Các phương pháp giúp học sinh cân bằng phản ứng hóa học nhanh và chính xác trong bộ môn hóa học lớp 8 ở trường THCS nguyễn văn trỗi

Phần mở đầu 1.1 Lí do chọn đề tài Là giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn hóa học rất nhiều năm ở bậc THCS tôi thấy rằng: Môn Hóa học là môn học đòi hỏi học sinh ngoài sự chăm chỉ học bà

MỤC LỤC

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm 3 2.2 Thực trạng vấn đề trước khi áp dụng SKKN 4 2.3 Các giải pháp đã sử dụng để giải quyết vấn đề 5 2.4 Hiệu quả của SKKN đối với hoạt động giáo dục, với bản

1 Phần mở đầu 1.1 Lí do chọn đề tài

Là giáo viên trực tiếp giảng dạy bộ môn hóa học rất nhiều năm ở bậc THCS tôi thấy rằng: Môn Hóa học là môn học đòi hỏi học sinh ngoài sự chăm chỉ học bài và làm bài tập ở nhà thì cần phải có sự hướng dẫn của giáo viên về các phương pháp, kinh nghiệm giải các bài tập hóa, đặc biệt phần lớn các bài tập giải tính toán hóa học thường liên quan đến viết và cân bằng phương trình hóa học Trong bài toán hóa học nếu viết phương trình hóa học đúng nhưng cân bằng sai dẫn đến lập tỉ lệ số mol các chất và tính toán các đại lượng có liên quan như khối lượng, thể tích,… sẽ không đúng

Để làm tốt các bài tập hoá học, ngoài việc biết cân bằng phương trình hóa học đúng thì các em còn phải biết cân bằng nhanh các phương trình hoá học rồi

với làm các Bước tiếp theo Có nhiều phương pháp để cân bằng một phương

trình hoá học trong đó có các phương pháp “ thăng bằng electron và ion-eclectron” thăng bằng nhanh và chính xác Tuy vậy với học sinh lớp 8 chưa thể cân bằng được theo các phương pháp này, sách giáo khoa lớp 8 mới chỉ dừng

lại ở mức độ nêu ra 3 bước lập một phương trình hoá học là:

Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng.

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: Tìm hệ số thích hợp

đặt trước các công thức hóa học

Bước 3: Viết phương trình hoá học.

Qua thực tế giảng dạy tôi thấy học sinh rất lúng túng ở Bước 2 khi đi tìm

hệ số thích hợp đặt trước các công thức do đó việc cân bằng hoá học là một nội dung khó đối với học sinh

Để góp phần làm đơn giản hoá các khó khăn đó, tôi đã chọn đề tài : “Các

phương pháp giúp học sinh cân bằng phản ứng hóa học nhanh và chính xác trong bộ môn Hóa học lớp 8 ở trường THCS Nguyễn Văn Trỗi”

1.2 Mục đích nghiên cứu

Nghiên cứu về cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học nhằm đưa ra phương pháp giảng dạy và học tập để nâng cao chất lượng và hiệu quả của quá trình giáo dục, quá trình dạy và học ở trường trung học cơ sở

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

a Đối tượng

Nghiên cứu về cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học cho học sinh ở trường trung học cơ sở

b Phạm vi nghiên cứu

- Học sinh khối 8 trường trung học cơ sở Nguyễn Văn Trỗi, thành phố Thanh Hóa

1.4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp quan sát : Sử dụng phương pháp này để nghiên cứu, quan

sát các hoạt động dạy và học của giáo viên và học sinh

- Phương pháp đối thoại : Trực tiếp trò chuyện với giáo viên và học sinh

để bổ sung kinh nghiệm cho phương pháp điều tra

- Phương pháp nghiên cứu tài liệu : Để nghiên cứu tài liệu, sách báo có

liên quan đến đề tài

- Phương pháp điều tra: Đây là phương pháp chủ đạo nhằm thu thập

những số liệu, hiện tượng từ đó phát hiện ra vấn đề cần giải quyết, thực hiện phương pháp này dưới dạng câu hỏi đóng và câu hỏi mở trong phiếu điều tra để lấy ý kiến của giáo viên và học sinh về cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học ở trường trung học cơ sở trong quá trình dạy học

