Nam đàn, tháng 03 năm 2010 GIÚP HỌC SINH NHẬN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG... Bằng những năm dạy học trong nghề tụi xin được giới thiệu sỏng kiến kinh nghi
Trang 1
PHÒNG GD & ĐT NAM ĐÀN
TRƯỜNG THCS NAM KIM
- -
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Giáo viên:TrÇn H÷u ThÕ
Tổ Tự Nhiên
Năm học: 2009 – 2010
Số điện thoại: 0987781797
Nam đàn, tháng 03 năm 2010
GIÚP HỌC SINH NHẬN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG
Trang 2
PHÒNG GD & ĐT NAM ĐÀN
TRƯỜNG THCS NAM KIM
- -
SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM
Giáo viên:TrÇn H÷u ThÕ
Tổ Tự Nhiên
Năm học: 2009 – 2010
Số điện thoại: 0987781797
PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ.
Nam đàn, tháng 03 năm 2010
GIÚP HỌC SINH NHẬN DẠNG VÀ GIẢI BÀI TẬP BẰNG PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG
Trang 3I CƠ SỞ LÍ LUẬN:
Việc dạy học trong nhiều năm qua ở trường Trung học cở sở cần được đổi
mới nhằm thực tốt mục tiờu của ngành giỏo dục Một trong những nhiệm vụ ưu tiờn là cần coi trọng việc hỡnh thành và phỏt triển tiềm năng trớ tuệ cho học sinh Cần bồi dưỡng và tạo điều kiện cho học sinh được rốn luyện năng lực tư duy độc lập sỏng tạo, cú ý thức và biết vận dụng tổng hợp kiến thức đó học vào cuộc sống cuộc sống thực tiễn Một trong những biện phỏp quan trọng là người giỏo viờn chỉ dẩn cho học sinh con đường tỡm kiến thức mới mà khụng chỉ dừng lại ở việc cung cấp những kiến thức cú sẵn, chỳ ý rốn luyện kĩ năng cho học sinh, chỳ ý kiểm tra đỏnh giỏ vận dụng kiến thức tổng hợp, đú cũng là một biện phỏp dạy học cho học sinh cỏch học và cỏch tự học
II CƠ SỞ THỰC TIỄN:
Trong thực tế tõm lớ đa số giỏo viờn ngại đưa vào cỏc phương phỏp giải bài
tập cụ thể qua cỏc dạng bài tập Húa học khỏc nhau Vỡ đặc thự của bộ mụn là lượng
lớ thuyết dài, cú cỏc thớ nghiệm đi kốm dễ dẩn đến việc hết giờ mà nội dung bài vẩn cũn Điều này đồng nghĩa với việc giỏo viờn chưa cú phương phỏp truyền đạt đỳng cỏch, chưa làm hết vai trũ, nhiệm vụ của mỡnh Đặc biệt học sinh khụng được làm quen với những phương phỏp giải bài tập khỏc nhau
Cú nhiều bài tập cú thể tiến hành giải theo những cỏch khỏc nhau điều này tựy theo mức độ tư duy của học sinh, tựy thuộc vào khẳn năng truyền thụ của từng giỏo viờn trong quỏ trỡnh giảng dạy Dạy học theo phương phỏp mới nhằm phỏt huy tớnh tớch cực, sỏng tạo … của học sinh Người giỏo viờn phải biết cỏch động viờn, khớch lệ cho cỏc em tỡm tũi những phương ỏn giải quyết vấn đề khỏc nhau Nhằm nõng cao hiệu quả trong cụng tỏc bồi dưỡng học sinh giỏi của bộ mụn Húa học cho học sinh khụi THCS, giỳp cỏc em nhận dạng, giải nhanh, ngắn gọn, chặt chẽ, sỏng tạo Nhằm đỏp ứng nhu cầu, mức học tập của cỏc em học sinh khỏ – giỏi, nắm bắt tõm lớ cỏc em là luụn muốn cú những cỏch làm bài nhanh hơn, hay hơn và mới hơn Bằng những năm dạy học trong nghề tụi xin được giới thiệu sỏng kiến kinh nghiệm:((Giỳp học sinh nhận dạng và giải bài tập bằng phương phỏp tăng giảm khối lượng)), khi dạy chương trỡnh Húa học khối 9
Phương phỏp tăng giảm khối lượng chắc chắn khụng xa lạ gỡ với cỏc giỏo viờn nhưng điều quan trọng ở đõy là cỏc đồng nghiệp cho học sinh làm quen với việc giải bài tập theo phương phỏp này ở phần nào, chương nào cho hợp lớ Cỏch truyền thụ như thế nào cho học sinh dễ hiểu …Đõy là những vấn đề mà hầu hết cỏc giỏo viờn cần phải suy nghĩ và dành thời gian nghiờn cứu Tụi làm sỏng kiến kinh nghiệm này khụng ngoài mục đớch gúp một phần nhỏ trong cụng cuộc Giỏo dục nước nhà Hy vọng đợc các đồng nghiệp đón nhận và đóng góp, cho ý kiến để sáng kiến đợc hoàn thiện hơn góp phần nâng cao chất lợng dạy- học
Trang 4PHẦN II: NỘI DUNG.
