(Luận văn thạc sĩ) tuyển chọn một số phương pháp giải nhanh bài toán hóa học về kim loại giúp học sinh trung học phổ thông nâng cao kiến thức và kỹ năng giải toán hóa

Lí do chọn đề tàì Một trong những mục tiêu của dạy học hóa học ở phổ thông là ngoài việc truyền thụ kiến thức hóa học phổ thông cơ bản còn cần mở rộng, phát triển kiến thức, hình thành

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

Dd Dung dịch

Đktc Điều kiện tiêu chuẩn

KT – ĐG Kiểm tra – đánh giá

DANH MỤC CÁC BẢNG

Trang Bảng 3.1 Bảng thống kê điểm bài kiểm tra số 1 102 Bảng 3.2 Phân loại kết quả học tập của HS (%) bài kiểm tra số 1………… 102 Bảng 3.3 Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số

1 trường Nguyễn Đức Cảnh 103 Bảng 3.4 Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số

1 trường Lý Thường kiệt……… 104 Bảng 3.5 Bảng thống kê điểm bài kiểm tra số 2 ……… 105 Bảng 3.6 Phân loại kết quả học tập của HS(%) bài kiểm tra số 2………… 105 Bảng 3.7 Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số

2 trường Nguyễn Đức Cảnh……… 106 Bảng 3.8 Bảng phân phối tần số, tần suất và tần suất lũy tích bài kiểm tra số

2 trường Lý Thường Kiệt……… 107 Bảng 3.9.Thông số xem xét sự khác biệt giá trị trung bình của 2 nhóm khác

nhau ( nhóm TN- ĐC) trường Nguyễn Đức Cảnh……… 107 Bảng 3.10 Thông số xem xét sự khác biệt giá trị trung bình của 2 nhóm khác

nhau ( nhóm TN- ĐC) trường Lý Thường Kiệt……… 108

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 3.1.Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra bài số 1 trường Nguyễn Đức Cảnh 103

Hình 3.2.Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra bài số 1 trường Lý Thường Kiệt 103

Hình 3.3.:Đường biểu diễn kết quả kiểm tra số 1 trường Nguyễn Đức Cảnh 104

Hình 3.4 Đường lũy tích biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 1 trường Lý Thường Kiệt 104

Hình 3.5 Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra bài số 2 trường Nguyễn Đức Cảnh 105

Hình 3.6 Đồ thị cột biểu diễn kết quả kiểm tra bài số 2 trường Lý Thường Kiệt 106

Hình 3.7 Đường biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 2 trường Nguyễn Đức Cảnh 106

Hình 3.8 Đường biểu diễn kết quả bài kiểm tra số 2 trường Lý Thường Kiệt 107

MỤC LỤC

Trang

Lời cảm ơn i

Danh mục viết tắt ii

Danh mục các bảng iii

Danh mục các sơ đồ iv

Mục lục v

MỞ ĐẦU 1

Chương 1: TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5

1.1 Cơ sở lí luận về bài tập hóa học 5

1.1.3 Phân loại bài tập hóa học 6

1.1.4.Bài tập trắc nghiệm khách quan 6

1.2 Nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học hóa học 7

1.3 Vai trò của bài tập hóa học 8

1.4 Tình hình giải các bài toán hóa học hiện nay 9

1.4.1.Những xu hướng dạy học hóa học hiện nay 9

1.4.2 Xu hướng phát triển của bài tập hóa học 11

1.4.3 Sử dụng bài tập hóa học theo hướng dạy học tích cực 13

1.5 Tư duy và phát triển tư duy trong dạy học hóa học 15

1.5.1 Khái niệm tư duy 15

1.5.2 Đặc điểm tư duy 16

1.5.3 Những phẩm chất của tư duy 16

1.5.4 Tư duy hóa học 17

1.5.5 Hình thành và phát triển tư duy cho học sinh THPT 18

Tiểu kết chương 1 19

Chương 2: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC VÀ CÁC BÀI TOÁN VỀ KIM LOẠI 20

2.1 Một số phương pháp giải nhanh bài toán hóa học 20

2.1.1 Phương pháp quy đổi hỗn hợp nhiều chất về hỗn hợp ít chất 20

2.1.2 Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình 26

2.1.3 Phương pháp áp dụng các định luật bảo toàn 35

2.1.4 Phương pháp tăng giảm khối lượng 55

2.1.5 Phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn 61

2.1.6 Phương pháp đường chéo 66

2.2 Các bài toán về kim loại 72

2.2.1 Kim loại tác dụng phi kim 72

2.2.2 Kim loại tác dụng nước và dung dịch kiềm 74

2.2.3 Kim loại tác dụng axit 79

2.2.4 Kim loại tác dụng dung dịch muối 87

2.2.5 Điều chế kim loại 93

Tiểu kết chương 2 98

Chương 3 : THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM 99

3.1 Mục đích – nhiệm vụ thực nghiệm sư phạm 99

3.1.1 Mục đích thực nghiệm 99

3.1.2 Nhiệm vụ thực nghiệm 99

3.2 Phương pháp thực nghiệm 99

3.2 1.Chọn đối tượng và địa bàn thực nghiệm 99

3.2 2.Tiến hành thực nghiệm sư phạm 99

3.3 Thiết kế chương trình TNSP 100

3.4 Kết quả TN và xử lý kết quả TN 100

.3.4.1 Xử lí theo thống kê toán học 100

3.4.2.Xử lí theo tài liệu nghiên cứu khoa học sư phạm ứng dụng 101

3.6.2 Phân tích kết quả thực nghiệm 108

Tiểu kết chương 3 109

KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ 110

1 Kết luận 110

2 Khuyến nghị 111

TÀI LIỆU THAM KHẢO 112

PHỤ LỤC 114

MỞ ĐẦU

1 Lí do chọn đề tàì

Một trong những mục tiêu của dạy học hóa học ở phổ thông là ngoài việc truyền thụ kiến thức hóa học phổ thông cơ bản còn cần mở rộng, phát triển kiến thức, hình thành cho học sinh phương pháp học tập khoa học, phát huy tính chủ động sáng tạo, rèn luyện năng lực nhận thức, tư duy hóa học cho học sinh Việc giảng dạy hóa học cũng có chức năng phát hiện, bồi dưỡng, nâng cao tri thức cho những học sinh có năng lực, hứng thú học tập bộ môn Nhiệm vụ này được thực hiện bằng nhiều phương pháp khác nhau, song sử dụng hệ thống bài tập hoá học được đánh giá là phương pháp dạy học hiệu nghiệm trong việc phát hiện, bồi dưỡng năng lực nhận thức và tư duy hóa học cho học sinh nhất là học sinh khá giỏi

Trong hóa học THPT, bài tập hóa học giữa vai trò quan trọng, giúp học sinh khắc sâu kiến thức đã học, rèn luyện kĩ năng giải toán, mang lại hiệu quả sâu sắc trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo Trong bài tập hóa học, phần lớn bài tập ở dạng bài toán hóa học Việc giải các bài toán hóa học phụ thuộc nhiều vào kĩ năng của học sinh Đối với các học sinh khá việc nhớ một lượng kiến thức lớn về lý thuyết, sau đó là các bài tập ở mỗi chương là không dễ dàng Đối với học sinh yếu, kém thì càng khó khăn hơn Số lượng bài toán hóa học lớn, đa dạng về thể loại, gây khó khăn cho học sinh trong việc phân loại và lựa chọn phương pháp giải thích hợp

Trong số các bài toán hóa học, các bài toán về kim loại chiếm một lượng lớn

và thường liên quan đến nhiều kiến thức Học sinh giải tốt các bài toán về kim loại giúp các em nắm vững tính chất hóa học của các chất, nắm vững lý thuyết liên quan đến phi kim, có kĩ năng giải nhanh các bài toán hóa học Từ đó củng cố thêm kĩ năng giải các bài toán hữu cơ, tạo hứng thú học tập cho học sinh Tuy nhiên trong quá trình giải các bài toán về kim loại, học sinh thường gặp vấn đề khó khăn trong việc tìm phương pháp giải phù hợp Các tài liệu tham khảo về phương pháp giải toán hóa học có nhiều, gây mất phương hướng cho học sinh trong việc vận dụng phương pháp để giải nhanh các bài toán hóa học

Để giúp học sinh có phương pháp giải các bài toán hóa học nhanh hơn, ngắn

gọn hơn, tôi lựa chọn đề tài: “Tuyển chọn một số phương pháp giải nhanh bài

toán hóa học về kim loại giúp học sinh trung học phổ thông nâng cao kiến thức

và kĩ năng giải toán hóa”