- Phương pháp nghiên cứu sản phẩm hoạt động của học sinh: Thông qua

các bài kiểm tra để thấy được phương pháp cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học của học sinh ở trường trung học cơ cở có hiệu quả hay không

- Phương pháp thống kê toán học: Sử dụng phương pháp này để xử lí các

số liệu đi đến kết luận phù hợp với giả thuyết khoa học

2 Phần nội dung sáng kiến kinh nghiệm

2.1 Cơ sở lí luận của sáng kiến kinh nghiệm

Có thể nói phương pháp dạy học là cách thức hoạt động của giáo viên trong việc chỉ đạo, tổ chức hoạt động của học sinh nhằm đạt mục tiêu dạy học

Trong Xã hội hiện đại ngày nay đang biến đổi nhanh với sự phát triển của thông tin, khoa học kĩ thuật, công nghệ tuy vậy không thể nhồi nhét vào đầu trẻ khối lượng kiến thức ngay lập tức mà phải quan tâm dạy cho trẻ phương pháp học ngay từ bậc tiểu học, càng lên bậc học cao hơn càng phải được chú trọng và nâng cao dần khối lượng kiến thức

Trong phương pháp học thì cốt lõi là phương pháp tự học Nếu rèn luyện cho người học có được phương pháp, kĩ năng , thói quen, ý chí tự học thì sẽ tạo cho họ lòng ham học, khơi dậy nội lực vốn có trong mỗi người , kết quả học tập

sẽ được nhân lên gấp bội

Vì vậy ngày nay, người ta nhấn mạnh mọi hoạt động học trong quá trình dạy – học, nỗ lực tạo ra sự chuyển biến từ học tập thụ động sang tự học chủ động, đặt vấn đề phát triển tự học ngay trong trường phổ thông, không chỉ tự

học ở nhà sau bài học trên lớp mà tự học cả trong tiết học có sự hướng dẫn trực tiếp của thầy

Tăng cường học tập cá thể, phối hợp với học tập hợp tác Trong một lớp học mà trình độ kiến thức, tư duy của học sinh không thể đồng đều tuyệt đối thì khi áp dụng phương pháp tích cực buộc phải chấp nhận sự phân hoá về cường

độ, tiến độ hoàn thành nhiệm vụ học tập, nhất là khi bài học được thiết kế thành một chuỗi công tác độc lập

Kết hợp đánh giá của thầy với tự đánh giá của trò Trong dạy học việc đánh giá học sinh không chỉ nhằm mục đích nhận định hiện trạng học và điều chỉnh hoạt động dạy của trò mà còn đồng thời tạo điều kiện nhận định thực trạng học và điều chỉnh hoạt động dạy của thầy

Trước đây thường quan niệm giáo viên giữ độc quyền đánh giá học sinh Trong phương pháp tích cực, giáo viên phải hướng dẫn học sinh phát triển kĩ năng tự đánh giá để tự điều chỉnh cách học Liên quan đến điều này, giáo viên cần tạo điều kiện thuận lợi để học sinh được tham gia đánh giá lẫn nhau – tự đánh giá đúng và điều chỉnh hoạt động kịp thời là một năng lực rất cần cho sự thành đạt trong cuộc sống mà nhà trường cần phải trang bị cho học sinh

Theo hướng phát triển các phương pháp tích cực để đào tạo những con người năng động, sớm thích nghi với đời sống xã hội thì việc kiểm tra đánh giá không thể dừng lại ở yêu cầu tái hiện các kiến thức, lặp lại các kĩ năng đã học

mà phải khuyến khích trí thông minh, óc sáng tạo trong việc giải quyết những tình huống thực tế

