PTHH: 56(g) 2.36,5(g) 22,4 (l)

Vậy: 2,8(g) x y

 a) VH2= y = 2,856.22,4 = 1,12 (lít)

b) mHCl = x = 2.3656,5.2,8 = 3,65 (g)

(Khi học sinh đã hiểu thì không cần thiết phải đặt dòng tỉ lệ mol ở dưới các công thức hóa học như bài 1mà chỉ cần đặt tỉ lệ khối lượng, thể tích các chất liên quan Chú ý nhân tỉ lệ (số mol) trước mỗi công thức và phải dóng thẳng cột các đại lượng cần tính toán)

Bài 3 (bài tập 2 trang 75 SGK hóa 8)

Lưu huỳnh (S) cháy trong không khí sinh ra chất khí mùi hắc, gây ho, đó

là khí lưu huỳnh đioxit (còn gọi là khí sunfurơ) có công thức hóa học là SO2

a) Viết phương trình hóa học phản ứng lưu huỳnh cháy trong không khí b) Biết khối lượng lưu huỳnh tham gia phản ứng là 1,6 gam Hãy tìm:

- Thể tích khí lưu huỳnh đioxit sinh ra ở đktc

- Thể tích không khí cần dùng ở đktc Biết khí oxi chiếm 1/5 thể tích của không khí

Hướng dẫn học sinh:

+ Đề bài cho biết cái gì?

+ Yêu cầu tính cái gì?

+ Áp dụng công thức nào để tính thể tích chất khí ở đktc? (V = n.22,4) + Trong công thức đó ta đã biết đại lượng nào? Cần tìm đại lượng nào? (cần tìm số mol (n) của SO2)

+ Làm thế nào để tính được số mol SO2? (dựa vào PTHH và số mol S) + Tính số mol của 1,6 gam S?

+ Viết PTHH của phản ứng xảy ra?

+ Dựa vào PTHH tính số mol SO2, O2 theo số mol của S

+ Áp dụng công thức nào để tính được thể tích khí SO2 và khí O2?

+ Tính thể tích không khí cần dùng bằng cách nào? (thể tích khí oxi chiếm 1/5 thể tích không khí  thể tích không khí gấp 5 lần thể tích oxi)

Lời giải:

Cách 1:

a) Phương trình hóa học: S + O2

0

t

  SO2

b) Số mol của S tham gia phản ứng: nS = 132,6 = 0,05 (mol)

Theo phương trình hóa học, ta có: nSO 2 = nO2 = nS = 0,05 (mol)

- Thể tích khí sunfurơ sinh ra ở đktc là: VSO 2 = 22,4.0,05 = 1,12 (lít)

- Thể tích khí oxi cần dùng ở đktc là: VO2 = 22,4.0,05 = 1,12 (lít)

Vì khí oxi chiếm 1/5 thể tích của không khí nên thể tích không khí cần dùng ở đktc là: Vkk = 5.VO2= 5.1,12 = 5,6 (lít)

Vậy, đốt cháy 1,6 gam lưu huỳnh thì cần 5,6 lít không khí và sinh ra 1,12 lít khí lưu huỳnh đioxit ở đktc

Cách 2:

a) Phương trình hóa học: S + O2 t0

  SO2 b) Theo PTHH: 32(g) 22,4(l) 22,4 (l)

Vậy: 1,6(g) ? ?

 VSO2= VO2 = 1,6.22, 432 = 1,12 (lít)

Thể tích không khí cần dùng là: Vkk = 5.VO2= 5.1,12 = 5,6 (lít)

Bài 4 Sắt tác dụng với lưu huỳnh tạo thành sắt(II) sunfua (FeS) Tính khối

lượng sắt(II) sunfua thu được nếu có 1,5.1023 nguyên tử sắt tham gia phản ứng

Hướng dẫn học sinh:

+ Tính số mol của 1,5.1023 nguyên tử sắt như thế nào? (n = 2323

10 6

10 5 , 1

?) + Lập PTHH

+ Tính số mol FeS theo số mol Fe

+ Tính khối lượng mol FeS: MFeS =?

+ Tính khối lượng FeS theo công thức nào? (mFeS = nFeS.MFeS)

Lời giải:

a) Số mol sắt tham gia phản ứng là: nFe = 1,5.102323

Phương trình hóa học: Fe + S t0

  FeS Theo phương trình hóa học: nFeS = nFe = 0,25 (mol)

Khối lượng sắt(II) sunfua thu được là: mFeS = nFeS.MFeS = 0,25.88 = 22 (gam)

Bài 5 Khí metan (CH4) có nhiều trong khí tự nhiên và trong khí biogas Khí metan cháy trong không khí sinh ra khí cacbon đioxit (CO2) và hơi nước theo phương trình: CH4 + 2O2

0

t

  2H2O + CO2

Tính thể tích khí CO2 sinh ra khi đốt cháy hết 6,72 lít khí metan ở đktc

Hướng dẫn học sinh:

+ Đề bài cho dữ kiện gì?

+ Tính số mol của 6,72 lít khí metan?

+ Viết PTHH của phản ứng xảy ra.

+ Dựa vào PTHH tính số mol CO2

+ Áp dụng công thức nào để tính được thể tích khí CO2?

Lời giải:

Cách 1:

nCH 4 = 226,72,4 = 0,3 (mol) Phương trình hóa học: CH4 + 2O2

0

t

  2H2O + CO2

Theo phương trình hóa học: nCO2 = nCH 4 = 0,3 (mol)

Thể tích CO2 sinh ra ở đktc là: VCO2 = 22,4 nCO 2= 22,4.0,3 = 6,72 (lít)

Vậy, đốt 6,72 lít khí metan ở đktc sẽ thu được 6,72 lít khí CO2

Cách 2:

Ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất, tỉ lệ về tích cũng chính là tỉ lệ về

số mol nên theo PTHH nCO2 = nCH 4  VCO2 = VCH 4 = 6,72 (lít)

* Bài học kinh nghiệm:

- Đối với dạng 1 thì mấu chốt là giáo viên phải hướng dẫn học sinh lập đúng phương trình hóa học, xác định được mối liên hệ về số mol của cặp chất đề bài cho dữ kiện và chất cần tìm để từ đó rút ra được số mol chất theo yêu cầu của đề bài Nắm vững các công thức tính toán để vận dụng

- Đối với chất khí, đo ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất thì tỉ lệ về thể tích cũng chính là tỉ lệ về số mol, ta có thể dựa vào phương trình hóa học và

tỉ lệ mol để tính nhanh thể tích

- Có thể củng cố, khắc sâu kiến thức cho các em bằng cách sau khi giáo viên làm mẫu xong thì yêu cầu học sinh tự khái quát lại các bước làm, vận dụng làm các bài tập tương tự (theo cả 2 cách) Thậm chí, trên cơ sở đó hướng dẫn các em cách tự xây dựng đề bài bằng cách đổi dữ kiện, đổi chất…để tăng hứng thú và có tác dụng “kích não” các em

- Thường xuyên động viên, khích lệ học sinh trong giờ học Tạo không khí học tập thân thiện, cởi mở trong giờ để các em có tình yêu đối với môn học Qua đó truyền cho các em cảm hứng học tập, có như vậy hiệu quả mới được nâng lên, giờ học mới hiệu quả

- Khi học sinh hiểu rõ vấn đề, thành thạo cách làm rồi thì nên hướng dẫn học sinh tự vận dụng làm bài theo cách 2 Cách này có ưu điểm là: Học sinh không cần đổi dữ kiện ra số mol nên tiết kiệm được thời gian làm bài và giảm sai số khi phép tính bị lẻ do không phải qua các phép tính trung gian Đặc biệt khi đề cho đơn vị tính khác với đơn vị tính trong công thức thì các em cũng không cần đổi đơn vị vẫn làm được