Xây dựng một số bài tập hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị (KLTN k41)

Cơ sở lý thuyết về phản ứng muối nhôm với dung dịch kiềm, phản ứng của muối aluminate với dung dịch acid mạnh H+...15 CHƯƠNG 2: XÂY DựNG MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VÀ HỆ THỐNG MỘT SỐ BÀI TẬP HO

KHÓA LUẬN TÔT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa Vô cơ

TRỊNH THỊ VÂN ANH

XÂY DƯNG MỘT SỐ BÀI TẬP HÓA HỌC PHỔ THÔNG sử DỤNG

PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ

KHÓA LUẬN TÔT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa Vô cơ

Người hưững dẫn khoa học

ThS Hoàng Quang BắcLỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian dài tìm hiểu, phân tích và nghiên cứu một cách nghiêm túc,

em đã hoàn thành khóa luận tốt nghiệp đại học của mình với đề tài “Xây dựng một số

bài tập hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị”, ngoài ra, em xin chân

thành cảm ơn những người đã giúp đỡ, bên cạnh em suốt thời gian qua để em có đượckết quả như ngày hôm nay

Đầu tiên, em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc nhất của mình tới thầy giáo ThS.

Hoàng Quang Bắc đã tận tình giúp đỡ, hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt quá trình

thực hiện đề tài

Hơn nữa, em xin chân thành cảm ơn các thầy, cô giáo đang làm việc tại khoaHóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho em trongsuốt quá trình thực hiện và hoàn thành khóa luận

Trong quá trình tìm hiểu, nghiên cứu và viết khóa luận, vì là lần đầu tiên emlàm quen với công tác nghiên cứu khoa học, do đó trình độ lý luận cũng như kinhnghiệm thực tiễn còn nhiều hạn chế, dù đã cố gắng rất nhiều nhưng vẫn những sai sót

vì thế rất mong các thầy cô bỏ qua Tôi mong nhận được những ý kiến đóng góp quýbáu của thầy, cô để em có thể tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm và bổ sung chokhóa luận được hoàn thiện hơn

Em xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày 22 tháng 5 năm 2019

Sinh viên

Trịnh Thị Vân Anh

DANH MỤC VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

Uị max Số mol kết tủa cực đại

MỤC LỤC

DANH MỤC VIẾT TẮT VÀ KÝ HIỆU

LỜI MỞ ĐẦU 1

1 Lý do chọn đề tài 1

2 Mục đích nghiên cứu 1

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu 1

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 2

6 Giả thuyết khoa học 2

7 Phương pháp nghiên cứu 2

8 Đóng góp mới của đề tài 3

CHUƠNG 1 :CƠ SỞ LÝ LUẬN CỦA ĐỀ TÀI 4

1.1 Lịch sử về vấn đề nghiên cứu 4

1.1.1 Các tài liệu đã xuất bản 4

1.1.2 Một số tài liệu tham khảo khác 4

1.2 Bài tập hoá học 4

1.2.1 Khái niệm về bài tập, BTHH 4

1.2.2 Tác dụng của bài tập hoá học 5

1.2.3 Phân loại BTHH 6

1.2.4 Sử dụng bài tập hoá học trong dạy học hoá học 7

1.2.5 Xây dựng BTHH mới 8

1.3 Bài tập hoá học THPT sử dụng phương pháp đồ thị 9

1.3.1 Khái niệm 9

1.3.2 Phân loại bài tập sử dụng phương pháp đồ thị 9

1.3.3 Vai trò của bài tập hoá học sử dụng phương pháp đồ thị 10

1.4 Ng uyên tắc xây dựng một số BTHH sử dụng phương pháp đồ thị 10

1.5 Quy trình xây dựng một số bài tập sử dụng phương pháp đồ thị 12

1.6 Phương pháp chung để giải một số bài toán hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị 13

1.7 Cơ sở lý thuyết của phản ứng CƠ2tác dụng với các dung dịch base, phản ứng của muối nhôm với dung dịch kiềm và phản ứng của muối aluminate với dung dịch acid mạnh( H+) 14

1.7.1 Cơ sở lý thuyết của phản ứng CƠ2 tác dụng với các dung dịch base 14

1.7.2 Cơ sở lý thuyết về phản ứng muối nhôm với dung dịch kiềm, phản ứng của muối aluminate với dung dịch acid mạnh( H+) 15

CHƯƠNG 2: XÂY DựNG MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VÀ HỆ THỐNG MỘT SỐ BÀI TẬP HOÁ HỌC PHỔ THÔNG sử DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ 17 2.1 Một số dạng bài tập hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị 17 2.1.1 Dạng bài tập CƠ2 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2hoặc Ca(OH)2 17 2.1.2 Dạng bài tập CƠ2 tác dụng với hỗn hợp dung dịch NaOH( hoặc KOH) và Ba(OH)2 hoặc Ca(OH)2 20