Từ dạy và học thụ động sang dạy và học tích cực, giáo viên không còn đóng vai trò đơn thuần là người truyền đạt kiến thức mà giáo viên trở thành người thiết kế, tổ chức, hướng dẫn các hoạt động độc lập hoặc theo nhóm nhỏ để học sinh tự lực chiếm lĩnh kiến thức nội dung học tập, chủ động đạt các mục tiêu kiến thức, kĩ năng, thái độ theo yêu cầu của chương trình; ngoài ra giáo viên còn truyền những bí quyết, những kinh nghiệm đúc rút lâu năm để giải quyết các vấn

đề khó khăn trong quá trình dạy học nhằm nâng cao chất lượng và hiệu quả của giáo dục ở trường trung học cơ sở

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

2.2.1 Đặc điểm của học sinh THCS

Lứa tuổi học sinh trung học cơ sở là lứa tuổi học sinh từ 11 đến 15, đang theo học từ lớp 6 đến lớp 9 Thời kỳ này các em có sự thay đổi về tâm sinh lí phức tạp, sự phát triển của các em về trí tuệ, thể chất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như giáo dục của gia đình, nhà trường và xã hội Đặc biệt sự thay đổi lớn nhất,

rõ nhất chính là ở lứa tuổi 14- lứa tuổi học sinh lớp 8, ở lớp 8 này các e lại được

làm quen thêm môn học mới là môn hóa học, đa số học sinh cho rằng hoá học là môn khó học, môn học trừu tượng, các em rất sợ học tập môn hoá, hầu như rất ít học sinh nắm vững kiến thức cũng như kĩ năng hoá học Vì thế các em rất thụ động trong các tiết học và không hứng thú bộ môn này

2.2.2 Chuẩn bị vận dụng đề tài

Để áp dụng các phương pháp trong giảng dạy tôi đã thực hiện một số khâu quan trọng sau :

Xác định mục tiêu, dự đoán những tình huống có thể xảy ra trong quá trình cân bằng từng phương trình hoá học

Tìm hiểu tình hình học sinh, tạo niềm tin cho học sinh về khả năng hoạt động tìm tòi của các em, đặt ra yêu cầu, nhiệm vụ cho học sinh, để các em chủ động sẵn sàng tham gia các hoạt động một cách tích cực, tự giác và sáng tạo Đặt ra yêu cầu về đồ dùng học tập

Chuẩn bị đồ dùng dạy học: trong phương pháp cân bằng nhanh và chính xác các phương trình hoá học chủ yếu dựa vào bảng phụ là chính

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

- Áp dụng đề tài “Các phương pháp giúp học sinh cân bằng phản ứng hóa học nhanh và chính xác trong bộ môn Hóa học lớp 8 ở trường THCS Nguyễn Văn Trỗi”

Phương pháp 1: Cân bằng theo phương pháp “Hệ số thập phân” Để cân bằng

phản ứng theo phương pháp này ta cần thực hiện các Bước sau :

Bước 1: Đưa các hệ số là số nguyên hay phân số vào trước các công thức hoá học sao cho số nguyên tử hai vế bằng nhau (thường thì cứ lấy hệ số nguyên

tử bên lớn chia cho hệ số nguyên tử bên bé hơn của cùng 1 nguyên tố).

Bước 2: Đưa hệ số cân bằng từ phân số thành số nguyên đơn giản bằng cách nhân với chính mẫu số của phân số đó với các hệ số của các nguyên tử ở 2

vế để được phương trình hoá học hoàn chỉnh.

Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng sau.

P + O2 t0

Ở phương trình này ta thấy: ở vế phải có 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O còn ở vế trái có 1 nguyên tử P và 2 nguyên tử O vậy

Cách làm:

- Lấy số nguyên tử P (vế phải) lớn hơn chia cho số nguyên tử P (vế trái) ít hơn là: “2 : 1 = 2”; ta điền hệ số 2 vào P bên ít hơn (vế trái)

- Tiếp tục lấy số nguyên tử O (vế phải) lớn hơn chia cho số nguyên tử O

(vế trái) ít hơn ta được hệ số 25 và điền vào trước phân tử O2 (vế trái)

2P + 25 O2 - t0

-Sau cùng ta nhân các hệ số cân bằng ở 2 vế với mẫu số của hệ số phân số (tức là nhân với 2) ta được hệ số cân bằng là số nguyên nhỏ nhất

2

2

5 2

- Khử mẫu ta được phương trình hoá học hoàn chỉnh

4P + 5O2

0

t

Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng sau.

