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

LỜI 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

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA HÓA HỌC -

TRỊNH THỊ VÂN ANH

XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI TẬP HÓA HỌC PHỔ THÔNG SỬ DỤNG

PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa Vô cơ

HÀ NỘI – 2019

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2

KHOA HÓA HỌC -

TRỊNH THỊ VÂN ANH

XÂY DỰNG MỘT SỐ BÀI TẬP HÓA HỌC PHỔ THÔNG SỬ DỤNG

PHƯƠNG PHÁP ĐỒ THỊ

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành: Hóa Vô cơ

Người hưỡng dẫn khoa học

ThS Hoàng Quang Bắc

HÀ NỘI – 2019

LỜI 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 được kết 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 khoa Hóa học trường Đại học Sư phạm Hà Nội 2 đã tạo điều kiện thuận lợi cho

em trong suốt 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

em làm quen với công tác nghiên cứu khoa học, do đó trình độ lý luận cũng như kinh nghiệm 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 quý báu của thầy, cô để em có thể tích lũy thêm được nhiều kinh nghiệm và bổ sung cho khóa 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

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

CHƯƠNG 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 Nguyên tắc xây dựng một số BTHH sử dụng phương pháp đồ thị 101.5 Quy trình xây dựng một số bài tập sử dụng phương pháp đồ thị 121.6 Phương pháp chung để giải một số bài toán hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị 131.7 Cơ sở lý thuyết của phản ứng CO2 tác 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+) 141.7.1 Cơ sở lý thuyết của phản ứng CO2 tác dụng với các dung dịch base 141.7.2 Cơ sở lý thuyết về phản ứng muối nhôm với dung dịch kiềm, phản ứng của muối aluminate với dung dịch acid mạnh( H+) 15CHƯƠNG 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 172.1.1 Dạng bài tập CO2 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 hoặc Ca(OH)2. 172.1.2 Dạng bài tập CO2 tác dụng với hỗn hợp dung dịch NaOH( hoặc KOH)

và Ba(OH)2 hoặc Ca(OH)2 202.1.3 Dạng bài tập dung dịch kiềm (OH- ) tác dụng với dung dịch muối nhôm (Al3+) 232.1.4 Dạng bài tập dung dịch kiềm (OH-) tác dụng với hỗn hợp dung dịch axit (H+) và muối nhôm (Al3+) 262.1.5 Dạng bài tập dung dịch axit (H+) tasc dụng với dung dịch muối aluminat (AlO2-) 282.1.6 Dạng bài tập dung dịch axit (H+) tác dụng với hỗn hợp dung dịch NaOH

và NaAlO2 312.2 Hệ thống một số bài tập hóa học phổ thông sử dụng phương pháp đồ thị.332.2.1 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

và chưa được làm quen nhiều với phương pháp tích cực giải bài toán dạng này Tuy bài tập sử dụng đồ thị không phải xa lạ, mới mẻ nhưng hiện tại có rất ít cá nhân, nhóm nghiên cứu tìm hiểu sâu và phân loại rõ ràng những dạng bài tập này nên tài liệu tham khảo chuyên viết về các bài tập sử dụng phương pháp đồ thị còn hạn chế và chưa 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 các thầy, 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 đồ thị 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 chất lượng học tập

- Thiết kế được một tài liệu hữu ích sử dụng trong học tập và giảng dạy

bộ môn 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 phương pháp đồ thị

2

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

4 Phạm vi nghiên cứu

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

- Phản ứng CO2 tác 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+)

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 sử dụng đồ thị

- Tìm hiểu về cách thiết kế đồ thị, tổng quát hóa dạng đồ thị đặc trưng của một số bài tập sử dụng đồ thị đối với phản ứng CO2 tác 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+) Xây dựng một số bài tập sử dụng đồ thị, từ đó, hệ thống hóa 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 chất lượng 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 đối với phản ứng CO2 tác 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+).”