2.1.3 Dạng bài tập dung dịch kiềm (OH‘ ) tác dụng với dung dịch muối nhôm (Al3+) 23

2.1.4 Dạng bài tập dung dịch kiềm (OH ) tác dụng với hỗn hợp dung dịch axit (H+) và muối nhôm (Al3+) 26

2.1.5 Dạng bài tập dung dịch axit (H+) tasc dụng với dung dịch muối aluminat (A1Ơ2-) 28

2.1.6 Dạng bài tập dung dịch axit (H+) tác dụng với hỗn hợp dung dịch NaOH và NaAlƠ2 31

2.2 Hệ thống một số bài tập hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị.33 2.2.1 Mức độ nhận biết 34

2.2.2 Mức độ thông hiểu 37

2.2.3 Mức độ vận dụng 41

2.2.4 Mức độ vận dụng cao 45

KẾT LUẬN 47 TÀI LIỆU THAM KHẢO 48

LỜI MỞ ĐÀU

1 Lý do chọn đề tài

Từ năm 2014 đến nay, đề thi THPT Quốc gia có khá nhiều đổi mới, một trong

số đó là việc xuất hiện của các dạng bài tập có sử dụng đồ thị để biểu diễn sụ biếnthiên luợng chất và mối quan hệ giữa các đại luợng Đối với dạng bài tập này, em thấyphần lớn học sinh còn khá lúng túng, thậm chí có học sinh còn không tìm ra huớnggiải Lý do là vì các em chua luyện tập dạng bài này nhiều và chua đuợc làm quennhiều với phuơng pháp tích cục giải bài toán dạng này Tuy bài tập sử dụng đồ thịkhông phải xa lạ, mới mẻ nhung hiện tại có rất ít cá nhân, nhóm nghiên cứu tìm hiểusâu và phân loại rõ ràng những dạng bài tập này nên tài liệu tham khảo chuyên viết vềcác bài tập sủ dụng phuơng pháp đồ thị còn hạn chế và chua đầy đủ Vì những lý do

trên, em tiến hành nghiên cứu đề tài: “Xây dựng một số bài tập Hóa học phổ thông

sử dụng phương pháp đồ thị” như một tài liệu tham khảo hữu ích cho học sinh và

các thầy, cô giáo nhằm khắc phục những hạn chế đã nêu trên

2 Mục đích nghiên cứu

Bài tập sử dụng phương pháp đồ thị thường xuyên được Bộ Giáo dục đưa vào

đề thi THPT Quốc gia rất có ý nghĩa đối với việc học tập, ôn luyện của học sinh và cácthầy, cô giáo

Khi nghiên cứu đề tài này, tôi hướng đến :

- Xây dựng và hệ thống hóa một cách chi tiết, khoa học về bài tập sử dụng đồthị thường gặp trong các đề kiểm tra, đề thi THPT Quốc gia

- Hình thành thói quen tư duy logic, khoa học cho học sinh, nâng cao chấtlượng học tập

- Thiết kế được một tài liệu hữu ích sử dụng trong học tập và giảng dạy bộmôn Hóa học ở trường Trung học phổ thông

3 Đối tượng và khách thể nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Xây dựng 1 số bài tập hóa học THPT sử dụng phươngpháp đồ thị

Khách thể nghiên cứu: Qúa trình dạy học ở trường THPT

4 Phạm vỉ nghiên cứu

Xây dựng hệ thống 1 số bài tập sử dụng phương pháp đồ thị đối với:

- Phản ứng CŨ2tác dụng với các dung dịch base

- Phản ứng của muối nhôm với dung dịch kiềm và phản ứng của muốialuminate với dung dịch acid mạnh (H+)

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Tìm hiểu những tài liệu có liên quan đến đề tài

- Nghiên cứu tổng hợp cơ sở lí luận về quá trình xây dựng một số bài tập sửdụng đồ thị

- Tìm hiểu về cách thiết kế đồ thị, tổng quát hóa dạng đồ thị đặc trưng củamột số bài tập sử dụng đồ thị đối với phản ứng CŨ2tác dụng với các dung dịch base,phản ứng của muối nhôm với dung dịch kiềm và phản ứng của muối aluminate vớidung dịch acid mạnh (H+) Xây dựng một số bài tập sử dụng đồ thị, từ đó, hệ thốnghóa và phân loại theo từng nhóm, từng mức độ nhận thức của HS

6 Giả thuyết khoa học

- Nếu xây dựng được hệ thống bài tập sử dụng phương pháp đồ thị có chấtlượng tốt, bám sát nội dung chương trình sẽ góp phần làm phong phú hệ thống BTHH

Và nếu phối hợp với phương pháp giảng phù hợp sẽ góp phần nâng cao chất lượng,hiệu quả của quá trình dạy và học bộ môn Hoá học ở trường phổ thông, đặc biệt đốivới phản ứng CChtác dụng với các dung dịch base, phản ứng của muối nhôm với dungdịch kiềm và phản ứng của muối aluminate với dung dịch acid mạnh( H+)

- Nếu hệ thống bài tập xây dựng được giới thiệu rộng rãi trên internet để các

GV và HS tham khảo thì sẽ làm tăng tính thực tiễn của đề tài

7 Phương pháp nghiên cứu

- Tìm hiểu SGK Hóa học THPT, nghiên cứu một số tài liệu tham khảo trênsách báo, các diễn đàn, internet về dạng bài tập sử dụng đồ thị

- Tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu đó

- Phân tích đánh giá mức độ nhận thức và vận dụng của học sinh: mức độ nhậnbiết, mức độ thông hiểu, mức độ vận dụng và mức độ vận dụng cao bằng cách phân loạimột số bài tập cụ thể và hệ thống chúng

8 Đóng góp mới của đề tài

- Lụa chọn bài tập và xây dụng hệ thống một số BTHH sử dụng đồ thị đối vớiphản ứng CO2 tác dụng với các dung dịch base, phản úng của muối nhôm với dung dịchkiềm và phản úng của muối aluminate với dung dịch acid mạnh( H+)

- Phân loại BTHH theo các múc độ nhận thúc của HS

1.1.1 Các tài liệu đã xuất bản

- Tài liệu giáo khoa chuyên Hóa học 11-12 tập 2 - Nguyễn Duy Ái.

“Chương XV: Các kim loại kiềm, kiềm thổ và nhôm”

- 16 phương pháp và giải nhanh bài tập trắc nghiệm môn Hóa học - Phạm

Ngọc Hằng chủ biên

- Bài tập li thuyết và thực nghiệm hoá học - tập 1 - hoá học vô cơ - của tác giả

Cao Cự Giác (2009), Nhà xuất bản Giáo dục

1.1.2 Một số tài liệu tham khảo khác

- Sáng kiến kinh nghiệm “ Sử dụng phương pháp đồ thị đế giải nhanh bài tập trắc nghiệm Hóa học”-

- 20 Phương pháp giải nhanh Hóa học phần 2 do Đỗ Xuân Hưng biên soạn

bao gồm 20 chuyên đề

- Giáo trình Hóa vô cơ tập 1, 2, 3 - Hoàng Nhâm chủ biên

“Chương IV: Các nguyên tố nhóm IIIA ; Chương V: Các nguyên tố nhómIVA”

- Tài liệu chuyên khoa Hóa 10, 11, 12 - Trần Quốc Sơn.

- Đe thi Đại học - Cao đắng từ năm 2007 - 2015 của Bộ Giáo dục

1.2 Bài tập hoá học

1.2.1 Khái niệm về bài tập, BT1I1I

Có nhiều khái niệm về bài tập đã được đưa ra

Thái Duy Tuyên cho rằng “Bài tập là một hệ thông tin xác định bao gồmnhững điều kiện và những yêu cầu được đưa ra trong quá trình dạy học, đòi hỏi người

học một lời giải đáp mà lời giải đáp này về toàn bộ hoặc từng phần không có sẵn ởthời điểm bài tập được đặt ra.”[7]

Từ những quan niệm trên có thể hiểu rằng: Bài tập là một hệ thống thông tinđược đưa ra một cách có vấn đề, đòi hỏi HS phải sử dụng những kiến thức đã có bằngcách lập luận hay tính toán để giải quyết vấn đề

BTHH là phương tiện chính và hết sức quan trọng dùng để rèn luyện khả năngvận dụng kiến thức cho HS Là nhiệm vụ học tập mà GV đặt ra cho người học, buộcngười học phải vận dụng các kiến thức, năng lực của mình để giải quyết các nhiệm vụ

đó nhằm chiếm lĩnh tri thức, kỹ năng một cách tích cực, hứng thú và sáng tạo về mặt

lí luận dạy học hoá học, bài tập bao gồm cả câu hỏi và bài toán mà khi hoàn thànhchúng HS nắm được hay hoàn thiện một tri thức hay một kĩ năng nào đó, bằng cáchtrả lời miệng hay trả lời viết kèm theo thực nghiệm [12]

Để giải quyết được những vấn đề này, HS phải biết suy luận logic dựa vàonhững kiến thức đã học, phải sử dụng những hiện tượng hóa học, những khái niệm,định luật, học thuyết, phép toán, cách tư duy sáng tạo và phương pháp nhận thức khoahọc Bài tập và lời giải là nguồn tri thức mới cho HS trong hoạt động nhận thức

Quá trình dạy và học không thể thiếu bài tập Sử dụng bài tập để luyện tập làmột vấn đề cần thiết để nâng cao chất lượng dạy và học, nó là một phương tiện giúpngười dạy hoàn thành các phương diện: giáo dưỡng, giáo dục và phát triển dạy học.Bài tập hoá học có nhiều ý nghĩa về nhiều mặt Cụ thể như:

1.2.2.1 Ý nghĩa trí dục.

Thông qua việc giải các bài tập hoá học giúp HS:

- Hình thành các khái niệm hoá học

- Làm chính xác hoá, hiểu đúng, hiểu sâu các khái niệm hoá học

- Củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú, hấpdẫn Chỉ khi vận dụng được các kiến thức vào việc giải bài tập, HS mới nắm đượckiến thức một cách sâu sắc

- Ôn tập, hệ thống hoá kiến thức một cách tích cực nhất

- Rèn luyện các kĩ năng hoá học như cân bằng phương trình phản ứng, tínhtoán theo các công thức hoá học và phương trình hoá học Neu là bài tập thực nghiệm

sẽ rèn các kĩ năng thực hành, góp phần vào việc giáo dục kĩ thuật tổng hợp cho HS

- Rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn đời sống, lao động sảnxuất và bảo vệ môi trường

- Rèn luyện kĩ năng sử dụng ngôn ngữ hoá học và các thao tác tư duy

1.2.2.2 Ỷ nghĩa phát triển.

