Chuyªn ®Ị: Mét sè ph¬ng ph¸p gióp häc sinh gi¶i bµi tËp tÝnh theo ph¬ng tr×nh hãa häc I - §Ỉt vÊn ®Ị Ở lớp 8 học sinh mới bắt đầu làm quen với môn học mới là môn Hoá học, vì thế có không ít học sinh gặp khó khăn khi học tập bộ môn này, nhất là khi tự mình lập nhanh và đúng các phương trình hoá học để giải tốt các bài toán hoá học. II- Gi¶i qut vÊn ®Ị 1-C¬ së a- C¬ së lÝ ln - Trong lt gi¸o dơc ®· ghi râ gi¸o dơc phỉ th«ng lµ ph¶i ph¸t huy tÝnh tÝch cùc, tù gi¸c, chđ ®éng s¸ng t¹o cđa häc sinh phï hỵp víi tõng líp häc, m«n häc, t¸c ®éng ®Õn t×nh c¶m ®em l¹i niỊm vui, høng thó trong khi häc m«n ho¸ häc. - Ph¬ng ph¸p tÝch cùc lµ ph¬ng ph¸p GD - D¹y häc theo híng ph¸t huy tÝnh tÝch cùc, chđ ®éng s¸ng t¹o cđa ngêi häc th«ng qua quan s¸t §DDH (tranh ¶nh, m« h×nh .) - Trong gi¸o dơc häc ®¹i c¬ng, bµi tËp ®ỵc xÕp trong hƯ thèng ph¬ng ph¸p gi¶ng d¹y, ph- ¬ng ph¸p nµy ®ỵc coi lµ mét trong c¸c ph¬ng ph¸p quan träng nhÊt ®Ĩ n©ng cao chÊt lỵng gi¶ng d¹y cđa bé m«n. MỈt kh¸c gi¶i bµi tËp lµ mét ph¬ng ph¸p häc tËp tÝch cùc. Mét häc sinh cã kinh nghiƯm lµ HS sau khi häc bµi xong, cha hµi lßng víi c¸c hiĨu biÕt cđa m×nh vµ chØ yªn t©m sau khi tù m×nh gi¶i ®ỵc c¸c bµi tËp. b- S¬ së thùc tiƠn Trong ch¬g tr×nh THCS cã rÊt nhiỊu d¹ng bµi tËp t«i lÊy VD trong s¸ch «n tËp vµ kiĨm tra ho¸ 8 còng cã tíi 10 d¹ng bµi tËp mµ t¸c gi¶ Ng« Ngäc An ®a vµo lµm 10 chđ ®Ị lín cho qun s¸ch Nhng trong chuyªn ®Ị nµy t«i chØ ®i s©u vµo m¶ng kiÕn thøc gi¶i bµi tËp tÝnh theo PTHH trong ch¬ng tr×nh ho¸ häc 8 THCS. Mn lµm ®ỵc c¸c d¹ng bµi tËp nµy HS cÇn tỉng hỵp nhiỊu m¶ng kiÕn thøc: Nhí KHHH, viÕt CTHH, x¸c ®Þnh chÊt tham gia (chÊt ph¶n øng), chÊt t¹o thµnh (s¶n phÈm), dùa vµo sè mol, khèi lỵng mol vµ thĨ tÝch mol chÊt (khÝ, r¾n ). Tuy nhiªn t«i chØ d¸m ®a ra gi¶i ph¸p nhá nh»m gióp c¸c em lµm tèt m¶ng kiÕn thøc trªn. 2- Qu¸ tr×nh nghiªn cøu 1. Ph ¬ng ph¸p h×nh thµnh kü n¨ng gi¶i bµi tËp ho¸ häc ®Þnh l ỵng: §inh ThÞ Kim Q N¨m häc 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học - Cùng với việc hình thành khái niệm hoá học, HS cần đợc thực hiện giải một hệ thống bài tập theo sơ đồ định hớng sau: + Nghiên cứu đầu bài, xác định những dữ kiện đầu bài đã cho và yêu cầu hoá học cần xác định. + Xác định hớng giải. + Trình bày lời giải. + Kiểm tra lời giải Việc giải bài tập hoá học theo sơ đồ định hớng là rất quan trọng, giúp học sinh giải quyết vấn đề một cách khoa học. Việc lựa chọn và xây dựng những bài tập hoá học nội dung có nhiều cách giải, có cách giải ngắn gọn, thông minh, đóng vai trò quan trọng đối với việc hình thành kỹ năng giải bài tập hoá học định lợng. Đặc biệt, các bài tập yêu cầu vận dụng