Giúp học sinh chinh phục nhanh các bài tập có đồ thị minh họa bằng cách nhìn nhận điểm mấu chốt trên đồ thị

MỤC LỤCTRANG SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA TRƯỜNG THPT LƯƠNG ĐẮC BẰNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM GIÚP HỌC SINH CHINH PHỤC NHANH CÁC BÀI TẬP CÓ ĐỒ THỊ MINH HỌA BẰNG CÁCH NHÌN NHẬN ĐIỂM MẤU

MỤC LỤC

TRANG

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HÓA

TRƯỜNG THPT LƯƠNG ĐẮC BẰNG

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM

GIÚP HỌC SINH CHINH PHỤC NHANH CÁC BÀI TẬP CÓ

ĐỒ THỊ MINH HỌA BẰNG CÁCH NHÌN NHẬN ĐIỂM MẤU

CHỐT TRÊN ĐỒ THỊ

Người thực hiện: Đào Thị Hoa Chức vụ: Giáo viên

Đơn vị công tác: Trường THPT Lương Đắc Bằng Sáng kiến kinh nghiệm thuộc môn : Hóa Học

THANH HÓA, NĂM 2019

1.2 Mục đích nghiên cứu……… ……… 2

1.3 Đối tượng nghiên cứu……….………… 2

1.4 Phương pháp nghiên cứu……… 2

2 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM……… 2

2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm……… 2

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

2.3 Giải pháp thực hiện ……… 3

2.3.1 Cơ sở lý thuyết của dạng toán ……… 3

2.3.2 Một số bài tập áp dụng ……… 4

2.3.4 Bài tập tham khảo ……… 9

2.3.5 Bài kiểm tra 10 phút……… 12

2.4 Hiệu quả của sáng kiến kinh nghiệm đối với hoạt động giáo dục, với bản thân nghề nghiệp và nhà trường……… 15

3 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ………. 15

3.1 Kết luận ……… 15

3.2 Kiến nghị ……… 16 Tài liệu tham khảo

1 MỞ ĐẦU

1.1 Lý do chọn đề tài

Trong nhiều năm qua, do yêu cầu luyện thi THPT Quốc Gia nên bài tập hóa học rất phát triển, bộ giáo dục xây dựng nhiều bài tập tổng hợp chứa đựng nhiều nội dung, kiến thức hóa học, không ngừng được bổ sung bài tập mới có nội dung hay và có tác dụng tốt

Việc dạy học không thể thiếu bài tập Sử dụng bài tập để luyện tập là một biện pháp hết sức quan trọng góp phần nâng cao chất lượng dạy học Sử dụng bài tập để luyện tập cho học sinh là phương tiện cơ bản để dạy cho học sinh tập vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn đời sống sản xuất và tập nghiên cứu khoa học

Đối với học sinh giải bài tập là một phương pháp hoạt động tích cực, có tác dụng to lớn về nhiều mặt :

+ Rèn cho học sinh kĩ năng vận dụng các kiến thức đã học, biến những kiến thức tiếp thu được qua các bài giảng của thầy thành kiến thức của chính mình + Đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú và hấp dẫn Chỉ khi vận dụng được kiến thức vào việc giải bài tập, học sinh mới nắm được kiến thức một cách sâu sắc và hình thành được quy luật của các quá trình hóa học

+ Ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất Khi ôn tập nếu chỉ yêu cầu học sinh nhắc lại kiến thức sẽ gây cho học sinh nhàm chán.Vậy chỉ khi sử dụng bài tập, các tình huống trong bài tập làm cho học sinh tăng phần hứng thú học bộ môn hóa học

+ Phát triển ở học sinh các năng lực tư duy logic, biện chứng, khái quát độc lập, thông minh và sáng tạo Một bài tập có thể giải theo nhiều phương pháp khác nhau,

do nhu cầu cần phải giải quyết một bài tập một cách nhanh gọn, tiết kiệm thời gian thông minh, độc đáo mà vẫn chính xác khoa học