Thông qua giải BTHH, phát triển ở HS các năng lực tư duy logic, giải quyết

vấn đề, nhận thức, biện chứng, khái quát, độc lập, thông minh và sáng tạo ỉ.2.2.3 Ỷ nghĩa giảo dục.

- Rèn luyện tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê khoa họchoá học

- BTHH là nguồn tạo hứng thú học tập cho HS

- Bài tập thực nghiệm còn có tác dụng rèn luyện văn hoá lao động (lao động

có tổ chức, có kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc)

- Giáo dục kĩ thuật tổng hợp và hướng nghiệp, dạy nghề cho HS

Có nhiều cách để phân loại BTHH, phụ thuộc vào việc lựa chọn cơ sở tiêu chí.Dưới đây là một số cách phân loại BTHH:

1.2.3.1 Phân loại BTHH dựa theo nội dung.

- BTHH định tính: là các dạng BTHH có sự liên hệ với hoạt động quan sát,giải thích các hiện tượng hoá học; sự điều chế các chất; xác định thành phần hoá họccác chất và phân biệt, nhận biết chúng; phương pháp tách, chiết hỗn hợp

- BTHH định lượng: là các dạng BTHH sử dụng tính chất hoá học (chuẩnkiến thức hóa học) để tính toán lượng chất, khối lượng chất hoặc những số liệu khác

mà đề bài yêu cầu

- BTHH thực nghiệm: là các dạng BTHH có liên quan đến các kĩ năng thựchành (quan sát, mô tả thí nghiệm, tái hiện thí nghiệm, )

1.2.3.2 Phân loại BTHH dựa trên hình thức.

- Hình thức tự luận: là loại BTHH.khi giải, HS phải tự viết câu trả lời, tự trìnhbày, chứng minh bằng kiến thức và ngôn ngữ của mình.

- Hình thức trắc nghiệm khách quan: là loại BTHH khi giải, HS chỉ cần chọnmột câu trả lời đúng nhất trong số các câu trả lời đã được đưa ra Tổng thời gian choviệc đọc đề bài, suy nghĩ và chọn câu trả lời trong khoảng 1-2 phút

1.2.3.3 Phân loại BTHH dựa vào mức độ nhận thức.

Chúng tôi phân loại BTHH theo 4 mức độ nhận thức của HS: Nhận biết Thông hiểu - Vận dụng - Vận dụng cao

-Thực tế cho thấy có nhiều cách phân loại BTHH, nhưng nó chỉ mang tính chấttương đối

1.3.4.1 Lựa chọn bài tập hóa học

Hiện nay, ngoài SGK, SBT còn xuất hiện rất nhiều loại sách tham khảo vềBTHH Nhưng tuỳ theo từng điều kiện cụ thể mà người dạy cần lựa chọn các bài tậpcho thích hợp với nội dung và trình độ nhận thức của HS Khi lựa chọn BTHH cầnchú ý:

- Tùy theo khối lượng kiến thức HS lĩnh hội được để lựa chọn BTHH

- Thông qua việc giải BTHH của HS, người dạy có thể đánh giá được chấtlượng học tập, phân loại được HS, đưa ra phương pháp kích thích hứng thú học tậpcho HS

- Dựa vào nội.dung giảng.dạy, người.dạy xây.dựng một hệ thống BTHH phùhợp với mức độ của từng khối, lớp

- Hướng.đến chọn các BTHH có nhiều.cách giải đòi.hỏi HS phải suy.luận,linh hoạt để có cách.giải nhanh.nhất, sẽ tạo hứng.thú, nâng cao chất lượng.giải bài tập

- Sau mỗi bài giảng, cần rèn luyện cho HS có thói quen làm hết các bài tập cótrong SGK

1.2.4.2 Chữa bài tập.

- Khi chú.trọng tới chất.lượng: GV nên chữa bài kiểm.tra viết, chữa các bàitập chọn.lọc điển hình

+ Chữa chi.tiết, trình.bày rõ ràng, chính.xác, nên kết.hợp chữa các lỗi điển.hình

mà HS đã mắc.phải

+ Hướng.dẫn cho HS cách phân.tích bài.tập, nên có ví.dụ về bài làm của HS từviệc.phân tích sai dẫn đến giải.sai

+ Cần lựa chọn các bài điển hình, các dạng bài tập bắt buộc

- Khi chú trọng tới số.lượng: HS phổ thông rất cần phải chữa nhiều bài tập,kiểm tra để khuyến khích HS học tập, đánh giá kịp thời chất lượng dạy học GV có thểtiến hành theo các hình thức sau:

+ Tiến hành vào đầu hoặc cuối giờ học, kiểm tra một lúc nhiều HS

+ Kiểm tra trắc nghiệm

- Loại bỏ những bài tập có nội dung lắt léo, giả định rắc rối, phức tạp, xa rờihoặc phi thực tiễn hoá học

- Tăng cường sử dụng bài tập thường gặp trong các đề thi THPT Quốc gia

- Tăng cường sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan

- Xây dựng bài tập mới để rèn luyện cho HS năng lực phát hiện vấn đề và giảiquyết vấn đề

- Đa dạng hoá các loại hình bài tập như bài tập vẽ đồ thị

- Xây dựng những bài tập có nội dung hoá học phong phú, sâu sắc, phần tínhtoán đơn giản nhẹ nhàng

- Xây dựng và tăng cường sử dụng bài tập thực nghiệm định lượng

1.3 Bài tập hoá học THPT sử dụng phương pháp đồ thị

- Bài tập sử dụng phương pháp đồ thị là một dạng bài tập tuy không mớinhưng những năm gần đây thường xuyên xuất hiện trong đề thi THPT Quốc gia, vìthế, cần chú ý xây dựng.

1.3.2 Phân loại bài tập sử dụng phương pháp đồ thị

Trong khoá luận này, tôi chia bài tập có sử dụng hình vẽ theo 4 mức độ:

- Mức độ nhận biết;

- Mức độ thông hiểu;

- Mức độ vận dụng;

- Mức độ vận dụng cao

1.3.3 Vai trò của bài tập hoá học sử dụng phương pháp đồ thị

Hiện nay, bài tập sử dụng phương pháp đồ thị còn khá ít do vậy cũng ít được sửdụng

Muốn thiết kế bài tập sử dụng phương pháp đồ thị cần dựa vào lượng chấttham gia phản ứng cũng như để sáng tạo Đây là dạng bài tập mang tính trực quan,logic, liên hệ nhiều với kiến thức toán học, BT có sử dụng phương pháp đồ thị có tácdụng:

- Mô tả, thay thế đề bài( lời văn, số liệu) một cách ngắn gọn, đầy đủ và khoahọc

- Giúp HS hình dung được sự biến thiên lượng chất trong quá trình xảy raphản ứng hóa học giúp HS nắm được dữ kiện và yêu cầu bài toán theo cách nhanhnhất

- Giúp HS rèn luyện kĩ năng vẽ đồ thị, kỹ năng đọc đồ thị

- Giúp HS phát triển kĩ năng quan sát, phân tích, tổng hợp, suy đoán

- Rèn luyện năng lực quan sát cho HS, là cơ sở để HS tư duy.

- Giúp GV tiết kiệm thời gian do không phải mô tả, giải thích dài dòng

- Gây chú ý cho HS, nâng cao hiệu quả giảng dạy của GV và hoạt động họctập của HS

1.4 Nguyên tắc xây dựng một số BTHH sử dụng phương pháp đồ thị

- Hệ thống bài tập phải góp phần thực hiện mục tiêu môn học

Bài tập là một phương tiện để tổ chức các hoạt động của học sinh nhằm khắcsâu, vận dụng và phát triển hệ thống kiến thức lí thuyết đã học, hình thành và rènluyện các kĩ năng cơ bản

Mục tiêu của hoá học ở trường THPT (đối với ban cơ bản), cung cấp cho HS

hệ thống kiến thức, kĩ năng phổ thông, cơ bản, hiện đại, có nâng cao về hoá học

- Hệ thống bài tập cần phải bám sát nội dung bài học, có tính ứng dụng cao.Căn cứ vào mục tiêu của từng nội dung trong bài để xây dụng, lụa chọn bàitập cho phù hợp với mục tiêu đó

Các bài tập đua ra phải bám sát nội dung chuơng trình học, đồng thời khaithác đuợc những khía cạnh thuờng xuyên xuất hiện trong các đề thi THPT Quốc gianhằm đem lại kết quả cao

- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính chính xác, khoa học

Khi xây dụng nội dung của bài tập phải có sụ chính xác về kiến thức hoá học,bài tập, đồ thị cung cấp phải chính xác và có chủ đích, cho đủ các điều kiện, khôngđuợc du hay thiếu Các bài tập không đuợc mắc sai lầm về mặt thiếu chính xác trongcách diễn đạt, nội dung thiếu logic chặt chẽ Vì vậy giáo viên khi ra bài tập cần nói,viết một cách logic chính xác và đảm bảo tính khoa học về mặt ngôn ngữ hoá học

- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính đa dạng, tính hệ thống

Các bài tập đuợc sắp xếp theo từng dạng bài từ dễ đến khó, phù hợp với từngđối tuợng HS Toàn bộ hệ thống bài tập đều nhằm giúp HS nắm vững kiến thức, hìnhthành và phát triển hệ thống kĩ năng cơ bản

- Hệ thống bài tập đảm bảo tính vừa súc và phân loại

Hệ thống bài tập phải xây dụng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp: Đầutiên là những bài tập sủ dụng phuơng pháp đồ thị vận dụng theo mức đơn giản, sau đó

là những bài tập phức tạp hơn, sau đó đòi hỏi các dạng bài tập vận dụng, sáng tạo Đốivới mỗi dạng bài mức độ khó tăng dần theo trình độ phát triển của HS