2 Lịch sử nghiên cứu

Có nhiều tác giả: Cao Thị Thiên An đã viết: ―Giải các dạng bài tập từ các đề thi quốc gia‖, Đỗ Xuân Hưng với cuốn ―Hướng dẫn giải nhanhbaif tập trắc nghiệm hóa học‖ và Lê thị Thanh Bình viết đề tài ―Phát triển năng lực tư duy tích cực, độc lập, sang tạo của học sinh trung học phổ thông thông qua bài tập hóa học vô cơ‖ Tất

cả đã viết về các phương pháp giải toán hóa học, các cuốn này thường đi chung về các bài toán hóa học, hệ thống nhiều phương pháp mà ít chú ý đến kĩ năng giải và phân dạng toán hóa học cho học sinh

3 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài

3.1 Mục tiêu của đề tài

Tuyển chọn một số phương pháp giải nhanh ngắn gọn, dễ nhớ và áp dụng vào giải các bài toán hóa học, đặc biệt các bài toán về kim loại trong

chương trình THPT

3.2 Nhiệm vụ của đề tài

-Tìm hiểu tình hình hiện nay về các phương pháp giải các bài toán hóc học -Tuyển chọn một số phương pháp giải nhanh phù hợp cho từng loại bài tập, đơn giản, ngắn gọn, dễ nhớ giúp học sinh giải bài toán hóa học

-Áp dụng các phương pháp vào giải các bài toán kim loại nói riêng và các bài toán hóa học nói chung

-Tiến hành thực nghiệm tại một số trường trên địa bàn hải phòng

4 Phạm vi nghiên cứu

Nghiên cứu tuyển chọn một số phương pháp giải toán hóa học và áp dụng giải các bài toán hóa học về kim loại thuộc chương trình THPT của Bộ giáo dục và đào tạo

Thực nghiệm tại một số trường THPT thuộc thành phố Hải Phòng

5 Khách thể nghiên cứu và đối tƣợng nghiên cứu

5.1 Khách thể nghiên cứu

Chọn hai trường THPT Nguyễn Đức Cảnh và THPT Kiến Thụy

Học sinh lớp 12 ban nâng cao đang học tại các trường trên

5.2 Đối tượng nghiên cứu

Một số phương pháp giải nhanh toán hóa học và các bài toán về kim loại

trong chương trình hóa học THPT

6 Câu hỏi nghiên cứu

Phương pháp giải nào, áp dụng cho loại bài toán hóa học nào để giúp cho học sinh giải nhanh các bài toán hóa học?

7 Giả thuyết nghiên cứu

Nếu chọn phương pháp phù hợp cho việc giải bài toán hóa học cụ thể sẽ củng cố, khắc sâu, mở rộng và nâng cao kiến thức cho học sinh

8 Phương pháp nghiên cứu

- Nghiên cứu các phương pháp giải các bài toán hóa học và các dạng bài tập hóa học

- Tuyển chọn một số phương pháp giải nhanh các bài toán hóa học và hệ thống bài toán về kim loại trong hóa học THPT, các đề thi cao đẳng và đại học từ năm 2003-2011

- Thực nghiệm sư phạm: Tiến hành lên lớp dạy học theo nội dung kế hoạch

đã được xây dựng cho lớp thưc nghiệm và lớp đối chứng Trên cơ sở các kết quả thu được dùng phép kiểm chứng T- test để xác định sự chênh lệch điểm số trung bình của 2 nhóm

9 Luận cứ chứng minh

9.1 Cơ sở lí luận

- Học sinh nắm vững phương pháp giải nhanh các bài toán hóa học sẽ giúp

các em có tư duy nhanh hơn, lập luận chặt chẽ hơn trong khi giải các bài toán hóa học

- Tuyển chọn phương pháp giải và hệ thống bài toán bồi dưỡng học sinh

trong hóa học THPT và các đề thi đại học, cao đẳng

- Đề xuất phương pháp sử dụng hệ thống bài tập này trong giảng dạy các bài

luyện tập ôn tập, mở rộng kiến thức bồi dưỡng học sinh khá giỏi

- Hệ thống bài tập hóa học được dùng làm tài liệu tham khảo tốt cho giáo viên

và học sinh trong việc nâng cao kiến thức, bồi dưỡng học sinh khá giỏi hoặc giảng dạy ở trường THPT

9.2 Luận cứ thực tế

- Kết quả bài kiểm tra trước và sau tác động

- Hệ thống bài tập và phương pháp

10 Đóng góp mới của đề tài

- Lựa chọn được một số phương pháp cho các dạng bài tập phù hợp, giúp học sinh giải nhanh các bài toán hóa học

- Xây dựng được hệ thống các bài toán hóa học về kim loại, hợp kim

11 Cấu trúc của luận văn

Ngoài phần mở đầu, kết luận, khuyến nghị, tài liệu tham khảo, phụ lục, nội dung chính của luận văn được trình bày trong 3 chương:

Chương 1 Tổng quan về cơ sở lí luận

Chương 2 Một số phương pháp giải nhanh bài toán hóa học và các dạng toán

về kim loại

Chương 3 Thực nghiệm sư phạm

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Cơ sở lí luận về bài tập hóa học

1.1.1.Khái niệm về bài tập hóa học

Bài tập hoá học là nhiệm vụ học tập giáo viên đặt ra cho người học, buộc người học phải vận dụng các kiến thức đã biết hoặc các kinh nghiệm thực tiễn, sử dụng các hành động trí tuệ hay hành động thực tiễn để giải quyết các nhiệm vụ đó nhằm chiếm lĩnh tri thức, kĩ năng một cách tích cực, hứng thú và sáng tạo

1.1.2.Ý nghĩa tác dụng của bài tập hóa học

1.1.2.1.Ý nghĩa trí dục

-Làm chính xác hóa các khái niệm hóa học Củng cố, đào sâu và mở rộng kiến thức một cách sinh động, phong phú hấp dẫn Chỉ khi vận dụng được các kiến thức vào việc giải bài tập, học sinh mới nắm được kiến thức một cách sâu sắc

-Ôn tập, hệ thống hóa kiến thức một cách tích cực nhất Khi ôn tập, học sinh sẽ buồn chán nếu chỉ yêu cầu họ nhắc lại kiến thức Thực tế cho thấy học sinh chỉ thích giải bài tập trong giờ ôn tập

-Rèn luyện cho học sinh các kĩ năng hóa học như cân bằng phương trình phản ứng, tính toán theo công thức hóa học và phương trình hóa học

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

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

1.1.2.2.Ý nghĩa phát triển

Phát triển ở học sinh các năng lực tư duy logic, biện chứng, khái quát độc lập, thông minh và sáng tạo

1.1.2.3.Ý nghĩa giáo dục

Rèn luyện cho học sinh đức tính chính xác, kiên nhẫn, trung thực và lòng say mê khoa học Hóa học Bài tập thực tiễn, thực nghiệm còn có tác dụng rèn luyện văn hóa lao động (lao động có tổ chức, có kế hoạch, gọn gàng, ngăn nắp, sạch sẽ nơi làm việc)

1.1.3 Phân loại bài tập hóa học

- Dựa vào hình thái hoạt động của học sinh khi giải bài tập : bài tập lí thuyết và bài tập thực nghiệm

- Dựa vào tính chất của bài tập: bài tập định tính và bài tập định lượng

- Dựa vào kiểu bài hay dạng bài: bài tập xác định công thức phân tử của hợp chất, tính phần trăm hỗn hợp, nhận biết, tách, điều chế …

- Dựa vào nội dung:

+bài tập nồng độ, điện phân, áp suất…

+bài tập có nội dung thuần tuý hoá học, bài tập có nội dung gắn với thực tiễn

- Dựa vào mức độ nhận thức của học sinh : bài tập kiểm tra sự nhớ lại, hiểu, vận dụng và sáng tạo

- Dựa vào khối lượng kiến thức hay mức độ đơn giản hoặc phức tạp: bài tập cơ bản, bài tập tổng hợp

- Dựa vào cách học sinh trình bày lời giải của mình: bài tập trắc nghiệm tự luận, bài tập trắc nghiệm khách quan

1.1.4.Bài tập trắc nghiệm khách quan

1.1.4.1 Khái niệm

Trắc nghiệm khách quan là phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh bằng hệ thống câu hỏi trắc nghiệm khách quan Gọi là ―khách quan‖ vì cách cho điểm hoàn toàn khách quan không phụ thuộc vào người chấm