+ Giáo dục cho học sinh tư tưởng, đạo đức và tác phong cho học sinh như rèn luyện tính nhanh nhẹ trước các tình huống, tính kiên nhẫn, tính trung thực, sáng tạo, chính xác và khoa học Rèn luyện tác phong lao động có văn hóa, có tổ chức,

có kế hoạch, gọn gàng ngăn nắp Qua đó tăng lòng đam mê yêu thích học môn hóa học

Với những lý do trên, là cương vị một giáo viên trực tiếp giảng dạy tôi luôn không ngừng nghiên cứu, tổng hợp và hệ thống hóa các dạng bài tập, rồi đưa ra nhưng phương pháp phù hợp với các đối tượng học sinh, để dạy cho học sinh hiệu quả nhất Định hướng cho học sinh tự hệ thông kiến thức, dựa trên cơ sở lý thuyết học sinh có phương hướng giải quyết một bài tập một cách nhanh gọn, thông minh

mà vẫn chính xác Với ý nghĩa to lớn của việc giải bài tập, trong quá trình giảng dạy tôi đã mạnh dạn đưa ra một vấn đề nhỏ:

“Giúp học sinh chinh phục nhanh các bài tập có đồ thị minh họa bằng cách nhìn điểm mấu chốt trên đồ thị”.

Với phương pháp này tôi nghĩ sẽ giúp học sinh giải một số bài tập phức tạp ,để phân loại, đánh giá năng lực của học sinh thực sự có hiệu quả, nhanh gọn

1.2 Mục đích nghiên cứu

Đề tài này tôi nghiên cứu những vấn đề sau :

+ Cơ sở lý luận có liên quan đến nội dung đề tài.

+ Đưa ra một số bài toán sử dụng cánh nhìn nhận điểm chốt trên đồ thị để giải bài tập nhanh gọn

1.3 Đối tượng nghiên cứu

Hướng dẫn học sinh lớp 12 trường THPT Lương Đắc Bằng chinh phục các bài toán

có đồ thị minh họa một cách nhanh gọn phục vụ cho kì thi TPPH Quốc Gia

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu lý luận chung

- Khảo sát điều tra từ thực tế dạy học

- Tổng hợp so sánh, đúc rút kinh nghiệm

2. NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN 2.1 Cơ sở lý luận của sáng kiến kinh nghiệm

Hiện tượng hóa học của một số dạng bài tập có đồ thị minh họa rất phức tạp, nếu ta giải bài tập đó theo hướng đi của các hiện tượng sẽ phức tạp, mất thời gian Ta có thể dựa vào mối quan hệ định lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn điện tích, sử

dụng điểm mấu chốt trên đồ thị để giải bài tập một cách nhanh gọn mà vẫn cho ta

đáp số đúng

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

- Qua những năm giảng dạy tại trường phổ thông, tôi nhận thấy rất nhiều học sinh không làm hoặc cứ loay hoay viết rất nhiều phương trình khi gặp bài toán có

đồ thị minh họa theo diễn biến của thí nghiệm: cho từ từ dung dịch kiềm tác dụng dung dịch hỗn hợp axit và muối nhôm Điều đó, sẽ mất nhiều thời gian làm bài, cách làm rối và đôi khi không làm ra được kết quả

Trước thực trạng đó tôi hướng dẫn học sinh cách nhìn nhận từng điểm trên

đồ thị, những thành phần chất tồn tại tại các thời điểm đó Dựa vào mối quan hệ logic để đi đến một đáp số đúng nhanh gọn

- Từ thực tế trên, tôi xin trình bày phương pháp giải bài tập có đồ thị minh họa bằng cách nhìn nhận điểm mấu chốt trên đồ thị

2.3 Giải pháp thực hiện

2.3.1 Cơ sở lý thuyết của dạng toán: Khi cho từ từ dung dịch kiềm vào dung dich

hỗn hợp axit và muối nhôm ( VD : dung dịch gồm HCl và AlCl3)

- Hình dạng đồ thị của dạng toán này : M

N

NaOH

nAl(OH)3

K

B A

- Trên đồ thị diễn ra các phương trình :

+ Đoạn OK : H+ + OH- H2O

Ta có mối quan hệ : n OH n H (pu) (1)

+ Các điểm trên đoạn KM đã xảy ra phản ứng:

H+ + OH- H2O

Al3+ + 3 OH- Al(OH)3

Trên đoạn này kết tủa chưa bị hòa tan

Ta có mối quan hệ :

3

( )

3 Al OH

OH H

n  n   n

(2)

+ Các điểm trên đoạn MN đã xảy ra phản ứng:

H+ + OH- H2O

Mol : a a

Al3+ + 3 OH- Al(OH)3

Mol : b 3b b

Al(OH)3 + OH-  AlO2- + H2O

Mol : (b – nAl(OH)3) (b – nAl(OH)3)

Trong đó nAl(OH)3 là lượng kết tủa thu được tại điểm trên đoạn MN , trên đoạn MN

có hiện tượng kết tủa bị hòa tan

Ta có mối quan hệ : 3

3

( ) ( )

OH H Al bd

n  n   n  n

(3)

- Nếu tại điểm N trên đồ thị kết tủa tan hoàn toàn thì n OH n H  4n Al3  (bd)

(4)

- Trong quá trình giải bài tập có thể sử dụng thêm định luật bảo toàn nguyên tố , bảo toàn điện tích , bảo toàn electron.