kiến thức, kỹ năng để giải quyết 1số vấn đề thực tiễn học tập hoá học. 2. Khi giải bài tập tính theo PTHH cần l u ý những điểm sau: - Công thức liên hệ giữa 3 đại lợng (khối lợng, số mol, khối lợng mol) (1) m = n.M (2) n = M m (3) M = n m Trong đó: m là khối lợng (tính bằng gam) của một lợng nguyên tố hay một lựơng chất nào đó. n là số mol chất M là khối lợng mol (nguyên tử, phân tử .) - Lập phơng trình hoá học: + Viết đúng CTHH của các chất phản ứng và các chất mới sinh ra. + Chọn hệ số phân tử sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở 2 vế đều bằng nhau. Không đợc thay đổi chỉ số trong các công thức hoá học. - Từ PTHH nhất thiết phải rút ra tỉ lệ số mol của chất cho biết và chất cần tìm 3. Ph ơng pháp tiến hành các dạng bài tập tính theo ph ơng trình hoá học. Dạng 1: Tính khối lợng (hoặc thể tích khí, đktc) của chất này khi đã biết lợng (hoặc thể tích khí) của một chất khác trong phơng trình phản ứng. * Các bớc thực hiện: - Chuyển giả thiết cho về số mol. - Viết và cân bằng PTPƯ - Dựa vào tỉ lệ mol theo PTPƯ, từ số mol chất đã biết tìm số mol chất cha biết (theo qui tắc tam xuất) Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học - Từ số mol, tính ra khối lợng (hoặc thể tích khí) hay các vấn đề khác mà đề bài yêu cầu trả lời. * TD: Cho 13g Zn tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl, sau phản ứng thu đợc hiđro và dung dịch muối. Hãy tính: a) Thể tích khí hiđro thu đợc ở đktc. b) Khối lợng dung dịch muối tạo thành. Giải - Tính số mol kẽm (Zn) tham gia phản ứng: n Zn = )(2,0 65 13 mol M m Zn Zn == - PTHH: Zn + 2HCl ZnCl 2 + H 2 1mol 1mol 1mol 0,2 mol y mol x mol a) Số mol H 2 tạo thành: x = )(2,01. 1 2,0 mol= => )(48,44,22.2,04,22. 2 litnV H === b) Số mol ZnCl 2 tạo thành: y = )(2,01. 1 2,0 mol= => Khối lợng muối: )(2,27136.2,0. 2 gMnm ZnCl === Dạng 2: Cho biết khối lợng của 2 chất tham gia, tìm khối lợng của chất tạo thành. * Loại này, trớc hết phải xác định xem, trong 2 chất tham gia chất nào phản ứng hết, chất nào còn d. Sản phẩm chỉ đợc tính theo chất tham gia nào phản ứng hết (áp dụng nh dạng 1) * Để trả lời câu hỏi trên ta làm nh sau: Giả sử có phản ứng: A + B C + D Với số mol cho ban đầu của A là a mol, của B là b mol. So sánh hai tỉ số Chất phản ứng hết Sản phẩm tính theo Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học Nếu: n b m a = A, B đều hết A hoặc B n b m a > B hết Theo B n b m a < A hết Theo A Nội dung bài toán trên có thể giải đơn giản nếu ta cố gắng hiểu và giải theo phơng pháp 3 dòng qua TD sau. * TD: Nếu cho 11,2g Fe tác dụng với 18,25g HCl thì sau phản ứng sẽ đợc những chất nào ? Bao nhiêu gam? Giải Tính