1.1.4.2.Phân loại câu trắc nghiệm

Câu hỏi trắc nghiệm khách quan chia làm 4 loại chính:

a.Câu trắc nghiệm ―Đúng -Sai‖

Đây là loại câu hỏi được trình bày dưới dạng câu phát biểu và học sinh trả lời bằng cách lựa chọn một trong hai phương án ―Đúng‖ hoặc ― Sai‖

b Câu trắc nghiệm ―Nhiều lựa chọn‖

Đây là loại câu hỏi thông dụng nhất Loại này có một câu phát biểu căn bản gọi là câu dẫn và có nhiều câu trả lời để học sinh lựa chọn trong đó chỉ có một câu trả lời đúng nhất còn lại đều là sai ,là câu mồi hay câu nhiễu

c Câu trắc nghiệm―Ghép đôi‖

Đây là loại hình đặc biệt của loại câu hỏi nhiều lựa chọn trong đó học sinh tìm cách ghép câu trả lời ở cột này với câu trả lời ở cột khác cho phù hợp

d Câu trắc nghiệm―Điền khuyết ‖

Đây là câu hỏi trắc nghiệm khách quan nhưng có câu trả lời tự do Học sinh viết câu trả lời bằng một vài từ hoặc câu ngắn

1.2 Nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học hóa học

Hiện nay, nước ta đang thực hiện công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước, phát triển nền kinh tế thị trường có định hướng xã hội chủ nghĩa, mở cửa hội nhập với các nước trong khu vực và trên thế giới Với mục tiêu này đòi hỏi ngành giáo dục Việt Nam phải đào tạo được những con người lao động sáng tạo thích ứng với nhu cầu phát triển nhanh và đa dạng của xã hội, đồng thời hòa nhập được với khu vực và thế giới

Ngoài những yêu cầu cơ bản như trước đây, lớp người lao động mới mà nhà trường đào tạo trong giai đoạn hiện nay phải có thêm các phẩm chất: của người lao động đáp ứng được những đòi hỏi của thị trường lao động và nghề ngiệp cũng như cuộc sống, có khả năng hòa nhập và cạnh tranh quốc tế, đặc biệt là:

- Năng lực hành động, năng lực giải quyết các vấn đề phù hợp

- Tính sáng tạo, năng động, dám nghĩ, dám làm

- Tính tự lực và trách nhiệm, biết phê phán và tiếp thu cái mới

- Năng lực công tác làm việc, tính kỷ luật và khả năng giao tiếp, ứng xử

- Năng lực tự học và khả năng học tập suốt đời

Các phương pháp dạy học đã và đang sử dụng trong dạy học hóa học đã có những thành công nhất định, nhưng vẫn còn nhiều hạn chế, chưa đáp ứng được những nhu cầu phát triển của xã hội và giải quyết được mâu thuẩn của ngành giáo dục hiện nay

là tri thức xã hội ngày càng tăng lên nhanh chóng mà thời gian để trang bị, đào tạo lại có hạn Do đó cần phải đổi mới phương pháp dạy học theo hướng dạy cách học, cách suy nghĩ, dạy phương pháp tư duy-phương pháp nhận thức Cụ thể là:

- Phát huy tối đa tính chủ động, sáng tạo của học sinh trong quá trình nhận thức, vận dụng kiến thức

- Tạo điều kiện cho học sinh tự lực phát hiện, tìm hiểu, đặt và giải quyết vấn đề

- Tăng cường trao đổi, thảo luận, đối thoại để nắm kiến thức

- Tạo điều kiện cho học sinh được hoạt động hợp tác, phối hợp trong nhóm

- Tạo điều kiện cho học sinh tự đánh giá, đánh giá lẫn nhau

- Tận dụng kiến thức thực tế của học sinh để xây dựng kiến thức mới, giải quyết vấn đề học tập Như vậy đổi mới phương pháp dạy học nói chung

và phương pháp dạy học hoá học nói riêng là một yêu cầu khách quan và

là một nhu cầu tất yếu của xã hội tri thức-xã hội học tập mà đất nước ta đang hướng tới

1.3 Vai trò của bài tập hóa học

Trong thực tiễn dạy học ở trường phổ thông, bài tập hóa học giữ vai trò rất quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo, nó vừa là mục đích, vừa là nội dung lại vừa là phương pháp dạy học hiệu nghiệm Hơn nữa, bài tập hóa học góp phần to lớn trong việc phát huy khả năng tư duy, độc lập, sáng tạo của học sinh

Theo M.A.Đanilôp nhận định: ―Kiến thức sẽ được nắm vững thực sự, nếu học sinh có thể vận dụng thành thạo chúng vào việc hoàn thành những bài tập lí thuyết và thực hành‖

Bài tập hóa học được coi là phương pháp dạy học hiệu nghiệm nó cung cấp cho học sinh không chỉ kiến thức mà cả con đường giành lấy kiến thức, mang lại niềm vui của sự phát hiện, vận dụng kiến thức Sử dụng bài tập hóa học sẽ mang lại những tác dụng tích cực như:

- Đào sâu, mở rộng kiến thức đã học một cách sinh động, phong phú Chỉ

có vận dụng kiến thức vào giải bài tập thì học sinh mới nắm được kiến thức một cách sâu sắc

- Là phương tiện để ôn tập, củng cố, hệ thống hóa kiến thức một cách tốt nhất, đặc biệt là bài tập chuyển hóa

- Rèn luyện kĩ năng hóa học cho học sinh: kĩ năng viết công thức hóa học, viết và cân bằng phản ứng hóa học, tính toán, kĩ năng kĩ xảo thực hành

- Tạo điều kiện phát triển tư duy, phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

- Giáo dục tư tưởng, tác phong, rèn luyện tính kiên nhẫn, trung thực, chính xác khoa học, nâng cao lòng yêu thichshocj tập bộ môn

- Là phương tiện để kiểm tra đánh giá kiến thức học sinh

- Là phương tiện để nghiên cứu tài liệu mới

Như vậy, bài tập hóa học sẽ có ý nghĩa thực sự khi nó được trao cho đúng đối tượng, phát huy mọi khía cạnh và được học sinh tự giải

1.4 Tình hình giải các bài toán hóa học hiện nay

1.4.1.Những xu hướng dạy học hóa học hiện nay

Từ thực tế của ngành giáo dục, cùng với yêu cầu đào tạo nguồn nhân lực cho

sự phát triển đất nước chúng ta đang tiến hành đổi mới PPDH Bản chất của việc đổi mới PPDH là tổ chức cho người học được học tập trong hoạt động và bằng hoạt động tự giác, tích cực, sáng tạo Vì vậy cần phải coi việc xây dựng phong cách ―học tập độc lập sáng tạo‖ là cốt lõi của việc đổi mới PPDH

a/ Dạy học hóa học chú trọng khai thác nét đặc thù môn học hóa học tạo ra các hình thức hoạt động đa dạng, phong phú giúp học sinh chủ động tự chiếm lĩnh kiến thức

và kĩ năng trong giờ học

Với nét đặc trưng của môn học là khoa học thực nghiệm trên cơ sở suy luận

lí thuyết Nên trong dạy học hóa học cần chú trọng:

- Tăng cường sử dụng phương tiện trực quan đặc biệt là thí nghiệm hoá học và phương tiện kĩ thuật trong dạy học Sử dụng phối hợp nhiều phương pháp dạy học, chú trọng đến phương pháp trực quan, phương pháp nêu và giải quyết vấn đề, đàm thoại tìm tòi, thuyết trình nêu vấn đề, nhằm hình thành và phát triển ở học sinh phương pháp nhận thức hóa học

và kĩ năng giải quyết vấn đề, học tập hóa học

Khi sử dụng thí nghiệm hóa học và phương tiện trực quan cần đảm bảo yêu cầu là tạo nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi, nghiên cứu, rút ra nhận xét, kết luận các kiến thức cần thu nhận Vì vậy khi tổ chức các hoạt động học tập cần chú ý:

- Tổ chức cho học sinh tự quan sát, nhận xét hiện tượng thí nghiệm, tính chất các chất

- Tổ chức cho học sinh tự tiến hành thí nghiệm, lắp ráp mô hình, thiết bị thí nghiệm khi nghiên cứu bài mới và ôn tập củng cố