- 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

trên sách báo, các diễn đàn, internet về dạng bài tập sử dụng đồ thị

3

- Tìm hiểu, nghiên cứu các tài liệu đó

- Phân tích đánh giá mức độ nhận thức và vận dụng của học sinh: mức độ nhận biết, mức độ thông hiểu, mức độ vận dụng và mức độ vận dụng cao bằng

cách phân loại một số bài tập cụ thể và hệ thống chúng

8 Đóng góp mới của đề tài

- Lựa chọn bài tập và xây dựng hệ thống một số BTHH sử dụng đồ thị đối với phản ứng CO2 tác 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+)

- Phân loại BTHH theo các mức độ nhận thức 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 lí 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 để 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 nhóm IVA”

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

- Đề thi Đại học – Cao đẳng từ năm 2007 – 2015 của Bộ Giáo dục

1.2 Bài tập hoá học

1.2.1 Khái niệm về bài tập, BTHH

Có nhiều khái niệm về bài tập đã được đưa ra

5

“Thái Duy Tuyên cho rằng “Bài tập là một hệ thông tin xác định bao gồm những 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 ở thời điểm bài tập được đặt ra.”[7]

“Từ những quan niệm trên có thể hiểu rằng: Bài tập là một hệ thống thông tin được đưa ra một cách có vấn đề, đòi hỏi HS phải sử dụng những kiến thức đã có bằng cách 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 năng vận dụng kiến thức cho HS Là nhiệm vụ học tập mà GV đặt ra cho người học, buộc người 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 thành chúng HS nắm được hay hoàn thiện một tri thức hay một kĩ năng nào đó, bằng cách trả 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 vào những 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 khoa học Bài tập và lời giải là nguồn tri thức mới cho HS trong hoạt động nhận thức.”

1.2.2 Tác dụng của bài tập hoá học

“Quá trình dạy và học không thể thiếu bài tập Sử dụng bài tập để luyện tập là một vấn đề cần thiết để nâng cao chất lượng dạy và học, nó là một phương tiện giúp người 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.”

6

- “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, HS mới nắm được kiến 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, tính toán theo các công thức hoá học và phương trình hoá học… Nếu 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 sản xuất và.bảo vệ môi trường.”

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

- 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

1.2.3 Phân loại BTHH

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

- BTHH thực.nghiệm: là các dạng BTHH có liên.quan đến các.kĩ năng thực hành (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 trình bày, chứng.minh bằng.kiến thức và ngôn ngữ.của mình

- Hình thức.trắc nghiệm khách.quan: là loại BTHH khi.giải, HS chỉ cần chọn một.câu trả lời đúng nhất.trong số các câu trả lời.đã được đưa ra Tổng thời gian cho việc 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,chothấy có nhiều cách.phân loại BTHH, nhưng nó chỉ.mang tính chất tương đối

1.2.4 Sử dụng bài tập hoá học trong dạy học hoá học trung học phổ thông

1.3.4.1 Lựa chọn bài tập hóa học

Hiện nay, ngoài SGK, SBT còn.xuất hiện rất nhiều loại sách.tham khảo

về BTHH Nhưng tuỳ.theo từng điều kiện.cụ thể mà người dạy cần.lựa chọn các bài tập.cho thích hợp với nội.dung và trình.độ nhận thức của HS Khi lựa chọn BTHH cần chú.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 chất.lượng học.tập, phân.loại được HS, đưa ra phương.pháp kích.thích hứng.thú học.tập cho HS

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

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

HS từ việc.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 thể tiến.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

.rời hoặc phi thực tiễn.hoá học

9

- 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 giải.quyết 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 tính.toán 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 mới nhưng những năm gần đây thường xuyên xuất hiện trong đề thi THPT Quốc gia, vì thế, 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

10

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.sử dụng

“Muốn thiết kế bài tập sử dụng phương pháp đồ thị cần dựa vào lượng chất tham 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 tác dụng:”

- “Mô tả, thay thế đề bài( lời văn, số liệu) một cách ngắn gọn, đầy đủ và khoa học.”

- “Giúp HS hình dung được sự biến thiên lượng chất trong quá trình xảy

ra phản ứng hóa học giúp HS nắm được dữ kiện và yêu cầu bài toán theo cách nhanh nhất.”

- “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 học tập 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 khắc sâu, vận dụng và phát triển hệ thống kiến thức lí thuyết đã học, hình thành

và rèn luyện 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.”

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

“Khi xây dựng nội dung của bài tập phải có sự 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, không được dư hay thiếu Các bài tập không được mắc sai lầm về mặt thiếu chính xác trong cách 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 được sắp xếp theo từng dạng bài từ dễ đến khó, phù hợp với từng đối tượng HS Toàn bộ hệ thống bài tập đều nhằm giúp HS nắm vững kiến thức, hình thành và phát triển hệ thống kĩ năng cơ bản.”