- Hệ thống bài tập phải củng cố kiến thức cho HS

Sụ nắm vững kiến thức có thể phân biệt ở ba mức độ: nhận biết, hiểu, vậndụng và vận dụng cao HS nắm vững kiến thức hoá học một cách chính xác khi họđuợc hình thành kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và chiếm lĩnh kiến thức thông qua nhiềudạng bài tập khác nhau

- Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính su phạm

Các kiến thức bên ngoài khi đưa vào làm bài tập đều phải qua khâu xử lí sưphạm để phù hợp với phương pháp giảng dạy và thúc đẩy khả năng tiếp thu của HS

- Hình vẽ đồ thị đúng quy chuẩn, có tính thẩm mĩ, có đường nét cân đối,chính xác

- Hệ thống bài tập phải phát huy tính tích cực nhận thức, năng lực vận dụngsáng tạo của HS

Tuỳ theo trình độ HS mà xây dựng hệ thống bài tập cho phù hợp với khả năngcủa HS Bài tập từ dễ đến khó, nếu thấy HS đã đạt mức độ dễ thì nâng dần lên mức độcao hơn

1.5 Quy trình xây dựng một số bài tập sử dụng phương pháp đồ thị

Bước 1: Xác định cấu trúc hệ thống bài tập.

- Bài tập về phản ứng CO2 tác dụng với các dung dịch base

- Bài tập về phản ứng của muối nhôm với dung dịch kiềm và phản ứng củamuối aluminate với dung dịch acid mạnh (H+)

Ở mỗi nhóm các bài tập được xây dựng gồm các bài tập sử dụng phương pháp

đồ thị, được sắp xếp theo 4 mức độ từ dễ đến khó:

- Mức độ 1: Mức độ “Nhận biết” là mức độ thấp nhất, ở mức độ này HS chỉcần nắm vững các kiến thức cơ bản, không đòi hỏi tư duy logic nhiều, HS nhớ kiếnthức một cách máy móc HS chỉ cần ghi nhớ dạng đồ thị tương ứng với dạng toán, ápdụng số liệu theo từng bước đã có và giải bài toán

- Mức độ 2: Mức độ “Thông hiểu”, mức độ này đòi hỏi khả năng thấu hiểuđược ý nghĩa đồ thị, giải thích được sự biến thiên lượng chất và giả sử các trường hợp

có thể xảy ra tương ứng với đồ thị biểu diễn Đòi hỏi HS những kiến thức về các hiệntượng thí nghiệm, dự đoán khả năng phản ứng, tại sao lại xảy ra những phản ứng khác

- Mức độ 3: Mức độ “Vận dụng” là mức độ đòi hỏi HS phải hiểu rõ bản chấtphản ứng, nắm chắc kiến thức, có sự so sánh, phân tích để giải quyết các vấn đề cóliên quan

- Mức độ 4: Mức độ “Vận dụng cao” đòi hỏi HS phải có khả năng tổng hợpkiến thức nhiều bài, nhiều chuơng, khả năng sử dụng thông tin và biến đổi kiến thức

từ dạng này sang dạng khác, tu duy logic phức tạp hơn, liên hệ vận dụng vào thục tiễn

Bước 2: Hệ thống đuợc các kiến thúc trọng tâm của từng nội dung khai thác.

- Nghiên cứu các kiến thúc trọng tâm của từng nội dung trong bài để địnhhuớng cho việc thiết kế bài tập

- Nghiên cứu kĩ nội dung SGK, SBT, các tài liệu tham khảo và các vấn đề cóliên quan đến nội dung đó

- Nghiên cứu đặc điểm, trình độ nhận thúc của HS để thiết kế bài tập cho phùhợp

Bước 3: Thu thập thông tin để xây dụng hệ thống bài tập

- Các bài tập trong SGK, SBT hoá học trung học phổ thông

- Bài tập trong các sách tham khảo, báo, tạp chí,

- Các thông tin trên mạng internet,

Bước 4: Thiết kế bài tập.

- Soạn từng bài tập

- Đua ra cách giải tối uu nhất

- Dụ kiến những tình huống, những sai lầm HS có thể xảy ra trong quá trình

HS giải bài tập và cách khắc phục

- Sắp xếp các bài tập theo ba mức độ: nhận biết, thông hiểu, vận dụng.” Bước

5: Lấy ý kiến của các chuyên gia và chỉnh sủa.