C2H2 + O2 t0

Ở phương trình này ta thấy:

- Để cân bằng được nguyên tử O ở 2 vế thì phải cân bằng nguyên tử C và

H ở 2 vế trước, sau đó tính tổng số nguyên tử O trong CO2 và H2O ta mới cân bằng được nguyên tử O trong O2

- Ở vế phải có 1 nguyên tử C, ở vế trái có 2 nguyên tử C vậy

Cách làm:

- Lấy số nguyên tử C (vế trái) lớn hơn chia cho số nguyên tử C (vế phải) ít hơn là: “2: 1= 2” Đặt hệ số 2 vào trước nguyên tử C (vế phải) ít hơn nghĩa là trước công thức hoá học CO2

C2H2 + O2 t0

- Lúc này ta thấy ở 2 vế số nguyên tử H đã cân bằng; ta quan sát tiếp vế trái có 2 nguyên tử O còn ở vế bên phải có tổng là 5 nguyên tử O; vậy ta lấy “5 :

2 = 25 ” và thêm hệ số 25 vào phân tử O2

C2H2 + 25 O2 t0

- Tương tự ta ta nhân các hệ số ở 2 vế với mẫu số 2 để khử mẫu số ta được các hệ số cân bằng là số nguyên đơn giản nhất

2C2H2 + 5O2

0

t

  4CO2  + 2H2O

Ví dụ 3: Al + O2    Al2O3

Tương tự ta đặt 2 vào trước công thức hoá học của đơn chất Al và 23 vào trước công thức hoá học O2

2Al + 23O2    Al2O3

Nhân các hệ số ở 2 vế với mẫu số 2 ta được phương trình hoá học

4Al + 3O2    2Al2O3

Ví dụ 4: Cân bằng phương trình hoá học sau.

FeS2 + O2 t0

  Fe2O3 + SO2 

- Ta cân bằng nguyên tử Fe và S trước: Tìm hệ số nguyên tử Fe ở vế trái (ít hơn) bằng cách lấy “2:1=2”; sau đó ta nhẩm luôn số nguyên tử S trong 2 phân

tử FeS2 là 4; lấy “4:1 = 4” ta được hệ số nguyên tử S bên vế phải (trước phân tử

SO2)

2FeS2 + O2 t0

  Fe2O3 + 4SO2 

- Sau khi cân bằng các nguyên tử Fe, S ở 2 vế ta tính tổng số nguyên tử O bên vế phải bằng 11 lớn hơn số nguyên tử O bên vế trái, ta lấy 11: 2 =112 chính

là hệ số phân số cân bằng của nguyên tử O bên vế trái

2FeS2 + 112 O2 t0

  Fe2O3 + 4SO2 

- Cuối cùng nhân các hệ số ở 2 vế với mẫu số 2 ta được phương trình hoá học:

2.2FeS2 +2 112 O2 t0

  2 Fe2O3 + 2.4 SO2 

- Phương trình hóa học hoàn thiện:

4FeS2 + 11O2 t0

  2Fe2O3 + 8SO2 

* Nhận xét : Phương pháp này áp dụng đặc biệt có hiệu quả với các phương

trình có một hoặc nhiều chất là đơn chất Tổng số chất trong phản ứng từ 3 đến 4 ( như các phản ứng giữa kim loại, phi kim với các chất khác hay các phản ứng

phân huỷ tạo ra đơn chất ) L ưu ý : Thường cân bằng số nguyên tử trong đơn chất

là sau cùng

Phương pháp 2: Cân bằng các phương trình hoá học theo phương pháp

“chẵn-lẻ”.

Để cân bằng theo phương pháp này ta làm như sau:

Xét các chất trước và sau phản ứng Nếu số nguyên tử của cùng một nguyên tố trong một số công thức hoá học là số chẵn còn ở công thức khác lại là

số lẻ thì đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử là lẻ, sau đó tìm các hệ số còn lại

Ví dụ 1: Cân bằng phương trình hoá học sau.

FeS2 + O2 t0

  Fe2O3 + SO2 

Ta thấy số nguyên tử oxi trong công thức hoá học O2 và công thức hoá học SO2 là chẵn còn trong công thức hoá học Fe2O3 là lẻ, vậy cần đặt hệ số 2 trước công thức hoá học Fe2O3

Cách làm:

FeS2 + O2 - t0

  2Fe2O3 + SO2 

Tiếp theo ta lần lượt cân bằng nguyên tử Fe và nguyên tử S

4FeS2 + O2 - t0

  2Fe2O3 + SO2 

4FeS2 + O2 t0

  2Fe2O3 + 8SO2 

Cuối cùng ta cân bằng nguyên tử O ta thấy ở vế phải có tổng cộng 22 nguyên tử O vậy ta lấy “22: 2 = 11” và thêm hệ số 11 vào trước công thức hoá học O2 ta được phương trình hoá học

4FeS2 + 11O2

0

t

  2Fe2O3 + 8SO2 

Ví dụ 2: Cân bằng phương trình hoá học sau.

Al + CuCl2    AlCl3 + Cu

Ta thấy clo trong công thức hoá học CuCl2 là chẵn còn trong công thức hoá học AlCl3 là lẻ vậy

Cách làm: Thêm 2 trước công thức hoá học AlCl3

Al + CuCl2    2AlCl3 + Cu

Tiếp theo ta cân bằng nguyên tử clo và nguyên tử nhôm

2Al + 3 CuCl2    2AlCl3 + Cu

Cuối cùng ta cân bằng nguyên tử đồng ta được phương trình hoá học 2Al + 3CuCl2    2AlCl3 + 3Cu

Ví dụ 3: Lập phương trình hoá học của phản ứng.

Fe + O2    Fe2O3

Ta thấy số nguyên tử O trong công thức hoá học Fe2O3 là lẻ còn trong công thức hoá học O2 là chẵn nên ta thêm 2 trước công thức hoá học Fe2O3

Fe + O2    2Fe2O3

Ta tiếp tục cân bằng nguyên tử O và cân bằng Fe ở vế trái

4Fe + 3O2    2Fe2O3

* Nhận xét : Trong các trường hợp cụ thể có thể các phương trình hoá

học có nhiều nguyên tố mà ở một số là chẵn ở một số bên là lẻ do đó ta nên chọn nguyên tố có số lẻ cao hơn để cân bằng

Ví dụ4 : Na + H2O    NaOH + H2

Nhận thấy số nguyên tử Na và O ở 2 vế bằng nhau nên ta cân bằng số nguyên tử H, do số nguyên tử H ở vế tái là chẵn còn tổng số nguyên tử H ở vế phải là lẻ cao hơn nên ta sẽ cân bằng H ở vế phải bằng cách thêm hệ số chẵn là 2 vào trước phân tử NaOH (vì số H là lẻ) để tổng chẵn nhỏ nhất

Na + H2O    2NaOH + H2

Sau đó cân bằng nguyên tử H, rồi cân bằng lại nguyên tử O và Na ở vế trái

2Na + 2H2O    2NaOH + H2

* Lưu ý: Với phương trình hoá học có tất cả 3 chất trong đó có 2 chất là đơn

chất thì sau khi chọn được nguyên tố thích hợp để cân bằng ta có thể tìm bội số chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tố đó trong công thức hoá học để tìm 2 hệ

số cùng lúc:

Ví dụ 1: Al + Cl2 - t0

Cách làm :

-Ta chọn nguyên tố clo để cân bằng bội số chung nhỏ nhất của 2 chỉ số 2,

3 là 6; ta lấy “6 : 3 = 2” điền 2 trước công thức hoá học AlCl3 Tiếp tục lấy “6 : 2

= 3” điền 3 trước công thức hoá học Cl2 ta được

Al +3Cl2 - t0

  2AlCl3

- Cuối cùng cân bằng nguyên tử nhôm:

2Al + 3Cl2

0

t

  2AlCl3

Ví dụ 2: P + O2 - t0

-Ta chọn nguyên tố O để cân bằng Bội số chung nhỏ nhất của 2 và 5 là

10 lấy bội số chung trên chia cho chỉ số của nguyên tố O trong từng công thức hoá học để tìm hệ số

- Lấy ‘‘10 : 2 = 5’’ điền 5 vào trước công thức hoá học O2; lấy ‘‘10 : 5 = 2’’ điền 2 vào trước công thức hoá học P2O5 ta được:

P + 5O2 - t0

- Sau đó cân bằng nguyên tử P bằng cách thêm 4 vào trước nguyên tử P ta được phương trình hoá học

4P + 5O2 t0

  2P2O5

Ví dụ 3: N2 + H2 - t0

- Ta chọn nguyên tử H : Bội số chung gần nhất của 2 chỉ số của nguyên tố H là 6 lấy bội số chung vừa tìm được lần lượt chia cho chỉ số của các chỉ số trong từng công thức, ta tìm được các hệ số tương ứng là :

N2 + 3H2 t0

  2NH3

*) Ngoài ra ta có thể sử dụng phương pháp “chẵn – lẻ” hay “tìm bội số chung nhỏ nhất” để cân bằng những phương trình hóa học thuộc loại phản ứng trao

đổi thì ta nên cân bằng theo nhóm nguyên tố (coi nhóm giống nhau như 1 nguyên tố) chứ không nên cân bằng từng nguyên tố một, sẽ rất lâu và mất thời gian, dễ nhầm lẫn

Ví dụ : Ba(OH)2 + Fe(NO3)3    Ba(NO3)2 + Fe(OH)3

Cách 1: - Dùng phương pháp “chẵn – lẻ”:

- Nhận thấy số nhóm (OH) hay số nhóm (NO3) ở 2 vế: một vế số nhóm là chẵn còn bên kia là lẻ, ta có thể cân bằng nhóm nào trước cũng được

- Bên nhóm có số nhóm lẻ (là 3) ta nhân với hệ số chẵn nhỏ nhất (là 2), sau đó ta cân bằng các nhóm, các nguyên tố còn lại

- Thêm hệ số 2 vào trước Fe(NO3)3, sau đó cân bằng nguyên tố Fe, nhóm (NO3) ở vế phải và cuối cùng cân bằng nguyên tố Ba, ta được phương trình hóa học:

3Ba(OH)2 + 2Fe(NO3)3    3Ba(NO3)2 + 2Fe(OH)3

Cách 2 - Dùng phương pháp “tìm bội số chung nhỏ nhất”:

- Cân bằng nhóm (OH): ta tìm bội số chung nhỏ nhất của số nhóm 2 và 3

là 6, lấy 6 chia lần lượt cho 2 và 3 ta được các hệ số trước công thức có nhóm (OH) là:

3Ba(OH)2 và 2Fe(OH)3

- Sau đó dựa vào 2 chất trên ta cân bằng tiếp 2 nguyên tố Ba, Fe và nhóm (NO3) trong các công thức còn lại Cuối cùng ta được phương trình hóa học:

3Ba(OH)2 + 2Fe(NO3)3    3Ba(NO3)2 + 2Fe(OH)3

Phương pháp 3: Cân bằng phản ứng theo phương pháp “ nguyên tố tiêu biểu ”

Nguyên tố tiêu biểu là nguyên tố có đặc điểm sau :

+ Có mặt ít nhất trong các chất ở phản ứng đó

+ Liên quan gián tiếp nhất đến nhiều chất trong phản ứng

+ Chưa cân bằng về nguyên tử ở 2 vế

Gồm 3 Bước sau :

+ Bước 1: Chọn nguyên tố tiêu biểu

+ Bước 2: Cân bằng nguyên tố tiêu biểu