số mol: )(2,0 56 2,11 moln Fe == )(5,0 5,36 25,18 moln HCl == Phản ứng: Fe + 2HCl FeCl 2 + H 2 Ban đầu cho: 0,2 0,5 0 0 Phản ứng: 0,2 2.0,2 0,2 0,2 Sau phản ứng: 0 0,1 0,2 0,2 (Vì 2 5,0 1 2,0 < nên Fe phản ứng hết; 0,2 mol) Theo PTPƯ thì số mol HCl phản ứng gấp đôi số mol Fe n HCl (phản ứng) = 2.0,2 = 0,4 (mol) FeHFeCl nnn == 22 p. Vậy sau phản ứng thu đợc: Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học gm FeCl 4,25127.2,0 2 == gm H 4,02.2,0 2 == HCl m d g65,35,36.1,0 == Dạng 3: Hiệu suất phản ứng (H%): * Trong phản ứng: A + B C + D a) Nếu hiệu suất tính theo chất sản phẩm (C hoặc D): Lợng sản phẩm thực tế x 100% H% = (1) Lợng sản phẩm lí thuyết (tính theo phản ứng) Lợng sản phẩm lí thuyết x H% Suy ra: Lợng sản phẩm thực tế = 100% b) Nếu hiệu suất tính theo chất ban đầu (A hay B): - Phải tính theo chất ban đầu nào phản ứng thiếu. Lợng (A) phản ứng x 100% H% = (2) Lợng (A) cho ban đầu - Cần nhớ rằng H% 100% * TD: Ngời ta điều chế vôi sống (CaO) bằng cách nung đá vôi (CaCO3). Lợng vôi sống thu đợc từ 1 tấn đá vôi có chứa 10% tạp chất là 0,45 tấn. Hãy tính hiệu suất phản ứng. Giải 3 CaCO m tinh khiết = 1x 9,0 100 90 = tấn Phơng trình phản ứng đợc biểu diễn nh sau: CaCO 3 o t CaO + CO 2 1mol 1mol 1mol 100g 56g Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học 100 t 56 t 0,9t xt => x = 0,504 t (khối lợng lý thuyết) Vậy hiệu suất phản ứng là: 0,45 H% = x 100% = 89,28% 0,504 Dạng 4: Tạp chất và lợng dùng d trong phản ứng: a) Tạp chất là chất có lẫn trong nguyên liệu ban đầu nhng là chất không tham gia phản ứng. Vì vậy phải tính ra lợng nguyên chất trớc khi thực hiện tính toán theo PTPƯ. * TD: Nung 200g đá vôi có lẫn 5% tạp chất đợc vôi sống CaO và khí CO 2 . Tính khối l- ợng vôi sống thu đợc nếu hiệu suất phản ứng đạt 80%. Giải Lợng tạp chất: g10 100 5 .200 = => lợng CaCO 3 = 200 10 = 190g Phản ứng: CaCO 3 0 t CaO + CO 2 Tỉ lệ: 100g 56g Cho: 190 xg m CaO (lý thuyết) = x = g4,106 100 190.56 = => m CaO (thực tế) = 106,4. g12,85 100 80 = b) Lợng lấy d một cách nhằm thực hiện phản ứng hoàn toàn một chất khác. Lợng này không đa vào phản ứng nên khi tính lợng cần dùng phải tính tổng lợng đủ cho phản ứng + lợng lấy d * TD: Tính thể tích dung dịch HCl 2M đã dùng để hoà tan hết 10,8g Al, biết đã dùng d 5% so với lợng cần phản ứng. Giải n Al = mol4,0 27 8,10 = Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học PTPƯ: 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + H 2 2mol 6mol 0,4mol xmol => molxn HCl 2,1 2 6.4,0 === V ddHCl (p.) = lit6,0 2 2,1 = V ddHCl (d) = lit03,0 100 5 .6,0 = V ddHCl (đã dùng) = V(p.) + V (d) = 0,6 + 0,3 = 0,63 lit Dạng 5: Tính theo