I/ PHƯƠNG PHÁP CHUNG GIẢI MỘT BÀI TẬP HÓA HỌC.
Sau khi đọc kĩ đề một bài toán Hóa học, để pháp hiện mối liên hệ giữa giả
thiết và kết luận, ta nêu tóm tắt bài toán theo dạng sơ đồ ngắn gọn Sau đó dựa vào
sơ đồ ta có thể hình dung và lựa chọn một phương pháp giải tối ưu Thông thường
ta tiến hành theo các bước sau:
- Viết tất cả các PTHH xảy ra
- Đổi dự kiện trong bài theo đơn vị mol
- Đặt ẩn a, b vào các chất ban đầu ( nếu đề bài không cho )
- Tính số mol các chất liên quan theo a, b dựa vào PTHH và quan hệ tỉ lệ thức
- Chuyển đổi số mol thành các đơn vị khác theo yêu cầu bài toán
* Một số công thức liên quan đến tính số mol của chất: ( n )
- Số lượng nguyên tử/ phân tử = n.A ( A là số Avogađro có trị số bằng 6.1023)
- Khối lượng của chất: m = n.M
- Riêng chất khí ở đktc: n = V.22,4
- Khối lượng dung dịch: mdd = V.D ( D là khối lượng riêng của dung dịch )
Nồng độ C% của dung dịch: C% = 100%
Nồng độ mol / lít: CM = n / V ( mol/lít hoặc M )
Mối liên hệ giữa C % và CM: C% =
II/ GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG.
1, Nguyên tắc chung:
M CM
10D
mChất tan
mDung dịch
Trang 5Là phương pháp dựa vào sự tăng, giảm khối lượng khi chuyển từ 1 mol chất
A thành 1 mol hoặc nhiều mol chất B, ta cũng dễ dàng tính được số mol của các chất hoặc ngược lại
* Lưu ý:
2, Cách nhận dạng bài tập về tăng giảm khối lượng:
Để nhận dạng bài tập khi giải dùng phương pháp tăng giảm khối lượng
Trước hết khi đọc đề thấy trong đề bài xuất hiện các cụm từ: (( Sau phản ứng khối
Cách thứ hai nếu thấy có sự chênh lệch khối lượng chất trước phản ứng và
sau phản ứng Ở đây chúng ta không nhầm lẫn với nội dung của Định luật BTKL:
(( Trong phản ứng hóa học tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng))
Trong các phản ứng hóa học thường gặp, khi viết các PTHH ta sẻ dể dàng phát hiện có sự chênh lệch về khối lượng Cụ thể trong các loại phản phản ứng hóa học sau:
- Phản ứng trao đổi ( Phản ứng giữa axit với bazơ, muối; giữa dung dịch muối với các dung dịch: bazơ, muối )
- Phản ứng phân hủy( nhiệt phân hoặc điện phân )
- Phản ứng hóa hợp
- Phản ứng thế
- Phản ứng oxi hóa – khử
a/ Phản ứng trao đổi:
Ta xét ví dụ sau: PTHH:
MCO3 + 2 HCl → MCl2 + CO2↑ + H2O
mol: a a
gam: (M + 60) (M + 71)
Nhận xét: Khi chuyển từ 1 mol MCO3 thành 1 mol MCl2 khối lượng muối sẻ tăng 71 – 60 = 11 gam và 1 mol CO2 được giải phóng
Tức độ tăng của muối = lượng Cl – lượng CO3 = 71a - 60a = 11a (g)
Nên nCO2= a (mol)
Số mol của chất =
Lượng tăng/ giảm theo đề bài Lượng tăng/ giảm theo PTHH
Trang 6b/ Phản ứng thế:
Ví dụ: Nhúng dây đồng trong dung dịch bạc nitrat
Cu + 2 AgNO3 → Cu(NO3)2 + 2 Ag
mol: 1 2 1 2
mol: a 2a a 2a
Ag sinh ra bám vào dây đồng
Cứ 1 mol Cu tan ra thì 2 mol Ag bám vào, làm đây đồng tăng: 2.108- 64 =
152 gam
Độ tăng của dây đồng = độ giảm của lượng dung dịch = 216a – 64a = 152a c/ Phản ứng phân hủy:
Ví dụ: Nhiệt phân canxi cacbonat
CaCO3 → CaO + CO2 ↑
Độ giảm của chất rắn ( lượng CaCO3 ) = lượng CO2↑
d/ Phản ứng hóa hợp:
Ví dụ: Dây sắt cháy trong bình khí oxi
3Fe + 2 O2 → Fe3O4
Độ tăng lượng kim loại ( dây sắt ) = lượng oxi đã phản ứng
e/ Phản ứng oxi hóa – khử:
Ví dụ: Nung chất rắn oxit kim loại trong bình khí CO
Fe2O3 + 3CO → 2Fe + 3CO2↑
Khối lượng chất rắn giảm = khối lượng nguyên tử oxi trong oxit phản ứng Với những cách nhận dạng cơ bản và dựa vào các loại phản ứng hóa học trên, việc xác định một bài toán có nên đi theo phương pháp tăng giảm khối lượng không là khá dễ dàng
III/ TRIỂN KHAI SÁNG KIẾN:
Chương 2 Kim loại Hóa học 9 Bời vì tôi thấy trong chương này có nhiều bài tập có thể giải theo phương pháp này thậm chí chỉ có thể theo cách này Nếu các giáo viên khi dạy chương này không giới thiệu cho học sinh về phương pháp tăng giảm khối lượng thì mục tiêu của chương đã thiếu đi một phần rất quan trọng Chương 2 là tiền đề để chúng ta mở rộng triển khai thêm không chỉ trong dạy học chính buổi mà những buổi dạy bồi dưỡng học sinh giỏi cho các em thấy được tầm quan trọng của việc dùng phương pháp tăng giảm khối lượng khi giải bài tập
t0
t0
t0
Trang 71 Phần nôi dung cơ bản:
Ví dụ trong Bài 22, luyện tập chương 2 Kim loại Trong phần bài tập giáo
viên nên dành nhiều thời gian để giải các bài tập 5 và bài 6 ( SGK ), để từ đó giới thiệu phương pháp tăng giảm khối lượng Cụ thể khi đến bài tập 5: Cho 9,2 gam một kim loại A phản ứng với clo dư tạo thành 23,4 gam muối Hãy xác định kim loại A, biết A hóa trị I
Giáo viên cho học sinh giải theo phương pháp dựa vào số mol thông thường: PTHH: 2A + Cl2 → 2ACl
Theo PTHH số mol A = số mol ACl Nên : 9,2= 23+35,4,5
A A
Giải phương trình ta được A = 23 ( Na )
Sau đó giáo viên tiếp tục gợi ý cho học sinh bằng hình thức vấn đáp để giải theo phương pháp tăng giảm khối lượng như sau:
Phản ứng trên thuộc phản ứng gì ?
So sánh chất rắn trước phản ứng ( kim loại A ) với chất rắn sau phản ứng (muối ACl)
Từ đây học sinh sẻ thấy được do phản ứng thuộc loại phản ứng hóa hợp nên chất rắn sau phản ứng có khối lượng tăng lên ( chính là lượng Cl vào phản ứng )
⇒ n A =
Lập phương trình số mol của A: 9A,2 =1435,,25 Giải phương trình để tìm A
* Chú ý: giáo viên nên vẽ thí nghiệm mô phỏng để học sinh thấy được trong phản ứng A đã hóa hợp với Cl2, nên khối lượng của chất rắn sau phản ứng đã tăng lên
Như vậy qua thí nghiệm được mô phỏng ta thấy kim loại A đã phản ứng với
Cl2 tạo thành muối Do đó lượng chất rắn tăng lên đúng bằng lượng Cl2 phản ứng Bài giải:
Lượng tăng của A theo PTHH Lượng tăng của A theo đề bài
t0
Trang 8PTHH: 2A(r) + Cl2 (k) → 2ACl (r)
gam: A ( A + 35,5 ) ⇒ (A + 35,5)- A = 35,5 gam: 9,2 23,4 ⇒ 23,4 – 9,2 = 14,2
Theo PTHH cứ 1 mol A đã tương ứng A gam phản ứng và có ( A + 35,5 ) gam muối tạo thành, như vậy khối lượng tăng ( A + 35,5) – A = 35,5 (g)
Theo đề bài khối lượng tăng là: 23,4 – 9,2 = 14,2 (g)
Ta có phương trình : 9A,2 =1435,,25 ⇔ A = 23 (Na)
Từ đây giáo viên giới thiệu về phương pháp tăng giảm khối lượng bằng cách chiếu nội dung như sau:
Sau đó giáo viên yêu cầu chuyển sang bài tập tiếp theo ( Bài 6, SGK ) Ngâm
một lá sắt có khối lượng 2,5 gam trong 25 ml dung dịch CuSO4 15% có khối lượng riêng 1,12 g/ml Sau một thời gian phản ứng, người ta lấy lá sắt ra khỏi dung dịch, rửa nhẹ, làm khô cân nặng 2,58 gam
Phương pháp tăng giảm khối lượng gặp trong các phản ứng sau:
a Phản ứng hóa hợp: Thường gặp giữa kim loại + oxi → oxit
kim loại + phi kim khác → muối
Ví dụ: 2Fe (r) + 3Cl2 (k) → 2FeCl3 (r)
mol: a a.3/2 a ⇒ Tăng ( 56 + 35,5.3)a- 56a = 106,5a (g)
Độ tăng kim loại = lượng Cl2 đã phản ứng = a.3/2.71 = 106,5a (g)
b, Phản ứng thế: Giữa kim loại + dd muối → muối mới + kim loại mới hoặc
kim loại + axit → muối + H2
Ví dụ: : Cu (r) + 2AgNO3 (dd) → Cu(NO3)2 (r) + 2Ag (r)
mol: a 2a a 2a
Độ tăng thanh kim loại = 2.108.a – 64a =152a (g)
Nếu khối lượng thanh kim loại tăng hoặc giảm thì:
m Kim loại tăng = m Kim loại giải phóng + m Kim loại tan
m Kim loại giảm = m Kim loại tan – m Kim loại giải phóng
* Kết luận:
Số mol chất phản ứng =
Lượng tăng/ giảm theo PTHH
Lượng tăng/ giảm theo đề bài
Trang 9a, Hãy viết PTHH.
b, Tính nồng độ C% của các chất trong dung dịch sau phản ứng
- Giáo viên gợi ý bằng cách vấn đáp học sinh: bài này dùng phương pháp tăng giảm khối lượng để giải được không? Vì sao ?
- Học sinh (HS) dựa vào cách nhận dạng của phương pháp tăng giảm khối lượng sẻ thấy được sau phản ứng khối lượng lá sắt tăng lên: 2,58 – 2,5 = 0,08 g Nên có thể sử dụng được phương pháp này để giải
- Để giúp một số HS chậm hiểu hơn GV có thể mô tả thí nghiệm bằng hình
vẽ như sau:
- Yêu cầu HS phải thấy được sau phản ứng thanh kim loại tăng vì lượng kim loại tan ra ( phản ứng ) ít hơn lượng kim loại bám vào nó
- GV yêu cầu HS nhắc lại hiện tượng xảy ra và viết PTHH của phản ứng: lá sát bị ăn mòn ( mất đi ), có chất rắn màu đỏ bám vào lá sắt ( nhận vào ), màu xanh của dung dịch nhạt dần