2.3.2 Một số bài tập áp dụng:

Ví dụ 1: Cho m gam Al2O3 tác dụng với dung dịch HCl thu dung dịch Z chứa 2 chất tan có cùng nồng độ mol Rót từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Z ta có đồ thị sau:

Giá trị của a là

A 0,48 B 0,36 C 0,42 D 0,40.

Hướng dẫn học sinh cách nhìn điểm mấu chốt:

+ Tại các điểm có tọa độ : n NaOH = a xảy ra phản ứng trung hòa

�n OH = n H(trong Z) = a.

Suy ra trong dung dich Z còn HCl dư và AlCl3

+ Tại điểm có tọa độ n NaOH = 4,25a xảy ra hiện tượng tạo kết tủa cực đại sau đó tan một phần �n OH = n H + 4 n Al3 - n Al OH( ) 3

Áp dụng giải:

Trên trục số mol NaOH :

+Tại giá trị a �n OH= n H = a = n Al3 

+ Tại điểm 4,25a � 4,25a = a + 4a - (a- 0,09) � a = 0,36�đáp án B

Ví dụ 2: Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp Al và Al2O3 trong 100 ml dung dịch HCl nồng

độ a mol/l, thu được dung dịch X Cho từ từ dung dịch NaOH 1M vào X, lượng kết

tủa Al(OH)3 (m gam) phụ thuộc vào thể tích dung dịch NaOH (V ml) được biểu diễn bằng đồ thị sau:

4,25a

NaOH

nAl(OH)3

a a- 0,09

m

450

Giá trị của a là

(Đề thi THPT Quốc gia năm 2017-mã 201-câu73)

Hướng dẫn học sinh cách nhìn điểm mấu chốt:

-Tại các điểm có tọa độ : VNaOH = 100 ml suy ra trong dung dịch X có H+ dư chỉ xảy

ra phản ứng trung hòa �n OH=n H (trong X)

-Tại điểm có tọa độ VNaOH = 250 ml đã xảy ra phương trình phản ứng trung hòa và phản ứng tạo kết tủa �n OH= n H + 3 n Al OH( ) 3

-Tại điểm có tọa độ VNaOH = 450 ml đã xảy ra phương trình phản ứng trung hòa và phản ứng tạo kết tủa cực đại, sau đó kết tủa tan một phần

�n OH = n H + 4 n Al3 - n Al OH( )3

Chú ý cho HS: Tại 2 tọa độ VNaOH = 250 ml và VNaOH = 450 ml có cùng giá trị kết tủa

Áp dụng giải: Trên trục V NaOH , tại các điểm :

+ Tại điểm V = 100 ml�n OH = n H= 0,1 mol �dung dịch X dư 0,1 mol HCl

+ Tại điểm V = 250 ml� 0,25 = 0,1 + 3

3

( )

Al OH

n �n Al OH( ) 3= 0,05 + Tại điểm V = 450 � 0,45 = 0,1 + 4 n Al3  - 0,05

�n Al3  = 0,1 mo l

� bảo toàn nguyên tố Clo � n HCl ban đầu =3 n AlCl3 +

du

HCl

n = 0,3 + 0,1� a =2

�đáp án D

Ví dụ 3: Cho dung dịch X chứa AlCl3 và HCl Chia dung dịch X thành 2 phần bằng nhau:

Phần 1: Cho tác dụng với dung dịch AgNO3 dư, thu được 71,75 gam kết tủa

Phần 2: Nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào, kết quả thí nghiệm được biểu diễn

trên đồ thị sau:

Giá trị của x là

(Đề minh họa sở giáo dục và đào tạo Hà Tĩnh năm 2018)

Hướng dẫn học sinh cách nhìn điểm mấu chốt:

+ Tại điểm có tọa độ nNaOH = 0,14 mol đã xảy ra phương trình phản ứng trung hòa

và phản ứng tạo kết tủa � n OH= n H + 3 n Al OH( ) 3

+ Tại điểm có tọa độ nNaOH = x mol đã xảy ra phương trình phản ứng trung hòa và phản ứng tạo kết tủa cực đại, sau đó kết tủa tan một phần