- “Hệ thống bài tập đảm bảo tính vừa sức và phân loại.”

“Hệ thống bài tập phải xây dựng từ dễ đến khó, từ đơn giản đến phức tạp: Đầu tiên là những bài tập sử dụng phương 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 Đối với 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.”

“Sự nắm vững kiến thức có thể phân biệt ở ba mức độ: nhận biết, hiểu, vận dụng và vận dụng cao HS nắm vững kiến thức hoá học một cách chính xác khi họ được hình thành kĩ năng, kĩ xảo vận dụng và chiếm lĩnh kiến thức thông qua nhiều dạng bài tập khác nhau.”

- “Hệ thống bài tập phải đảm bảo tính sư phạm.”

12

“Các kiến thức bên ngoài khi đưa vào làm bài tập đều phải qua khâu xử

lí sư phạm 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 dụng sáng tạo của HS.”

“Tuỳ theo trình độ HS mà xây dựng hệ thống bài tập cho phù hợp với khả năng của HS Bài tập từ dễ đến khó, nếu thấy HS đã đạt mức độ dễ thì nâng dần lên mức độ cao 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 của muối 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 chỉ cần nắm vững các kiến thức cơ bản, không đòi hỏi tư duy logic nhiều,

HS nhớ kiến thức một cách máy móc HS chỉ cần ghi nhớ dạng đồ thị tương ứng với dạng toán, áp dụng 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 hiểu được 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 hiện tượng 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 chất phản ứng, nắm chắc kiến thức, có sự so sánh, phân tích để giải quyết các vấn đề có liên quan.”

13

- “Mức độ 4: Mức độ “Vận dụng cao” đòi hỏi HS phải có khả năng tổng hợp kiến thức nhiều bài, nhiều chương, khả năng sử dụng thông tin và biến đổi kiến thức từ dạng này sang dạng khác, tư duy logic phức tạp hơn, liên hệ vận dụng vào thực tiễn.”

“ Bước 2: Hệ thống được các kiến thức trọng tâm của từng nội dung khai

thác.”

- “Nghiên cứu các kiến thức trọng tâm của từng nội dung trong bài để định hướng cho việc thiết kế bài tập.”

- “Nghiên cứu kĩ nội dung SGK, SBT, các tài liệu tham khảo và các vấn

đề có liên quan đến nội dung đó.”

- “Nghiên cứu đặc điểm, trình độ nhận thức của HS để thiết kế bài tập cho phù hợp.”

“ Bước 3: Thu thập thông tin để xây dựng 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.”

- “Đưa ra cách giải tối ưu nhất.”

- “Dự 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 sửa. ”

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.”

14

- “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 kiến thức 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

1.7.1 Cơ sở lý thuyết của phản ứng CO 2 tác dụng với các dung dịch base

“CO2 là một oxit axit, tan khá nhiều trong nước tạo ra dung dịch axit yếu tương ứng là acid carbonic ( H2CO3).”

“Xét về tính chất hóa học của acid carbonic:”

CO2+ 2H2O H3O+ + [HCO3]−

[HCO3]− + H2O H3O++ [CO3]2−

CO2+ 2H2O H++ [HCO3]− H++ [CO3]2− (1)

“Những phân tử acid H2CO3 không bền Khi đun nóng dung dịch, cân bằng (1) dịch chuyển mạnh sang trái tạo CO2 và ngược lại, khi kiềm hóa, cân bằng chuyển dịch sang phải tạo ra muối hidrocarbonate hoặc muối carbonate.”

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

 Muối carbonate (muối trung hòa): chứa anion CO3

2- Muối hidrocarbonate (muối acid): chứa cation HCO3

-“Quay trở lại bài toán ta đang xét:”

15

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

CO2+ 2OH− → CO32−+ H2O Nếu dư CO2:

CO32− + CO2+ H2O → 2HCO3−Hoặc : CO2+ 2OH− → HCO3−

“Dạng bài tập khai thác chuỗi phản ứng này của CO2 gặp rất nhiều trong các

đề thi cũng 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 lý thuyết về phản ứng muối nhôm với dung dịch kiềm, phản ứng của muối aluminate với dung dịch acid mạnh( H + )

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

[Al(H2O)6]3++ OH− → [Al(OH)(H2O)5]2++ H2O

[Al(OH)(H2O)5]2++ OH− → [Al(OH)2(H2O)4]++ H2O

[Al(OH)2(H2O)4]+ + OH− → [Al(OH)3(H2O)3] + H2O

“Nếu kiềm dư, các ion [Al(OH)4(H2O)2]−, [Al(OH)5(H2O)2]2−,

[Al(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 MAlO2 (M là kim loại kiềm).”

 “Muối MAlO2 có khả năng phản ứng với dung dịch axit mạnh (H+) để tạo thành kết tủa Al(OH)3 và được diễn biến theo các phản ứng với bản chất là các phản ứng ion sau:”

H++ AlO2− + H2O → Al(OH)3 ↓Nếu dư H+: 3H+ + Al(OH)3 → Al3++ H2O

Hoặc có thể viết:

4H++ AlO2− → Al3+ + 2H2O

 “Hợp chất Al(OH)3 có tính lưỡng tính, được đề cập trong rất nhiều bài tập Một trong số đó là dạng bài tập tác dụng với dung dịch kiềm và muối aluminate tác dụng với dung dịch acid mạnh( H+) sử dụng phương pháp

đồ thị để giải.”

17

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 CO 2 tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 hoặc Ca(OH) 2

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

Xét đại diện phản ứng CO 2 tác dụng với dung dịch Ba(OH) 2 :

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

+ “Trục tung biểu diễn số mol chất sản phẩm tạo thành (n)”

+ “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 các chất.”

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

Hoặc: 2CO2 + Ba(OH)2  Ba(HCO3)2 (3)

“Lượng kết tủa từ cực đại giảm dần đến hết.”

 Nửa phải đồ thị: dư CO2, đồ thị nghịch biến

Dáng đồ thị: Tam giác vuông cân

Tỉ lệ n CO2 : n trong đồ thị luôn luôn là 1:1

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 .”

2.1.1.2 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:”

nBa(OH)2= 0,1 mol => n max= 0,1 mol

nCO2 max có thể phản ứng = 2nBa(OH)2

20

Tỉ lệ x: y là:

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

Giải:

nCa(OH)2= n max= x mol

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

n= 2nCa(OH)2 – nCO2, thay số:

2y= 2x – 0,12

Mặt khác: y= 2x -0,16

 x= 0,1 ; y= 0,04 => tỉ lệ x: y= 5: 2 => Đáp án C

2.1.2 “ Dạng bài tập CO 2 tác dụng với hỗn hợp dung dịch NaOH( hoặc KOH)

và Ba(OH) 2 hoặc Ca(OH) 2 ”

2.1.2.1 Thiết lập đồ thị và ý nghĩa của đồ thị trong việc giải bài tập

Xét đại diện phản ứng CO 2 tác dụng với hỗn hợp dung dịch x mol NaOH

21

Dư CO2:

CO2 + 2NaOH  Na2CO3 +H2O

CO2 + Na2CO3 + H2O  2NaHCO3

Phương trình chung: CO2 + NaOH  NaHCO3

 Tạo muối axit, kết tủa đạt cực đại nhưng chưa bị hòa tan => đồ thị là

1 đường nằm ngang ( đoạn II)

Hình 2.2: Đồ thị đặc trưng của dạng bài tập CO 2 tác dụng với hỗn hợp

dung dịch NaOH( hoặc KOH) và Ba(OH) 2 hoặc Ca(OH) 2

2.1.2.2 Ví dụ

VÍ DỤ 1: “Sục từ từ khí CO2 vào 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):”

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

Xét đại diện phản ứng dung dịch NaOH tác dụng với dung dịch AlCl 3 :

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

+ “Trục tung biểu diễn số mol chất sản phẩm tạo thành (n)”

+ “Trục hoành biểu diễn số mol chất thêm vào (nNaOH)”

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

“Cho từ từ dd chứa NaOH vào dd chứa a mol AlCl3 , phản ứng diễn ra theo 2 giai đoạn:”

 Giai đoạn 1: Hình thành kết tủa

PTHH:

3NaOH +AlCl3  Al(OH)3 + 3NaCl (1)

 Nửa trái đồ thị đồng biến, dư Al3+, ta có n= 𝑛𝑁𝑎𝑂𝐻

3

 Giai đoạn 2: Kết tủa tan