+ Tính số mol ban đầu của Fe và CuSO4
+ Xác định số mol của sắt phản ứng =
+ Xác định số mol CuSO4 dư và FeSO4 tạo thành
+ Lập phương trình tính khối lượng dung dịch sau phản ứng:
m dd sau phản ứng = m Fe p/ ứng + m dd CuSO 4 - m Cu
+ Từ đó xác định nồng độ % của các chất trong dung dịch sau phản ứng
Bài giải:
Số mol Fe ban đầu: 2,5 / 56 = 0,045 (mol)
Lượng tăng theo đề bài Lượng tăng theo PTHH
Trang 10m CuSO 4 = V.D = 25 1,12 = 28 (g) ⇒ m CuSO 4 = 28100.15 = 4,2 (g)
Số mol CuSO4 = 28100.15 = 0,026 (mol)
a, PTHH:
Fe(r) + CuSO4 (dd) → Cu (r) + FeSO4 (dd)
1 mol 1 mol
56 g 64 g ⇒ thanh kim loại tăng thêm 64 – 56 =8 gam Theo đề bài, ta thấy khối lượng lá sắt tăng lên là 2,58 – 2,5 = 0,08 gam
Số mol sắt phản ứng : 0,808 = 0,01 (mol) ⇒ số mol CuSO4 tham gia phản ứng là 0,01 (mol)
⇒ Số mol CuSO4 dư là 0,026 – 0,01 = 0,016 (mol)
b, Nồng độ C% các chất trong dung dịch sau phản ứng
Các chất trong dung dịch sau phản ứng gồm: 0,016 mol CuSO4 dư và 0,01 mol FeSO4
Khối lượng dung dịch sau phản ứng = m Fe p. + m dd CuSO 4 – m Cu
= 0,01.56 + 28 – 0,01.64 = 27,92 (g)
C% CuSO 4 = 100122.100% = 9,17 %
C% FeSO 4 = 0,2701,.92152.100% = 5,44 %
2/ Phần mở rộng và nâng cao.
Khi dạy bồi dượng học sinh giỏi theo tôi nên tiến hành ít nhất là 2 buổi Trong buổi 1 giáo viên cũng cố và mở rộng thêm phần kiến thức lí thuyết của
phương pháp này như ở phần giới thiệu chung đã giới thiệu Tốt nhất nên đưa thêm
ví dụ ở mỗi loại phản ứng để học sinh nhớ được lâu hơn
Ở loại phản ứng phân hủy.
Giáo viên có thể cho học sinh làm bài tập sau:
Bài 1: Nung nóng 100 gam CaCO3 nhận được 78 gam chất rắn Hỏi CaCO3
đã bị phân hủy là bao nhiêu %
Hướng dẫn giải:
- PTHH, tính lượng chất rắn giảm sau phản ứng theo PTHH và theo bài ra
- Suy ra số mol CaCO3 phản ứng ⇒ m CaCO 3phản ứng ⇒ % phản ứng
- Giáo viên nên vẽ thí nghiệm mô phỏng để học sinh dễ nhận thấy khối lượng chất rắn giảm sau phản ứng
Trang 11
Bài giải:
PTHH: CaCO3 (r) → CaO(r) + CO2 (k)
1 mol 1 mol ⇒ chất rắn giảm = lượng CO2 = 44 gam Theo bài ra lượng chất rắn giảm: 100 – 78 = 22 gam
Nên số mol CaCO3 phản ứng là: 4422 = 0,5 (mol)⇒ m CaCO 3= 100.0,5 = 50 (g)
Vậy phần trăm lượng CaCO3 đã phân hủy là: 10050 100% = 50 %
Ở phản ứng trao đổi.
Giáo viên cho học sinh làm một số bài tập như:
Bài 2: Hòa tan 20 gam hỗn hợp hai muối hỗn hợp hai muối cacbonat kim
loại hóa trị I và II bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch X và 4,48 lít khí (đktc) tính khối lượng muối khan thu được ở dung dịch X
Bài giải: Gọi A, B lần lượt là kim loại hóa trị I và II, ta có phương trình hóa
học sau:
A2CO3 + 2HCl → 2ACl + CO2↑ + H2O (1)
BCO3 + 2HCl → BCl2 + CO2↑ + H2O (2)
Số mol CO2 (đktc) thu được ở (1) và (2):
0 , 2
4 , 22
48 , 4
2 = =
CO
Theo (1) và (2) ta thấy cứ 1 mol CO2 bay ra tức là có 1 mol muối cacbonat chuyển thành muối Clorua và khối lượng tăng thêm 11 gam ( gốc CO3 là 60 gam chuyển thành gốc Cl2 có khối lượng 71 gam)
CaCO 3
Dd Ca(OH) 2
bị vẩn đục
t0