�n OH = n H + 4 n Al3 - n Al OH( )3

Chú ý HS: Tại tọa độ nNaOH = 0,14 mol và nNaOH = x mol số mol Al(OH)3 có cùng giá trị là 0,2a mol

Áp dụng giải:

+ Phần 1 : n Cl = n AgCl = 0,5 mol

+ Phần 2 : đặt n AlCl3 = a mol ; n HCl = b mol

Trên trục n NaOH tại các điểm:

+ Điểm n NaOH = 0,14 mol : n OH = b + 3 0,2a = 0,14 (1)

Bảo toàn nguyên tố clo : 3a + b = 0,5 (2)

Từ (1) và (2) : a = 0,15; b = 0,05.

+ Tại điểm n NaOH = x mol: n OH = x = b + 4 a – 0,2a= b + 3,8a

= 0,05 + 3,8 0,15 = 0,62 � Đáp án A

nAl(OH)3

x

0.2a a

Ví dụ 4: Cho x gam Al tan hoàn toàn trong dung dịch chứa y mol HCl thu được

dung dịch Z chứa 2 chất tan có cùng nồng độ mol Thêm từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Z thì đồ thị biểu diễn lượng kết tủa phụ thuộc vào lượng OH- như sau :

Giá trị của x là

A 32,4 B 20,25 C 26,1 D 27,0.

(Đề thi thử lần cuối trường THPT Lương Đắc Bằng năm 2018)

Hướng dẫn học sinh cách nhìn điểm mấu chốt:

+ Tại điểm có tọa độ n OH= 5,16 mol đã xảy ra phương trình phản ứng trung hòa

và phản ứng tạo kết tủa cực đại, sau đó kết tủa tan một phần

�n OH = n H + 4 n Al3 - n Al OH( )3

Áp dụng giải: Trong dung dich Z đặt : n HCl = n AlCl3 = a mol

Bảo toàn nguyên tố clo: 4a = y (1)

+ Tại điểm n OH = 5,16 mol: n OH= 5,16 = a + 4a - 0,175y (2)

Từ (1) và (2) : a = 1,2 � x = 32,4 gam � Đáp án A.

Ví dụ 5: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch KOH vào dung dịch hỗn hợp chứa AlCl3

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

Tỷ lệ x : a là

nNaOH

a

2,2 x

0,4

0,6

nAl(OH)3

0

A.4,8 B.5,0 C.5,2 D.5,4.

(Đề thi thử THPT trường Ngô Quyền-2019)

Hướng dẫn học sinh cách nhìn điểm mấu chốt:

+ Tại các điểm có tọa độ: n OH= 0,6 mol xảy ra phản ứng trung hòa

�n OH =n H (ban đầu) = 0,6 mol

+ Tại điểm có tọa độ: n OH= 2,2 mol đã xảy ra phương trình phản ứng trung hòa và phản ứng tạo kết tủa cực đại, sau đó kết tủa tan một phần � n OH = n H + 4 n Al3 - n Al OH( ) 3

+ Tại điểm có tọa độ n OH= x đã xảy ra phương trình phản ứng trung hòa và phản ứng tạo kết tủa cực đại, sau đó kết tủa tan hoàn toàn �n OH = n H+ 4 n Al3 

Áp dụng giải: Ta thấy n Al3 ban đầu = a mo l

Trên trục n OH tại các điểm:

+ Tại điểm n OH = 0,6 �n OH = n H = 0,6.

+ Tại điểm n OH = 2,2 �n OH = 2,2 = 0,6 + 4a – 0,4 �a = 0,5

+ Tại điểm

OH

n  = x �

OH

n  = n H(bđ) + 4a = 0,6 +4 0,5 = 2,6 � x : a = 5,2

�Đáp án C

Nhận xét : Để giải bài tập dạng đồ thị này quan trong học sinh phải nhìn được các điểm mấu chốt cần khai thác, sau đó sử dụng mối quan hệ các chất ở mỗi thời điểm của thí nghiệm để đưa ra kết quả nhanh nhất.

2.3.4 Bài tập tham khảo:

Bài 1: Hỗn hợp X gồm Cu và Al2O3 có tỷ lệ mol tương ứng là 4 : 3 Cho m gam hỗn hợp X tác dụng với dung dịch HCl dư thu được chất rắn Y và dung dịch Z chứa

2 chất tan có cùng nồng độ mol Rót từ từ dung dịch NaOH vào dung dịch Z ta có

đồ thị sau:

4,25a

NaOH

nAl(OH)3

a a- 0,09

Cho chất rắn Y tác dụng với dung dịch HNO3 dư thu được x mol khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất) Giá trị của x là

A 0,36 B 0,40 C 0,42 D 0,48.

(Đề thi thử THPT trường Yên Lạc 2 -2019)

Giải:

Ta có: 4,25a = a + 4a - (a-0,09) � a = 0,36 � n Cu = 0,24 mol

� n NO2 = 2 n Cu = 0,48 mol � Đáp án D

Bài 2 (khối A-2014): Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn

hợp gồm a mol HCl và b mol AlCl3, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Tỉ lệ a: b là

A 4: 3 B 2: 3 C 1: 1 D 2: 1 Giải:

Ta có:

H

n (bđ) = a = 0,8 ; �n Al OH( ) 3= 2 0,8

3

� 2,8 = 0,8 + 4b – 0,4 � b = 0, 6 � Đáp án A

Bài tập 3: (Chuyên Bến Tre 2015): 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 vào dung dịch Y ta có đồ thị sau :

nAl(OH)3

nNaOH

2,8

NaOH

nAl(OH)3

0,1875b

0,68

Cho a mol Al phản ứng với dung dịch hỗn hợp chứa 0,15b mol FeCl3 và 0,2b mol CuCl2 Sau khi phản ứng kết thúc thu được x gam chất rắn Giá trị của x là

Giải : Ta có trong dung dịch Y : nAlCl3 = nHCl = a mol

bảo toàn nguyên tố clo : b = 4a

Ta có hê :

4

0,68 4 0,1875.

a b



�

0,16 0,64

a b



�

� 

�

�Bảo toàn e : n e (cho) = 2n Cu2+ + n Fe3+ + 2n Fe(tạo thành) , suy ra n Fe = 0,064 mol

x = m Cu + m Fe (tạo thành) = 11,776 gam� Đáp án A

Bài tập 4: Cho từ từ V ml dung dịch NaOH 100 ml dung dịch hỗn hợp HCl 1M và

AlCl3 2M được biểu diễn theo hình vẽ sau:

NaOH

nAl(OH)3

0,75a 0,8a

0,15x

0,1x

0,1

Giá trị của x là

A. 0,75 B 1 C 0,5 D 1,25 Giải :

Ta có : 0,75a = 0,1 + 4.0,2 – 0,15x (1)

0,8a = 0,1 + 4.0,2 - 0,1x (1)

Từ (1) và (2) : x = 1; a =1 � Đáp án B

Bài tập 5: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a

mol HCl và b mol AlCl3, kết quả thí nghiệm được biểu thị trên đồ thị sau:

Tỉ lệ y : x là

A 14 B 16 C 13 D 15.

(Đề thi thử THPT trường Nguyễn Trãi -2019)

Giải: Ta có tại các tọa độ trên trục nNaOH :

Tại tọa độ 0,5 và 0,8

0,5 3

 

�

�   

� � a = 0,2 ; x = 0,1

Tại tọa độ y và 7a+0,1=1,5

b

�

�   

2.3.5 Bài kiểm tra 10 phút: Cho 2 lớp

+ Lớp 12A3: HS được dạy phương pháp trên

+ Lớp 12A4: HS được không dạy phương pháp trên

Đề kiểm tra 10 phút:

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

Al2(SO4)3 0,25M Đồ thị biểu diễn số mol kết tủa theo V như hình dưới Giá trị của a, b tương ứng là

A.0,1 và 400 B 0,05 và 400 C 0,2 và 400 D 0,1 và 300.

Câu 2: Một dung dịch X có chứa các ion: x mol H+, y mol Al3+, z mol SO42- và 0,1 mol Cl- Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch X, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

Cho 300 ml dung dịch Ba(OH)2 0,9M tác dụng với dung dịch X thu được kết tủa

Y và dung dịch Z Khối lượng kết tủa Y là (các phản ứng xảy ra hoàn toàn)

A 62,91 gam B 49,72 gam C 46,60 gam D 51,28 gam.

Câu 3: Khi nhỏ từ từ đến dư dung dịch NaOH vào dung dịch hỗn hợp gồm a mol

H2SO4 và b mol Al2(SO4)3, kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên đồ thị sau:

nAl(OH)3

a

b