- Tăng cường sử dụng phương pháp nghiên cứu trong bài dạy với yêu cầu học sinh tiến hành dự đoán tính chất chất, hiện tượng thí nghiệm, nêu giả thuyết khái niệm trên cơ sở lí thuyết chủ đạo rồi tiến hành thí nghiệm hóa học để kiểm nghiệm dự đoán, xác nhận giả thuyết đúng

Khi lựa chọn, phối hợp các phương pháp dạy học và tổ chức các hình thức hoạt động của học sinh cần chú ý đến nội dung học tập và các hình thức, phương pháp dạy học thể hiện các phương pháp nhận thức hóa học

Hoạt động của giáo viên trên lớp cần đổi mới cho phù hợp với phương pháp dạy học cụ thể là:

Giáo viên phải là người tổ chức, điều khiển, giúp đỡ các hoạt động của học sinh Trước hết giáo viên phải làm xuất hiện ở học sinh nhu cầu nhận thức gây hứng thú học tập, tìm kiếm nội dung kiến thức mới (hoạt động khởi động) và đặt vấn đề học tập tìm kiếm cho các nội dung Tiếp đó giáo viên định hướng điều khiển hoạt động nhận thức của học sinh hướng đến xây dựng giả thuyết, dự đoán trên cơ sở lí thuyết rồi lựa chọn thí nghiệm, hóa chất dụng cụ, tiến hành thí nghiệm, quan sát, thu thập số liệu, vận dụng kiến thức giải thích , từ đó tìm ra kiến thức mới và vận dụng

nó trong các trường hợp cụ thể Để thực hiện chức năng tổ chức, định hướng điều khiển, giáo viên phải xây dựng tình huống học tập, thiết kế các hoạt động, xây dựng

hệ thống câu hỏi tìm tòi khám phá phù hợp với nội dung, logic phát triển vấn đề và trình độ của học sinh

Hoạt động học tập của học sinh không còn là thụ động mà là chủ động trực tiếp tham gia các hoạt động tìm tòi, phát hiện, giải quyết vấn đề Ngoài hoạt động học tập, tìm tòi độc lập theo cá nhân, học sinh cần tham gia hoạt động phối hợp với các thành viên trong nhóm, đàm thoại, tranh luận trong nhóm để chia xẻ kinh nghiệm, học tập lẫn nhau Trong hoạt động học tập cần tăng cường rèn luyện khả năng tự học, tự nhận xét đánh giá kết quả của bản thân, bạn bè mà có sự sửa chữa, rút kinh nghiệm trong phương pháp học tập cho mình

b Trong dạy học chú trọng khai thác triệt để nội dung kiến thức hóa học và mối liên

hệ với thực tế Kiến thức hóa học sẽ trở nên có ý nghĩa với học sinh khi được vận dụng giải quyết các vấn đề của thực tiễn cuộc sống Tăng cường tính thiết thực

và thực tiễn trong các nội dung hóa học là một trong các định hướng xây dựng

chương trình môn học vì vậy trong dạy học ta cần tổ chức các hoạt động học tập của học sinh để nâng cao tính thực tiễn của hóa học đối với đời sống, sản xuất, bảo vệ môi trường

c Tăng cường sử dụng các loại bài tập có tác dụng phát triển tư duy rèn luyện kĩ năng thực hành hóa học

Để phát triển tư duy học sinh ngoài nội dung bài tập biện luận, bài tập có nhiều cách giải, dùng bài tập có hình vẽ mô tả dụng cụ thí nghiệm để rèn luyện kĩ năng thực hành hóa học, đáp ứng yêu cầu thực tiễn của môn học

d Sử dụng các phương tiện kĩ thuật dạy học hiện đại và áp dụng các thành tựu của công nghệ thông tin trong dạy học hóa học

Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ thông tin đã xuất hiện những phương tiện kĩ thuật hiện đại, đa chức năng (máy tính điện tử, máy chiếu dữ liệu, mạng internet) đã mang đến cho giáo dục những phương tiện dạy học mới như:

- Phòng học đa chức năng, thư viện-SGK, giáo trình điện tử – giáo trình bài giảng điện tử, bài giảng trực tuyến

- Phần mềm nghiên cứu dạy học hóa học

- Phần mềm thí nghiệm ảo, thí nghiệm mô phỏng, kiểm tra trắc nghiệm và quản lí giáo dục

Khai thác và sử dụng có hiệu quả các phương tiện kĩ thuật và dạy học trên đây sẽ góp phần đổi mới mạnh mẽ phương pháp dạy học theo hướng hiện đại

1.4.2 Xu hướng phát triển của bài tập hóa học

Bài tập hóa học là phương tiện cơ bản để dạy học sinh biết vận dụng kiến thức vào thực hành Sự vận dụng kiến thức thông qua các bài tập nhận thức rất đa dạng và có nhiều hình thức phong phú Chính nhờ sự vận dụng kiến thức hóa học để giải quyết các bài tập mà kiến thức được củng cố, khắc sâu, chính xác hóa, mở rộng

và nâng cao Khi giải bài tập hóa học, học sinh không chỉ đơn thuần là vận dụng kiến thức cũ mà còn tìm kiếm kiến thức mới và vận dụng kiến thức cũ trong những tình huống mới Do vậy bài tập hóa học vừa là nội dung vừa là phương tiện đắc lực giúp giáo viên truyền tải kiến thức đến học sinh và ngược lại, học sinh cũng thu nhận được kiến thức, phương pháp học tập, yêu cầu nhận thức hóa học một cách chủ động, tích cực, sáng tạo thông qua hoạt động giải bài tập

Thực tế cho thấy còn nhiều bài tập hóa học còn quá nặng nề về thuật toán, nghèo nàn về kiến thức hóa học và không có liên hệ với thực tế hoặc mô tả không đúng với các quy trình hóa học Khi giải các bài tập này thường mất thời gian tính toán toán học, kiến thức hóa học lĩnh hội được không nhiều và hạn chế khả năng sáng tạo, nghiên cứu khoa học hóa học của học sinh Các dạng bài tập này dễ tạo lối mòn trong suy nghĩ hoặc nhiều khi lại quá phức tạp, rối rắm với học sinh làm cho các em thiếu tự tin vào khả năng của bản thân dẫn đến chán học, học kém

Định hướng xây dựng chương trình sách giáo khoa THPT của Bộ Giáo Dục

và Đào Tạo (năm 2002) có chú trọng đến tính thực tiễn và đặc thù của môn học trong lựa chọn kiến thức nội dung sách giáo khoa Quan điểm thực tiễn và đặc thù của hóa học cần được hiểu ở các góc độ sau đây:

- Nội dung kiến thức hóa học phải gắn liền với thực tiễn đời sống, xã hội cộng đồng

- Nội dung kiến thức phải gắn với thực hành, thí nghiệm hóa học và tăng cường thí nghiệm hóa học trong nội dung học tập

- Bài tập hóa học phải đa dạng, phải có nội dung hóa học thiết thực trên cơ

sở của định hướng xây dựng chương trình hóa học phổ thông thì xu hướng phát triển chung của bài tập hóa học trong giai đoạn hiện nay cần đảm bảo các yêu cầu:

 Nội dung bài tập phải ngắn gọn, súc tích, không quá nặng về tính toán mà cần chú ý tập trung vào rèn luyện và phát triển các năng lực nhận thức, tư duy hóa học và hành động cho học sinh.Kiến thức mới hoặc kiểm nghiệm các dự đoán khoa học

 Bài tập hóa học cần chú ý đến việc mở rộng kiến thức hóa học và các ứng dụng của hóa học trong thực tiễn Thông qua các dạng bài tập này làm cho học sinh thấy được việc học hóa học thực sự có ý nghĩa, những kiến thức hóa học rất gần gũi thiết thực với cuộc sống Ta cần khai thác các nội dung về vai trò của hóa học với các vấn đề kinh tế,

xã hội môi trường và các hiện tượng tự nhiên, để xây dựng các bài tập hóa học làm cho bài tập hóa học thêm đa dạng kích thích được sự đam mê, hứng thú học tập bộ môn

 Bài tập hóa học định lượng được xây dựng trên quan điểm không phức tạp hóa bởi các thuật toán mà chú trọng đến nội dung hóa học

và các phép tính được sử dụng nhiều trong tính toán hóa học

 Cần sử dụng bài tập trắc nghiệm khách quan, chuyển hóa một số dạng bài tập tự luận, tính toán định lượng sang dạng trắc nghiệm khách quan

Như vậy xu hướng phát triển của bài tập hóa học hiện nay hướng đến rèn luyện khả năng vận dụng kiến thức, phát triển khả năng tư duy hóa học cho học sinh