nhiều phản ứng nối tiếp nhau: Các phản ứng đợc gọi là nối tiếp nhau nêú nh chất tạo thành ở phản ứng này lại là chất tham gia ở phản ứng kế tiếp. Đối với loại này có thể lần lợt theo từng phản ứng cho đến sản phẩm cuối cùng. Ngoài ra có thể giải nhanh chóng theo sơ đồ hợp thức * TD: Đốt cháy hoàn toàn 2,5g đồng trong oxi, để nguội sản phẩm, rồi hoà trong dung dịch HCl vừa đủ đợc dung dịch A. Cho NaOH vào dung dịch A cho đến d thu đợc kết tủa B. Tính khối lợng kết tủa B. Giải 04,0 64 56,2 == Cu n mol Các Phản ứng: 2Cu + O 2 0 t 2CuO CuO + 2HCl CuCl 2 + H 2 O CuCl 2 + 2NaOH Cu(OH) 2 +2NaCl Dựa vào tỉ lệ biến đổi từ Cu đến Cu(OH) 2 (kết tủa B) ta có sơ đồ hợp thức: Cu CuCl 2 Cu(OH) 2 Tỉ lệ: 1 mol 1 mol Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học Vậy: 0,04 mol 0,04 mol => gm OHCu 92,398.04,0 2 )( == Dạng 6: Tính theo nhiều phản ứng của nhiều chất: * Phơng pháp chung: - Chuyển giả thiết về số mol (chú ý: nếu cho khối lợng của hỗn hợp nhiều chất KHÔNG đ- ợc đổi về số mol). - Đặt số mol các chất cần tìm x,y . - Viết và cân bằng PTPƯ. Dựa vào tỉ lệ mol theo phản ứng tìm quan hệ về số mol giữa chất cần tìm với chất đã biết. - Lập hệ phơng trình bậc nhất (cho giả thiết nào thì lập phơng trình theo giả thiết đó). - Giải hệ phơng trình, tìm số mol x,y Từ số mol tìm đợc tính các nội dung đề bài yêu cầu. * TD: Hoà tan hết 12,6g hỗn hợp Al, Mg vào dung dịch HCl 1M thu đợc 13,44 lit H 2 (đktc). Tính % khôí lợng của Al và Mg trong hỗn hợp. Giải Số mol H 2 : 6,0 4,22 44,13 2 == H n mol Đặt : x là số mol Al y là số mol Mg Các phản ứng xảy ra: 2Al + 6HCl 2AlCl 3 + 3H 2 Tỉ lệ: 2 6 2 3 (mol) Vậy: x 2 6 x x 2 3 x Mg + 2HCl MgCl 2 + H 2 Tỉ lệ: 1 2 1 1(mol) Vậy: y 2y y y ( Cần nhớ rằng 13,44 lit H 2 hay 0,6 mol H 2 là do cả Al và Mg phản ứng mà có) Lập hệ phơng trình đại số: m Al + m Mg = 12,6 (g) 27.x + 24.y = 12,6 (1) Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học 2 H n (Al p.ứ) + 2 H n (Mg p.ứ) = 0,6 (mol) => )2(2,1236,0 2 3 =+<=>=+ yxyx Giải hệ : =+ =+ )2(2,123 )1(6,122427 yx yx Lấy (2) - (1) => 9x = 1,8 => x = 0,2 (mol) Thay x = 0,2 vào (2) => y = 0,3 (mol) m Al = 27x = 27.0.2 = 5,4 g %Al = %86,42%100 6,12 4,5 %100 =ì=ì hh Al m m %Mg = 100% - %Al = 100% - 42,86 = 57,14% Qua việc phân loại đợc dạng bài tập tính theo phơng trình hoá học và trong quá trình h- ớng dẫn HS giải bài tập tôi thấy HS nhận thức nhanh hơn, kỹ năng giải bài tập của HS thành thạo hơn, đem lại sự hứng thú, say mê trong học tập. Học sinh thích học môn Hoá học hơn và không còn ngại khi giải bài tập tính theo phơng trình hoá học. Tuy nhiên trong quá trình dạy tôi nhận thấy rằng tuỳ vào các dạng bài tập HS có thể nhận thức nhanh hay chậm, nhiều hay ít từ đó tôi có thể phân loại HS theo mức độ nhận thức ở các dạng bài tập, cụ thể: + Dạng 1, 2, 3 dành cho HS mức độ nhận thức yếu, trung bình. + Dạng 4, 5, 6 dành cho HS mức độ nhận thức khá, giỏi. 3 - Kiểm chứng Chuyên đề này tôi thực hiện trong học kì I ( năm học 2008-2009), thời gian thực hiện tuy cha dài song cũng thu đợc kết quả tơng đối khả quan. Học sinh lớp 8, tôi tiến hành triển khai chuyên đề có thể làm đợc tốt hơn lớp 9, do đó đã góp phần vào việc nâng cao chất l- ợng học tập của học sinh và giúp cho học sinh yêu thích môn Hoá học hơn. Cụ thể : Loại Giỏi Khá TB Yếu Kém SL % SL % SL % SL % SL % Tổng số (20 HS) 5 25 6 30 8 40 1 5 0 0 4- Hiệu quả đạt đ ợc Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa học Qua việc thực hiện phơng pháp trên trong giảng dạy Hoá 8, tôi thấy học sinh có nề nếp, tích cực hơn trong hoạt động học tập, số học sinh yếu lúc đầu rất lơ là, thụ động trong việc tìm ra kiến thức thờng ỷ lại các học sinh khá, giỏi trong lớp, sau này đã có thể tham gia góp sức mình vào kết quả học tập của cả lớp , qua đó các em tự tin hơn không mặc cảm vì mình yếu kém hơn các bạn, mạnh dạn phát biểu xây dựng bài. - Học sinh hiểu sâu hơn nội dung kiến thức mới. - Lớp hoạt động sôi nổi, giữa thầy và trò có sự hoạt động nhịp nhàng, thầy tổ chức các hình thức hoạt động, trò thực hiện. 5- Bài học kinh nghiệm Để giúp cho tôi cũng nh các giáo viên khác trong việc giảng dạy môn Hoá học đựơc tốt hơn, chúng ta cần tổ chức học sinh tiến hành theo các bớc cơ bản sau: Bớc 1: Tổ chức cho HS nghiên cứu kĩ đầu bài, nhận dạng bài toán. Bớc 2: HS phải thuộc lòng tên, kí hiệu hoá học, hoá trị của các nguyên tố, biết viết công thức Hoá học, và lập đúng PTHH Do đó khi dạy về những phần này giáo viên phải nghiêm khắc trong việc kiểm tra bài cũ, không để học sinh không học bài, không làm bài trớc khi đến lớp ( nếu không có phải bổ sung ngay hôm sau ). - Ngoài ra để thực hiện tốt phơng pháp này giáo viên cần có sự đầu t nhiều hơn nữa trong việc thiết kế bài dạy, su tầm các dạng bài tập để học sinh tiếp xúc, làm quen tránh sự bỡ ngỡ trong những năm học sau. ý kiến của tổ chuyên môn Cao Bình, ngày tháng năm 2009 Ngời viết chuyên đề Đinh Thị Kim Quế Xác nhân của nhà trờng Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 . phản ứng hết Sản phẩm tính theo Đinh Thị Kim Quế Năm học 2010 - 2011 Chuyên đề: Một số phơng pháp giúp học sinh giải bài tập tính theo phơng trình hóa. C + D a) Nếu hiệu suất tính theo chất sản phẩm (C hoặc D): Lợng sản phẩm thực tế x 100% H% = (1) Lợng sản phẩm lí thuyết (tính theo phản ứng) Lợng sản