1.6 Phương pháp chung để giải một số bài toán hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị.

- Xác định hình dạng đặc trưng của mỗi đồ thị đối với từng dạng bài tập

- Nắm vững lý thuyết, các công thức tính nhanh

- Hiểu ý nghĩa của từng giai đoạn phản ứng được phản ánh trên đồ thị

- Đọc hiểu được nội dung mà đồ thị truyền tải ( đồng biến, nghịch biến,không đổi, )

- Chỉ ra mối quan hệ giữa các đại lượng dựa vào đồ thị Từ đó, áp dụng kiếnthức toán hình (tam giác cân, tam giác đều, tam giác đồng dạng, ) vào việc giải bài.toán hóa học

- Dựa vào đồ thị, hiểu được bản chất và thứ tự các phản ứng có thể xảy ratrong quá trình phản ứng

- Từ sự quan sát, đọc hiểu, phân tích trên, bám sát đồ thị và giả thiết để trả lờicác yêu cầu của bài toán

1.7 Cơ sử lý thuyết của phản ứng COitác dụng với các dung dịch base, phản ứng của muối nhôm với dung dịch kiềm và phản ứng của muối alumỉnate với dung dịch acỉd mạnh( H + ).

1.7.1 Cơ sở lỷ thuyết của phản ứng CO2 tác dụng với các dung dịch base.

CO2 là một oxit axit, tan khá nhiều trong nước tạo ra dung dịch axit yếutương ứng là acid carbonic ( H2CO3)

Xét về tính chất hóa học của acid carbonic:

Trong chương trình hóa học phổ thông, acid carbonic tạo ra 2 loại muối là:

• Muối carbonate (muối trung hòa): chứa anion CO32

• Muối hidrocarbonate (muối acid): chứa cation HC03

-Quay trở lại bài toán ta đang xét:

Khi sục CO2 vào dung dịch base, để đơn giản hóa, người ta cho rằng diễn biến phảnứng xảy ra lần lượt như sau:

co2 + 2OH" -> CO32" + H2ONếu dư CO2:

CO32" + co2 + H2O -> 2HCO3"

Dạng bài tập khai thác chuỗi phản ứng này của CO2 gặp rất nhiều trong các đề thicũng như bài kiểm tra Thay vì viết cụ thể từng PTHH theo khả năng xảy ra phản ứng

và tính toán thông thường, HS nên tìm hiểu và rèn luyện sử dụng phương pháp đồ thị

để giải dạng toán này

1.7.2 Cơ sở lỷ thuyết về phản ứng muối nhôm với dung dịch kiềm, phản ứng của muối aluminate với dung dịch acid mạnhịH + ).

Khi cho muối nhôm tác dụng với dd kiềm, quá trình này được xem là quátrình thay thế các phân tử H2O trong ion [A1(H2O)6]3+:

[A1(H2O)6]3+ + OH" -> [A1(OH)(H2O)S]2+ + H20

[A1(OH)(H2O)S]2+ + OH" -> [A1(OH)2(H2O)4] + + H20[A1(OH)2(H2O)4] + + 0H- -> [A1(OH)3(H2O)3] + H2ONếu kiềm dư, các ion [A1(OH)4(H2O)2]“, [A1(OH)S(H2O)2]2-, [A1(OH)6]3- sẽ được tạo thành

Các ion này được gọi chung là ion hidroxyaluminate Khi làm bay hơi dung dịch muối kiềm các ion này thu được muối được biểu diễn ở dạng đơn giản là MAIO2 (M là kim loại kiềm)

• Muối MAIO2 có khả năng phản ứng với dung dịch axit mạnh (H+) để tạo thành kết tủa Al(0H)3 và được diễn biến theo các phản ứng với bản chất là các phản ứng ion sau:

H+ + A1O2“ + H2O -> A1(OH)3 ịNếu dư H+: 3H+ + A1(OH)3 -> Al3+ + H2O

Hoặc có thể viết:

4H+ + A1O2" Al3+ + 2H2O

■=> Hợp chất Al(0H)3 CÓ tính luông tính, đuợc đề cập trong rất nhiều bài tập Mộttrong số đó là dạng bài tập tác dụng với dung dịch kiềm và muối aluminate tácdụng với dung dịch acid mạnh( H+) sủ dụng phuơng pháp đồ thị để giải

Chương 2 XÂY DựNG MỘT SỐ DẠNG BÀI TẬP VÀ HỆ THỐNG MỘT SỐ BÀI TẬP HOÁ HỌC PHỔ THÔNG sử DỤNG PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ

2.1 Một số dạng bài tập hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị.

2.1.1 Dạng bài tập CO2 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2hoặc Ca(0H)2.

2.1.1.1 Thiết lập đồ thị và ỷ nghĩa của đồ thị trong việc giải bài tập

Xét đại diện phản ứng co2 tác dụng với dung dịch Ba(0H)2:

Vẽ đồ thị: (số liệu các chất tính theo đơn vị mol)

+ Trục tung biểu diễn số mol chất sản phẩm tạo thành (nị)

+ Trục hoành biểu diễn số mol chất thêm vào (nco2)

Dựng đồ thị dựa theo chiều hướng xảy ra phản ứng tùy theo tỉ lệ số mol cácchất

Khi sục khí CO2 vào dd Ba(OH)2, phản ứng lần lượt xảy ra theo 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Tạo kết tủa

Lượng kết tủa từ cực đại giảm dần đến hết

■=> Nửa phải đồ thị: dư CO2, đồ thị nghịch biến

Đặt riị=x (mol), nBa(HCO3)2=y (mol)