ở các mặt: lí thuyết, thực hành và ứng dụng Những bài tập có tính chất học thuộc trong các câu hỏi lí thuyết sẽ giảm dần mà được thay bằng các câu hỏi đòi hỏi sự tư duy, tìm tòi

1.4.3 Sử dụng bài tập hóa học theo hướng dạy học tích cực

Bản thân bài tập hóa học đã là PPDH hoá học tích cực, song tính tích cực của phương pháp này được nâng cao hơn khi được sử dụng như là nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi chứ không phải để tái hiện kiến thức Với tính đa dạng của mình, bài tập hóa học là phương tiện để tích cực hóa hoạt động của học sinh trong các bài dạy hóa học, nhưng hiệu quả của nó còn phụ thuộc vào việc sử dụng của giáo viên trong quá trình dạy học hóa học

1.4.3.1 Sử dụng bài tập hóa học để hình thành khái niệm hóa học

Thông qua giải bài tập mà hình thành khái niệm mới Trong bài dạy hình thành khái niệm học sinh phải tiếp thu, lĩnh hội ý kiến mới mà học sinh chưa biết hoặc chưa biết chính xác rõ ràng Giáo viên có thể xây dựng, lựa chọn hệ thống bài tập phù hợp để giúp học sinh hình thành khái niệm mới một cách vững chắc

Ví dụ Cho các nguyên tử có kí hiệu sau:

Hãy cho biết:

a/ Số electron, số proton, số nơtron trong các nguyên tử của nguyên tố đó b/ Các nguyên tử trên có số khối giống nhau không? Vì sao?

c/ Về mặt cấu tạo, các nguyên tử Si có đặc điểm gì giống nhau, khác nhau?

d/ Các nguyên tử trên được gọi là các nguyên tử đồng vị của nhau vậy thế nào là đồng vị?

Như vậy sau khi giải các câu hỏi trên và có sự chỉnh lí, bổ sung của giáo viên, học sinh đã tham gia một cách tích cực, chủ động vào quá trình hình thành khái niệm Với các khái niệm hóa trị, số oxi hóa khử, liên kết hóa học ta cũng có thể lựa chọn, xây dựng các bài tập phù hợp đưa vào các phiếu học tập để tổ chức, điều khiển hoạt động học tập tích cực của học sinh trong giờ học

1.4.3.2 Sử dụng bài tập thực nghiệm hóa học

Trong mục tiêu môn học có nhấn mạnh đến việc tăng cường rèn luyện kĩ năng hóa học cho học sinh trong đó chú trọng đến kĩ năng thí nghiệm hóa học và kĩ năng vận dụng kiến thức hóa học vào thực tiễn Bài tập thực nghiệm là một phương tiện có hiệu quả cao trong việc rèn luyện kĩ năng thực hành, phương pháp làm việc khoa học, độc lập cho học sinh Giáo viên có thể sử dụng bài tập thực nghiệm khi nghiên cứu, hình thành kiến thức mới, khi rèn luyện, rèn luyện kĩ năng cho học sinh Khi giải bài tập thực nghiệm, học sinh phải biết vận dụng kiến thức để giải bằng lí thuyết rồi sau đó tiến hành thí nghiệm để kiểm nghiệm tính đúng đắn của những bước giải bằng lí thuyết và rút ra kết luận về cách giải

Các bước giải bài tập thực nghiệm:

+ Bước1: Giải lí thuyết Hướng dẫn học sinh phân tích lí thuyết, xây dựng các bước giải, dự đoán hiện tượng, kết quả thí nghiệm, lựa chọn hóa chất, dụng cụ,

dự kiến cách tiến hành

+ Bước 2: tiến hành thí nghiệm Chú trọng đến các kĩ năng:

o Sử dụng dụng cụ, hóa chất, lắp thiết bị, thao tác thí nghiệm đảm bảo an toàn thành công

o Mô tả đầy đủ, đúng hiện tượng thí nghiệm và giải thích đúng các hiện tượng đó

o Đối chiếu kết quả thí nghiệm với việc giải lí thuyết, rút ra nhận xét, kết luận

Với các dạng bài tập khác nhau thì các hoạt động cụ thể của học sinh cũng có thể thay đổi cho phù hợp

Ví dụ: Khi giải bài tập thực nghiệm để nhận biết các dung dịch mất nhãn, học

sinh phải tiến hành các hoạt động:

+ Giải bằng lí thuyết:

o Phân tích đề bài, tiến hành phân loại các chất cần nhận biết

o Đề xuất các phương án có thể dùng để nhận biết các chất theo điều kiện của đề bài xác định thứ tự nhận biết từng chất

o Lựa chọn chất dùng để nhận biết từng chất, xác định các dấu hiệu, hiện tượng phản ứng để kết luận

+ Tiến hành thí nghiệm:

o Lựa chọn một phương án tối ưu và xây dựng qui trình tiến hành thí nghiệm

o Chuẩn bị dụng cụ, hóa chất cần thiết

o Xác định cách tiến hành thí nghiệm, quan sát hiện tượng và kết luận về từng bước giải (chất được nhận biết)

+ Kết luận về cách giải và trình bày hệ thống cách giải

Các dạng bài tập thực nghiệm được sử dụng chủ yếu trong giờ luyện tập, thực hành nhằm rèn luyện kĩ năng hóa học cho học sinh

1.4.3.3 Sử dụng các bài tập thực tiễn

Theo phương hướng dạy học tích cực giáo viên cần tăng cường sử dụng bài tập giúp học sinh vận dụng kiến thức hóa học giải quyết những vấn đề thực tiễn có liên quan đến hóa học Thông qua việc giải bài tập thực tế sẽ làm cho ý nghĩa của việc học hóa học tăng lên, tạo ra hứng thú, say mê trong học tập ở học sinh Các bài tập có liên quan đến kiến thức thực tế còn có thể dùng để tạo tình huống có vấn đề trong dạy học hóa học Các bài tập này có thể ở dạng bài tập lí thuyết hoặc bài tập thực nghiệm

1.5 Tƣ duy và phát triển tƣ duy trong dạy học hóa học

1.5.1 Khái niệm tư duy

Theo M.N.Sacđacôp: tư duy là sự nhận thức khái quát gián tiếp các sự vật và hiện tượng của hiện thực trong những dấu hiệu, những thuộc tính chung và bản chất của chúng Tư duy cũng là sự nhận thức sáng tạo những sự vật và hiện tượng mới riêng lẻ của hiện thực trên cơ sở những kiến thức khái quát hóa đã thu nhận được

1.5.2 Đặc điểm tư duy

Đặc điểm quan trọng của tư duy là tính có vấn đề tức là trong hoàn cảnh có vấn

đề tư duy được nẩy sinh Tư duy có liên hệ chặt chẽ với ngôn ngữ và được phản ánh

rõ bằng ngôn ngữ

Tư duy là mức độ cao nhất của nhận thức – mức độ lý tính nhưng có quan hệ chặt chẽ với nhận thức cảm tính Nó có khả năng phản ánh nét khái quát, những thuộc tính bản chất của sự vật, hiện tượng

Thông qua tư duy con người phải hiểu biết được những cái không trực tiếp cảm giác được, hiểu biết được đặc điểm bên trong bản chất mà những giác quan không phản ánh được

1.5.3 Những phẩm chất của tư duy

- Tính định hướng: qua quá trình tư duy con người ý thức nhanh chóng, chính xác đối tượng cần lĩnh hội, mục đích cần đạt được và con đường tối

- Tính linh hoạt thể hiện ở sự nhạy bén linh hoạt trong vận dụng kiến thức

cả cách hoạt động áp dụng vào những tình huống khác nhau một cách sáng tạo

- Tính mềm dẻo, con người có thể hoạt động tư duy theo hướng xuôi và ngược

- Tính độc lập, thông qua hoạt động tư duy con người phát hiện ra vấn đề

và đề xuất hướng giải quyết

- Tính nhất quán, phản ánh tính logic của hoạt động nhận thức, đảm bảo có

sự thống nhất theo một tư tưởng chủ đạo từ đầu đến cuối, không có mâu thuẫn

- Tính phê phán, biết phân tích, đánh giá các quan điểm, các phương pháp,

lý thuyết của người khác, đưa ra ý kiến chủ quan, nêu ra lí do, nội dung

để bảo vệ ý kiến của mình

- Tính khái quát, khi giải quyết xong mỗi loại vấn đề thường đưa ra mô hình khái quát trên cơ sở có thể vận dụng giải quyết vấn đề tương tự, cùng loại

1.5.4 Tư duy hóa học

Trên cơ sở các phẩm chất, thao tác tư duy nói chung mỗi ngành khoa học còn

có những nét đặc trưng của hoạt động tư duy, phản ánh nét đặc thù của phương pháp nhận thức ngành khoa học đó

Với tư duy toán học thì:

A + B = C + D  A – C = D – B Với tư duy hóa thì khác, tư duy hoá học được đặc trưng bởi phương pháp nhận thức hóa học nghiên cứu các chất, quá trình biến đổi các chất và qui luật chi phối quá trình biến đổi này A + B không phải là phép cộng thuần tuý của hóa học

mà là xảy ra sự biến đổi nội tại của các chất tạo thành chất mới tuân theo nguyên lí, qui luật, những mối quan hệ định tính và định lượng của hóa học

Trên cơ sở của sự tương tác giữa các tiểu phân vô cùng nhỏ, thông qua các bài tập, những vấn đề của hóa học mà tạo nên thao tác tư duy và phương pháp suy luận logic, tư duy độc lập, sáng tạo

Đặc điểm của quá trình tư duy hóa học là sự phối hợp chặt chẽ, thống nhất giữa sự biến đổi bên trong với các dấu hiệu bên ngoài

Vậy, bồi dưỡng phương pháp và năng lực tư duy hóa học là bồi dưỡng cho học sinh biết vận dụng thành thạo các phương pháp tư duy và phương pháp nhận thức dựa vào số liệu quan sát được mà phán đoán về tính chất và sự biến đổi của các chất của quá trình

Từ trực quan sinh động  tư duy trừu tượng  thực tiễn

Quá trình tư duy hóa học được bắt đầu từ sự quan sát các hiện tượng hóa học phân tích các yếu tố của quá trình biến đổi để tìm ra các mối liên hệ giữa mặt định tính, định lượng, quan hệ nhân quả của các hiện tượng và quá trình hóa học để xây dựng nên các cơ sở lí thuyết, qui luật, định luật mô tả bằng ngôn ngữ hóa học rồi trở lại nghiên cứu những vấn đề của thực tiễn

1.5.5 Hình thành và phát triển tư duy cho học sinh THPT

Việc phát triển tư duy cho học sinh trước hết là giúp học sinh nắm vững kiến thức hóa học, biết vận dụng kiến thức vào việc giải bài tập và thực hành Qua đó kiến thức học sinh thu nhận được trở nên vững chắc và sinh động hơn Học sinh chỉ thực sự lĩnh hội được tri thức khi tư duy của họ được phát triển và nhờ sự hướng dẫn của giáo viên mà học sinh biết phân tích, khái quát tài liệu có nội dung, sự kiện

cụ thể và rút ra những kết luận cần thiết

Tư duy càng phát triển thì càng có khả năng lĩnh hội được tri thức ngày càng nhanh và sâu sắc, khả năng vận dụng tri thức nhanh hiệu quả hơn Như vậy sự phát triển tư duy học sinh diễn ra trong quá trình tiếp thu và vận dụng tri thức, khi tư duy phát triển sẽ tạo ra một kĩ năng và thói quen làm việc có suy nghĩ, có phương pháp, chuẩn bị tiềm lực lâu dài cho học sinh trong hoạt động sáng tạo sau này

Dấu hiệu đánh giá tư duy phát triển

- Có khả năng chuyển các tri thức và kĩ năng sang tình huống mới

- Trong quá trình học tập, học sinh đều phải giải quyết những vấn đề đòi hỏi liên tưởng đến những kiến thức đã liên hệ trước đó Nếu học sinh độc lập chuyển tải tri thức vào tình huống mới thì chứng tỏ đã có biểu hiện tư duy phát triển

- Tái hiện nhanh chóng kiến thức, các mối quan hệ cần thiết để giải quyết bài toán nào đó Thiết lập nhanh chóng các mối quan hệ bản chất của các

hỏi học sinh phải có sự định hướng tốt, biết phân tích, suy đoán và vận dụng các thao tác tư duy để tìm cách áp dụng thích hợp cuối cùng là tổ chức thực hiện một cách có hiệu quả

TIỂU KẾT CHƯƠNG 1

Trong dạy hóa học ở THPT cần phát triển cho học sinh tư duy hóa học, từ đó giúp các em tự trang bị cho bản thân một phương pháp học tập tích cực, phát huy tính sáng tạo, chủ động, tích cực Trên quan điểm đó trong chương 1 Tôi đã đề cập đến 4 vấn đề: nhu cầu đổi mới phương pháp dạy học, vai trò của bài tập hóa học, tình hình giải các bài tập hóa học hiện nay và tư duy, phát triển tư duy trong dạy học Đó là những vấn đề mà bất cứ ai muốn dạy học tốt môn hóa học cần nghiên cứu

CHƯƠNG 2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HÓA HỌC VÀ CÁC DẠNG TOÁN VỀ KIM LOẠI

Những năm qua các kì thi quốc gia, môn hóa học đã chính thức thi theo hình thức trắc nghiệm khách quan Với hình thức này, trong thời gian ngắn , thí sinh phải giải quyết một số lượng câu hỏi và bài tập tương đối lớn, trong đó bài tập toán hóa chiếm một tỉ lệ không nhỏ Ở đó việc tìm ra các phương pháp giúp học sinh giải nhanh các bài toán hóa học có ý nghĩa hết sức quan trọng Dưới đây là các phương pháp giúp học sinh giải nhanh các bài toán hóa

2.1 Một số phương pháp giải nhanh bài toán hóa học

2.1.1 Phương pháp quy đổi hỗn hợp nhiều chất về hỗn hợp ít chất

Một số bài toán hóa học có thể giải nhanh bằng các phương pháp bảo toàn electron, bảo toàn nguyên tử, bảo toàn khối lượng song phương pháp quy đổi cũng tìm ra đáp số rất nhanh và đó là phương pháp tương đối ưu việt, có thể vận dụng vào các bài tập trắc nghiệm để phân loại học sinh

Các chú ý khi áp dụng phương pháp quy đổi:

1 Khi quy đổi hỗn hợp nhiều chất (hỗn hợp X) (từ ba chất trở lên) thành hỗn hợp hai chất hay chỉ còn một chất ta phải bảo toàn số mol nguyên tố và bảo toàn khối lượng hỗn hợp

2 Có thể quy đổi hỗn hợp X về bất kỳ cặp chất nào, thậm chí quy đổi về một chất Tuy nhiên ta nên chọn cặp chất nào đơn giản có ít phản ứng oxi hóa khử nhất để đơn giản việc tính toán

3 Trong quá trình tính toán theo phương pháp quy đổi đôi khi ta gặp số âm đó

là do sự bù trừ khối lượng của các chất trong hỗn hợp Trong trường hợp này ta vẫn tính toán bình thường và kết quả cuối cùng vẫn thỏa mãn

4 Khi quy đổi hỗn hợp X về một chất là FexOy thì oxit FexOy tìm được chỉ là oxit giả định không có thực

Ví dụ 1: Nung 8,4 gam Fe trong không khí, sau phản ứng thu được m gam chất rắn

X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO Hòa tan m gam hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư thu được 2,24 lít khí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị của m là

A 11,2 gam B 10,2 gam C 7,2 gam D 6,9 gam

Hướng dẫn giải

Quy hỗn hợp X về hai chất Fe và Fe 2 O 3:

Hòa tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3 dư ta có

Fe + 6HNO3  Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O 1/3  0,1 mol

 Số mol của nguyên tử Fe tạo oxit Fe2O3 là

Fe

8,4 0,1 0,35n

Ví dụ 2: Hòa tan hết m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng HNO3 đặc

nóng thu được 4,48 lít khí NO2 (đktc) Cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được 145,2 gam muối khan giá trị của m là

A 35,7 gam B 46,4 gam C 15,8 gam D 77,7 gam

Hướng dẫn giải

Quy hỗn hợp X về hỗn hợp hai chất FeO và Fe2O3 ta có

FeO + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 0,2 mol  0,2 mol  0,2 mol

Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O 0,2 mol  0,4 mol

3 3

Fe( NO )

145,2 n

242

 = 0,6 mol

 mX = 0,2(72 + 160) = 46,4 gam (Đáp án B)

Ví dụ 3: Hòa tan hoàn toàn 49,6 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 bằng

H2SO4 đặc nóng thu được dung dịch Y và 8,96 lít khí SO2 (đktc)

a) Tính phần trăm khối lượng oxi trong hỗn hợp X

A 40,24% B 30,7% C 20,97% D 37,5%

b) Tính khối lượng muối trong dung dịch Y

A 160 gam B.140 gam C 120 gam D 100 gam

b) m Fe (SO )2 4 3= [0,4 + (-0,05)]400 = 140 gam (Đáp án B)

Ví dụ 4: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 thì cần

0,05 mol H2 Mặt khác hòa tan hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X trong dung dịch H2SO4 đặc nóng thì thu được thể tích khí SO2 (sản phẩm khử duy nhất

Ví dụ 5: Nung m gam bột sắt trong oxi, thu được 3 gam hỗn hợp chất rắn X Hòa

tan hết hỗn hợp X trong dung dịch HNO3 (dư) thoát ra 0,56 lít NO (ở đktc) (là sản phẩm khử duy nhất) Giá trị của m là

A 2,52 gam B 2,22 gam C 2,62 gam D 2,32 gam

Hướng dẫn giải

Quy hỗn hợp chất rắn X về hai chất Fe, Fe2O3:

Fe + 4HNO3  Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 0,025  0,025  0,025 mol

 m Fe O2 3= 3  560,025 = 1,6 gam

160

  = 0,02 mol

 mFe = 56(0,025 + 0,02) = 2,52 gam (Đáp án A)

Ví dụ 6: Nung 8,96 gam Fe trong không khí được hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4,

Fe2O3 A hòa tan vừa vặn trong dung dịch chứa 0,5 mol HNO3, bay ra khí

NO là sản phẩm khử duy nhất Số mol NO bay ra là

A 0,01 B 0,04 C 0,03 D 0,02

Hướng dẫn giải

y  y/2 3FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

x  10x/3  x/3

Fe2O3 + 6HNO3  2Fe(NO3)3 + 3H2O y/2  3y

Hệ phương trình:

x y 0,1610x

3y 0,53

  mol (Đáp án D)

MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI

1 Để hoà tan hoàn toàn 2,32 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe3O4 và Fe2O3 (trong đó số mol FeO bằng số mol Fe2O3), cần dùng vừa đủ V lít dung dịch HCl 1M Giá trị của V là

2 Cho 9,12 gam hỗn hợp gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 tác dụng với dung dịch HCl (dư) Sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn, được dung dịch Y; cô cạn Y thu được 7,62 gam FeCl2 và m gam FeCl3 Giá trị của m là

3 Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3, Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 loãng (dư), thu được 1,344 lít khí NO (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc) và dung dịch X Cô cạn dung dịch X thu được m gam muối khan Giá trị của m là

A 35,50 B 38,72 C 49,09 D 34,36

4: Cho khí H2 dư đi qua ống sứ nung nóng chứa ba oxit CuO,Fe2O3,Fe3O4 sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 20 gam hỗn hợp hai kim loại và 4,5 gam nước Tính khối lượng của ba oxit ?

A 22 gam B 24 gam C 28 gam D 30 gam

5: Cho 1 gam hỗn hợp X (Fe, FeO, Fe2O3) vào dung dịch HCl cho 112ml khí đktc Dẫn H2 chỉ qua 1gam hỗn hợp X ở nhiệt độ cao, sau phản ứng hoàn toàn được 0,2115g H2O Xác định khối lượng FeO ở 1 gam X?

A 0,40 gam B 0,25 gam C 0,36 gam D 0,56gam

6 Cho m gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 vào một lượng vừa đủ dung dịch HCl 2M, thu được dung dịch Y có tỉ lệ số mol Fe2+ và Fe3+ là 1 : 2 Chia Y thành hai phần bằng nhau Cô cạn phần một thu được m1 gam muối khan Sục khí clo (dư) vào phần hai, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu được m2 gam muối khan Biết m2 - m1 = 0,71 Thể tích dung dịch HCl đã dùng là :

A 80 ml B 320 ml C 240 ml D 160 ml

7 Cho 0,01 mol một hợp chất của sắt tác dụng hết với H2SO4 đặc nóng (dư), thoát

ra 0,112 lít (đktc) khí SO2 là sản phẩm khử duy nhất) Công thức của hợp chất sắt

đó là

A FeO B FeCO3 C FeS D FeS2

8 Khử hoàn toàn một oxit sắt X ở nhiệt độ cao cần vừa đủ V lít khí CO (ở đktc),

sau phản ứng thu được 0,84 gam Fe và 0,02 mol khí CO2 Công thức của X và giá trị V lần lượt là

A Fe3O4 và 0,448 B FeO và 0,224 C Fe2O3 và 0,448 D Fe3O4 và 0,224

9 Cho 4,48 lít khí CO (ở đktc) từ từ đi qua ống sứ nung nóng đựng 8 gam một oxit

sắt đến khi phản ứng xảy ra hoàn toàn Khí thu được sau phản ứng có tỉ khối so với hiđro bằng 20 Công thức của oxit sắt và phần trăm thể tích của khí CO2 trong hỗn hợp khí sau phản ứng là

A Fe2O3; 75% B FeO; 75% C Fe3O4; 75% D Fe2O3; 65%

10 Đốt cháy m gam sắt trong không khí thu được 12 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO,

Fe2O3, Fe3O4 phản ứng với dung dịch HNO3 đặc, nóng thu được 2,24 lít khí NO2 (sản phẩm khử duy nhất, ở đktc), dung dịch X và 5,6 gam kim loại Giá trị của m là

A 11,2 B 5,6 C 6,4 D 2,8

2.1.2 Phương pháp sử dụng các giá trị trung bình

Đây là một trong một số phương pháp hiện đại nhất cho phép giải nhanh chóng

và đơn giản nhiều bài toán hóa học và hỗn hợp các chất rắn, lỏng cũng như khí Điều kiện áp dụng là các chất cùng loại, phản ứng cùng loại, cùng hiệu suất

2.1.2.1 Phân tử khối( nguyên tử khối) trung bình

Nguyên tắc của phương pháp như sau: Khối lượng mol phân tử( hay nguyên tử) trung bình (kí hiệu M) chính là khối lượng của một mol hỗn hợp và được tính theo công thức:

tæng sè mol c¸ c chÊt trong hçn hî p

n

trong đó n là tổng số số mol của các chất trong hỗn hợp,

2.1.2.2 Số nguyên tử cacbon trung bình, số nguên tử hidro trung bình, số liên kết

Ví dụ 1: Hòa tan hoàn toàn 2,84 gam hỗn hợp hai muối cacbonat của hai kim loại

phân nhóm IIA và thuộc hai chu kỳ liên tiếp trong bảng tuần hoàn bằng dung dịch HCl ta thu được dung dịch X và 672 ml CO2 (ở đktc)

1 Hãy xác định tên các kim loại

A Be, Mg B Mg, Ca C Ca, Ba D Ca, Sr

2 Cô cạn dung dịch X thì thu được bao nhiêu gam muối khan?

A 2 gam B 2,54 gam C 3,17 gam D 2,95 gam

Hướng dẫn giải

1 Gọi A, B là các kim loại cần tìm Các phương trình phản ứng là

ACO3 + 2HCl  ACl2 + H2O + CO2 

(1) BCO3 + 2HCl  BCl2 + H2O + CO2 

Khối lượng muối clorua khan là 105,670,03 = 3,17 gam (Đáp án C)

Ví dụ 2: Trong tự nhiên, đồng (Cu) tồn tại dưới hai dạng đồng vị 63

29 Cu và 65

29 Cu

KLNT (xấp xỉ khối lượng trung bình) của Cu là 63,55 Tính % về khối lượng của mỗi loại đồng vị

A 65Cu: 27,5% ; 63Cu: 72,5% B 65Cu: 70% ; 63Cu: 30%

C 65Cu: 72,5% ; 63Cu: 27,5% D 65Cu: 30% ; 63Cu: 70%

Hướng dẫn giải

Gọi x là % của đồng vị 65

29 Cu ta có phương trình:

M = 63,55 = 65.x + 63(1  x)  x = 0,275 Vậy: đồng vị 65Cu chiếm 27,5% và đồng vị 63Cu chiếm 72,5% (Đáp án C)

Ví dụ 3: Cho m gam hỗn hợp bột Zn, Fe vào lượng dư dung dịch CuSO4 sau khi kết

thúc phản ứng thu được m gam bột rắn Thành phầm phần trăm khối lượng của Zn trong hỗn hợp ban đầu là:%

Ví dụ 4: Có V lít khí A gồm H2 và hai olefin là đồng đẳng liên tiếp, trong đó H2

chiếm 60% về thể tích Dẫn hỗn hợp A qua bột Ni nung nóng được hỗn hợp khí B Đốt cháy hoàn toàn khí B được 19,8 gam CO2 và 13,5 gam

H2O Công thức của hai olefin là

A C2H4 và C3H6 B C3H6 và C4H8

C C4H8 và C5H10 D C5H10 và C6H12

Hướng dẫn giải

Đặt CTTB của hai olefin là C Hn 2n

Ở cùng điều kiện nhiệt độ và áp suất thì thể tích tỷ lệ với số mol khí

Hỗn hợp khí A có: n 2 n

2

C H H

n 0,6 3

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn nguyên tử  Đốt cháy hỗn hợp khí B cũng chính là đốt cháy hỗn hợp khí A Ta có:

n 2n

C H + 3nO2

2  nCO2 + nH2O (1) 2H2 + O2  2H2O (2) Theo phương trình (1) ta có:

n 0,3 n  3

  n = 2,25

 Hai olefin đồng đẳng liên tiếp là C2H4 và C3H6 (Đáp án B)

Ví dụ 5: Đốt cháy hoàn toàn a gam hỗn hợp hai rượu no, đơn chức liên tiếp trong

dãy đồng đẳng thu được 3,584 lít CO2 ở đktc và 3,96 gam H2O Tính a và xác định CTPT của các rượu

A 3,32 gam ; CH3OH và C2H5OH B 4,32 gam ; C2H5OH và C3H7OH

C 2,32 gam ; C3H7OH và C4H9OH.D 3,32 gam ; C2H5OH và C3H7OH

Ví dụ 6: Hỗn hợp 3 rượu đơn chức A, B, C có tổng số mol là 0,08 và khối lượng là

3,38 gam Xác định CTPT của rượu B, biết B và C có cùng số nguyên tử cacbon và số mol rượu A bằng 5 3 số mol của rượu B và C, MB > MC

A CH3OH B C2H5OH C C3H7OH D C4H9OH

Chỉ có nghiệm khi x = 3 B, C phải có một rượu có số nguyên tử H < 6,33 và một rượu có số nguyên tử H > 6,33 Vậy rượu B là C3H7OH

Có 2 cặp nghiệm: C3H5OH (CH2=CH–CH2OH) và C3H7OH

C3H3OH (CHC–CH2OH) và C3H7OH (Đáp án C)

Ví dụ 7: (Câu 1 - Mã đề 182 - Khối A - TSĐH năm 2007)

Cho 4,48 lít hỗn hợp X (ở đktc) gồm 2 hiđrocacbon mạch hở lội từ từ qua bình chứa 1,4 lít dung dịch Br2 0,5M Sau khi phản ứng hoàn toàn, số mol

Br2 giảm đi một nửa và khối lượng bình tăng thêm 6,7 gam Công thức phân tử của 2 hiđrocacbon là

Ví dụ 8: Tách nước hoàn toàn từ hỗn hợp X gồm 2 ancol A và B ta được hỗn hợp Y

gồm các olefin Nếu đốt cháy hoàn toàn X thì thu được 1,76 gam CO2 Khi đốt cháy hoàn toàn Y thì tổng khối lượng H2O và CO2 tạo ra là

A 2,94 gam B 2,48 gam C 1,76 gam D 2,76 gam

3n O

2  nCO 2 + n H O 2

Nhận xét:

- Khi đốt cháy X và đốt cháy Y cùng cho số mol CO2 như nhau

- Đốt cháy Y cho n CO2  n H O2 Vậy đốt cháy Y cho tổng

mCO 2 mH O 2 0,04 (44 18) 2,48   gam (Đáp án B)

MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG PHƯƠNG PHÁP

TRUNG BÌNH

11 Hỗn hợp X gồm kim loại A hóa trị II và kim loại B hóa trị III có khối lượng

1,02 gam Hòa tan hết X bằng một lượng vừa đủdd 2 axit HCl 1,2M và

H2SO40,4M, lượng hydro được giải phóng là 1,12 lit (đktc) Tính khối lượng muối tạo thành

12 Hỗn hợp X gồm 2 kim loại A,B nằm kế tiếp nhau trong cùng một nhóm A Lấy

6,2 gam X hòa tan hoàn toàn vào nước thu được 2,24 lit khí (đkc) A,B là:

A Li, Na B Na, K C K, Rb D Rb, Cs

13 Cho 31,84 gam hỗn hợp 2 muối NaX và NaY vào dung dịch AgNO3 dư thu được 57,34 gam kết tủa Biết X,Y là 2 halogen thuộc hai chu kì liên tiếp Hai muối đó là:

A NaF, NaCl B NaCl, NaBr C NaBr, NaI D A,C đúng

14 Hòa tan 2,97 gam hỗn hợp 2 muối CaCO3 và BaCO3 bằng dung dịch HCl dư thu được 0,448 lit khí CO2 Thành phần phần trăm số mol CaCO3 trong hỗnhợp là:

A 60% B 50% C.70% D 30%

15 Hòa tan 16,8 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat và sunfat của cùng một kim loại

kiềmbằng dung dịch HCl dư thu được 3,36 lit hỗn hợp khí Kim loại trong hỗnhợp là:

A Li B Na C.K D Rb

16 Hòa tan m gam hỗn hợp 2 muối Na2CO3 và Na2SO3 bằng dung dịch H2SO4 2M

dư thu được 2,24 lit hỗn hợp khí có tỉ khối với H2 là 27 Giá trị m là:

A 11,6 B 10 C 1,16 D 1,0

17 Hòa tan 20 gam hỗn hợp Fe và Mgbằng dung dịch HCl dư thu được 11,2 lit khí Thành phần phần trăm số mol Mgtrong hỗnhợp là:

A 40% B 50% C 35,70% D 30%

18 Có x mol hỗn hợp X hai kim loại kiềm thuộc hai chu kì liên tiếp X tác dụng vừa

đủ với dung dịch HCl thu được a gam hỗn hợp muối clorua khan, còn nếu X tác dụng vừa đủ H2SO4 thì thu được b gam muối sunfat khan Giá trị của x là:

19 Cho 1,52 gam hỗn hợp gồm Fe và một kim loại nhóm IIA hòa tan trong dung

dich HCl dư thấy tạo ra 0,672 lít khí Mặt khác 0,95 gam kim loại X không khử hết 2 gam CuO ở nhiệt độ cao Kim loại X là:

A Ca B Mg C Ba D Be

20 Cho m gam hỗn hợp A gồm muối NaCl và NaBr vào dung dịch AgNO3 dư thu được kết tủa bằng k lần khối lượng AgNO3 đã phản ứng Bài toán luôn có nghiệm đúng khi k thỏa mãn điều kiện đúng nhất là:

2.1.3 Phương pháp áp dụng các định luật bảo toàn

2.1.3.1 Phương pháp bảo toàn khối lượng

Nguyên tắc của phương pháp này khá đơn giản, dựa vào định luật bảo toàn khối

lượng: ―Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành trong phản ứng‖ Cần lưu ý là: không tính khối lượng của phần

không tham gia phản ứng cũng như phần chất có sẵn, ví dụ nước có sẵn trong dung dịch

Khi cô cạn dung dịch thì khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng các cation kim loại và anion gốc axit

Dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố: “ Tổng số mol của một nguyên tố trong các chất phản ứng bằng tổng số mol nguyên tố đó trong các chất sản phẩm”

Phạm vi áp dụng của phương pháp này thường để vô hiệu hóa các phép tính phức tạp của nhiều bài toán vô cơ ( hoặc hữu cơ) mà trong đó xảy ra nhiều phản ứng Khi đó ta chỉ cần lập sơ đồ phản ứng để thấy rõ mối quan hệ về tỉ lệ mol các chất mà không cần viết phương trình phản ứng

Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm Fe, FeO và Fe2O3 Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng

m gam hỗn hợp X nung nóng Sau khi kết thúc thí nghiệm thu được 64 gam

chất rắn A trong ống sứ và 11,2 lít khí B (đktc) có tỉ khối so với H2 là 20,4 Tính giá trị m

A 105,6 gam B 35,2 gam C 70,4 gam D 140,8 gam

Hướng dẫn giải

Các phản ứng khử sắt oxit có thể có:

3Fe2O3 + CO  t o 2Fe3O4 + CO2 (1)