BTNT ta có: nBa(OH)2= x+y (*)

HCO2= x+2y (**)Nhân (*) với 2 rồi trừ cho (**), ta có:

x= Uị= 2nBa(OH)2 - HCO2

Dáng đồ thị: Tam giác vuông cân

Tỉ lệ nc02 : n/ trong đồ thị luôn luôn là 1:1

Dư Ba(OH)2 Dư CO2

Hình 2,1: Đồ thị đặc trưng của bài tập co 2 tác dụng với dung dịch

Ba(OH) 2 hoặc Ca(OH) 2

Dựa vào đồ thị, HS có thể xác định được:

+ Tính được lượng kết tủa bất kỳ dựa vào yêu cầu bài toán

+ Tìm được khoảng giá trị CO2 phản ứng theo yêu cầu bài toán

+ Những yêu cầu khác của bài toán liên quan đến số mol co2 và số mol kết tủa

2 ỉ.ỉ.2 Ví dụ

VÍ DỤ 1: Hấp thụ hết V lít CO2 ở đktc vào 2 lít dung dịch Ba(OH)2 0,05M thu

được 9,85 gam kết tủa Gía trị của V là:

B 1,12 lít hoặc 3,36 lít

D 3,36 lít hoặc 5,6 lít

Giải:

Từ giả thiết, ta cô:

riBa(OH)2= 0,1 mol => llịmax= 0,1 moi

Từ đồ thị => x= 0,05 mol và y=0,15 mol

A 2:3 B 1:2 c 5:2 D 3:4

Gỉải:

nCa(0H)2 =nịraax= X moi

Ảp dụng công thức tính nhanh, nửa phải đồ thị:

ĨU= 2nca(OH)2 - nc02, thay số:

2.1.2.1 Thiết ỉập đồ thị và ỷ nghĩa của đồ thị trong việc giải bài tập

Xét đại diện phản ứng CO2 tác dụng với hỗn hợp dung dịch X mo ỉ NaOH và y moỉ Ba(OH)2‘.

=> Tạo muối axit, kết tủa đạt cực đại nhưng chưa bị hòa tan => đồ thị là 1 đường nằm ngang (đoạn II)

• Giai đoạn 3:

Dư co2

BaCO3 + co2 + H2O -» Ba(HCO3)2

■=> Kết tủa bị hòa tan dần dần cho đến hết => đồ thị nửa phải nghịch biến ( đoạn III).

Dáng đồ thị: Hình thang cân

Hình 2.2: Đồ thị đặc trưng của dạng bài tập CO2 tác dụng với hỗn hợp dung địch NaOH( hoặc KOH) vấ Ba(OH)i hoặc Ca(OH)2

2.1.2.2 Ví dụ

VÍ DỤ 1: Sục từ từ khí CƠ2vào dung dịch hỗn hợp gồm NaOH và Ba(OH)2, ta

có kết quả thí nghiệm được biểu diễn trên dồ thị sau ( số liệu các chất tính theo đơn vị mol):

Gía trị của X là:

Giải:

Từ đồ thị, ta đọc được:

x= 1 -0,8 = 0,2 mol => Đáp án c

VÍ DỤ 2: Cho 0,2688 lít khí CƠ2 (ở đktc) hấp thụ hết vào 100 ml dung dịch

chứa KOH 0,03M và Ca(OH)2 0,06M, thu được a gam kết tủa Gỉá trị của alà:

Dựa vào đồ thị => m= x= 0,015-0,012 = 0,003 mol

=> a= 0,3 gam => Đáp án B

2.1,3, Dạng bài tập dung dịch kiềm (OH') tác dụng với dung dịch muối nhôm (Aỉ 3+ )

2.1.3 1 Thiết lập đồ thị và ỷ nghĩa của đồ thị trong việc giải bài tập

Xét đại diện phản ứng dung dịch NaOH tảc dụng với dung dịch AICỈ3:

Vẽ đồ thị: (số liệu các chất tính theo đơn vị mol)

+ Trục tung biểu diễn số mol chất sản phẩm tạo thành (nị)

+ Trục hoành biểu diễn số mol chất thêm vào (nNaon)

Dựng đồ thị dựa theo chiều hướng xảy ra phản ứng tùy theo tỉ lệ số mol cảc chất.

Cho từ từ dd chứa NaOH vào dd chứa a mol AICI3 , phản ứng diễn ra theo 2 giai đoạn:

• Giai đoạn 1: Hình thành kết tủa

PTHH:

■=> Nửa trải đồ thị đồng biến, dư Al3+, ta có nị= Na^H

• Giai đoạn 2: Kết tủa tan

PTHH:

Dư NaOH

Hoặc: NaOH + A1(OH)3 -» Na[AỈ(ỠH)4]

Lượng kết tủa từ cực đại giảm dần đến hết => Nửa phải đồ thị: đồ thị nghịch biến, Đặt n*=x (mol), nNaA!O2=y (moi)

BTNT ta có: HAi3+= x+y (*)

non = 3x+4y (**)Nhân (*) với 4 rồi trừ cho (**), ta có: