Bài giảng môn hóa

Với mong muốn và tâm huyết góp một phần nhỏ bé của mình vào việc giảmbớt những khó khăn của học sinh trong việc giải bài tập hoá học, tôi đã chọn đề tài " Phơng pháp giải một số bài tập

Danh môc tõ viÕt t¾t

Mở đầu

I Lý do chọn đề tài.

Hiện nay, hoá học đang ngày càng trở thành một môn khoa học có nhiều ứngdụng trong thực tiễn đời sống và sản xuất công nghiệp Nhiều phản ứng hoá học làcơ sở cho các ngành sản xuất, nhất là trong công nghiệp luyện kim và điều chế hoáchất Vì vậy việc học tốt và vận dụng tốt kiến thức hoá học là điều hết sức cần thiếttrong thời đại hiện nay Muốn vậy, ngay từ bậc học trung học cơ sở thì học sinh phảinắm vững kiến thức, kĩ năng cơ bản về hoá học, trong đó kĩ năng phân loại và giảibài tập có ý nghĩa hết sức quan trọng

Hiện nay việc giải các dạng bài tập hoá học của học sinh ở trờng THCS gặpnhiều khó khăn, đặc biệt là các dạng bài tập tính toán Đa số học sinh không tự giảiquyết đợc các bài tập này, một số học sinh chỉ biết làm bài tập một cách máy móc

mà không hiểu đợc bản chất Mặt khác, khi giải bài tập, các em không biết cáchphân loại và không có phơng pháp giải phù hợp Do đó hiệu quả học tập của bộ mônkhông cao, các em hay có tâm lý sợ học môn hoá học

Với mong muốn và tâm huyết góp một phần nhỏ bé của mình vào việc giảmbớt những khó khăn của học sinh trong việc giải bài tập hoá học, tôi đã chọn đề tài

" Phơng pháp giải một số bài tập hoá học vô cơ ở trờng trung học cơ sở" Hi vọng

khi áp dụng phơng pháp này vào giảng dạy sẽ góp phần nâng cao chất lợng học tậpmôn hoá học của học sinh nói chung và kĩ năng giải bài tập nói riêng

II Mục đích nghiên cứu.

Nghiên cứu đề tài này nhằm mục đích hệ thống hoá một số dạng bài tập hoáhọc vô cơ, Giúp học sinh nắm rõ cách làm và trình bày bài giải một cách chính xác,logíc Đồng thời qua đề tài này giúp học sinh hệ thống hoá lại những kiến thức hoáhọc, các công thức, định luật trong chơng trình hoá học bậc trung học cơ sở, tạo tiền

đề vững chắc cho các em ở ngững bậc học cao hơn

III Đối tợng nghiên cứu.

- Phơng pháp giải một số dạng bài tập hoá học vô cơ ở trờng THCS

IV Phạm vi nghiên cứu.

- Nghiên cứu một số phơng pháp giải một số dạng bài tập hoá học vô cơ ở trờngTHCS

V Nhiệm vụ nghiên cứu.

1 Xác định cơ sở lý thuyết để làm bài tập

2 Phân loại các dạng bài tập

3 Đa ra ví dụ minh hoạ cho các dạng bài tập

4 Đa ra phơng pháp giải cho mỗi dạng bài tập

5 Đa ra một số dạng bài tập tơng tự

Vi Phơng pháp nghiên cứu.

1 Phơng pháp nghiên cứu tài liệu

2 Phơng pháp phân tích tổng hợp

3 Phơng pháp so sánh đối chiếu

4 Phơng pháp thống kê toán học

Chơng I

Cơ sở lý luận của đề tài

I Cơ sở lý luận của đề tài.

Trong quá trình học tập, học sinh không những học lí thuyết mà còn phải làmbài tập Thông qua bài tập học sinh nắm vững đợc kiến thức lí thuyết

Bài tập hoá học là nguồn kiến thức để học sinh tìm tòi, phát hiện kiến thức và kĩnăng

Bài tập hoá học mô phỏng một số tình huống thực của đời sống thực tế Qua đókích thích khả năng tìm tòi , phát hiện kiến thức và tạo hứng thú học tập cho họcsinh

Bài tập hoá học đợc nêu nh là tình huống có vấn đề Mà t duy của học sinh thờngbắt đầu từ vấn đề mới lạ, đòi hỏi phải đợc giải quyết Để giải quyết vấn đề mà bài tập

đặt ra, học sinh sẽ phải tiếp tục tìm tòi phát hiện và từ đó học sinh có hứng thú caovới vấn đề nghiên cứu

Bài tập hoá học là phơng tiện để tích cực hoá hoạt động của học sinh ở mọi cấphọc bậc học Thông qua bài tập học sinh hình thành đợc kiến thức và kĩ năng mới,

đồng thời học sinh cũng biết cách vận dụng kiến thức đó vào các tình huống nảy sinhtrong học tập và đời sống

Cơ sở lý luận quan trọng cho việc giải bài tập hoá học vô cơ định lợng là nhữngkiến thức hoá học đại cơng và hoá vô cơ

Phần đại cơng các kiến thức cần nắm đợc là các định luật, khái niệm cơ bản củahoá học Những kiến thức này sẽ theo học sinh trong suốt quá trình học tập và nghiêncứu hoá học gồm:

- Định luật thành phần không đổi

- Định luật bảo toàn khối lợng

- Định luật Avôgađrô

- Công thức hoá học, phản ứng hoá học, PTHH

- Dung dịch - nồng độ dung dịch - độ tan, các phản ứng trong dung dịch

- Các hợp chất vô cơ, kim loại, phi kim…

Ngoài ra học sinh cần phải nắm chắc tính chất của một số nguyên tố: oxi,hiđrô, nhôm, sắt, cacbon, clo, silic và hợp chất của chúng, cách điều chế đơn chất,hợp chất, cách tính theo công thức hoá học và phơng trình hoá học

Để giải đợc các bài tập định lợng học sinh cần phải có những kiến thức về toánhọc: giải hệ phơng trình 1 ẩn, phơng trình bậc nhất, giải phơng trình bậc 2, giải bàitoán bằng phơng pháp biện luận

II Phân loại bài tập vô cơ định lợng.

Bài tập vô cơ định lợng đợc chia thành những dạng sau:

1 - Bài tập xác định công thức phân tử hợp chất vô cơ

2 - Bài tập tính theo PTHH dựa vào một chất phản ứng

3 - Bài tập tính theo PTHH khi biết lợng của 2 chất phản ứng

4 - Bài tập pha trộn dung dịch

5 - Bài tập xác định thành phân của hỗn hợp

6 - Bài tập chất tăng giảm khối lợng

7 - Bài tập về chất khí

8 - Bài tập tính khối lợng hỗn hợp dựa vào định luật bảo toàn khối lợng

9 - Bài tập tổng hợp nhiều kiến thức

Chơng II Nghiên cứu thực tiễn

I Đặc điểm tình hình:

1 Thuận lợi:

Trờng có đội ngũ giáo viên phần lớn là trẻ, nhiệt tình, có trình độ chuyên mônvững, đáp ứng yêu cầu hoạt động giáo dục Trờng có chi bộ, luôn đợc chi bộ quantâm, chỉ đạo đúng đắn quan điểm, đờng lối chính sách, pháp luật của Đảng và nhànớc Cán bộ giáo viên luôn yên tâm công tác, luôn tu dỡng, rèn luyện phẩm chất

đạo đức, tác phong lối sống, đoàn kết giúp đỡ nhau trong công tác.Tập thể học sinhngoan, lễ phép

Về cơ sở vật chất: Có đủ phòng học một ca, một phòng th viện, hai phòng đựngthiết bị Đợc cấp đầy đủ trang thiết bị dạy học ở các khối lớp

Bên cạnh đó, trờng còn nhận đợc sự quan tâm, tạo điều kiện giúp đỡ về nhiềumặt của các cấp, các ban nghành đoàn thể trên địa bàn xã, sự quan tâm của các bậcphụ huynh học sinh

2 Khó khăn:

Trờng THCS Phú Cờng trên địa phận xã Phú Cờng là một xã vùng sâu vùng

xa, kinh tế khó khăn, mức độ nhận thức của phụ huynh học sinh còn nhiều hạn chế,không có điều kiện quan tâm đến việc học tập của con em mình

Đa số bộ phận học sinh con em nông dân , thời gian dành cho học tập khôngnhiều, thới gian chủ yếu dành cho phụ giúp gia đình , còn nhiều học sinh ham chơi Việc học tập của học sinh chủ yếu ở giờ học chính khoá, nên thời gian ôn tập,củng cố cũng nh hớng dẫn các dạng bài tập cho học sinh không có

II Biện pháp thực hiện.

Trong dạy học khụng chỉ coi trọng việc truyền thụ kiến thức mà cũn coitrọng cả việc hướng dẫn cho học sinh độc lập tỡm ra con đường dẫn đến kiếnthức mới Những vấn đề trong học tập, luụn tồn tại một cỏch khỏch quan,

nhưng khụng phải ai cũng nhận ra nú, khụng phải lỳc nào học sinh cũng nhận

ra nú, vỡ khả năng nhận thấy vấn đề là một phẩm chất, một thành phần quantrọng của tư duy sỏng tạo Ở đõy, bài tập cú rất nhiều khả năng rốn luyện chohọc sinh năng lực phỏt hiện vấn đề và giải quyết vấn đề

Ở bất cứ cụng đoạn nào của quỏ trỡnh dạy học đều cú thể sử dụng bài tập.Khi dạy bài mới cú thể dựng bài để vào bài, để tạo tỡnh huống cú vấn đề, đểchuyển tiếp phần này sang phần kia, để củng cố bài, để hướng dẫn học sinh họcbài ở nhà, đặc biệt khi ụn tập củng cố, luyện tập và kiểm tra đỏnh giỏ thỡ nhấtthiết phải dựng bài tập

Sau đõy là một số dạng bài tập hoỏ vụ cơ được sử dụng trong chươngtrỡnh trung học cơ sở

III Một số dạng bài tập thờng gặp:

+ Dạng 1: Bài tập xác định công thức phân tử hợp chất vô cơ:

I Yêu cầu: - Học sinh nắm vững nguyên tử khối của nguyên tố, tính đợc khối

lợng mol của hợp chất

- Nắm vững hoá trị các nguyên tố, qui tắc hoá trị, cách tìm lại hoá trị cácnguyên tố đó

- Biết cách tính thành phần % của nguyên tố trong hợp chất

Gäi CTHH cña hîp chÊt lµ HxPyO2 (x, y, z nguyªn d¬ng)

BiÕt MH = x; MP = 31y; MO = 16z; MchÊt = 98g

100

98 31 , 65

162 63

, 31

31 06 ,

3x = y = = =

x = 3,06 0,98 ≈ 3; 31y = 0,98 31,63 -> y ≈ 1; 16z = 0,98 65,31 -> z ≈ 4VËy CTHH cña hîp chÊt: H3PO4

B

C

M B

M A

5) Hîp chÊt D cã 36,64% Fe; 21,05%S; x%O BiÕt MD = 152g T×m CTHHcña hîp chÊt D

2/ LËp CTHH dùa vµo khèi lîng mol chÊt (PTK) vµ tØ lÖ khèi lîng nguyªn tè.

a) VÝ dô: Hîp chÊt A cã PTK = 84 gåm c¸c nguyªn tè Mg, C, O cã tØ lÖ khèi

l-îng t¬ng øng lµ 2: 1: 4 LËp CTHH cña A

+ Gi¶i:

Gọi CTHH hợp chất A là MgxCyOz (x, y, x nguyên dơng)

Ta có: 24x + 12y + 16z = 84

4 1 2

84 4

16 1

12 2

+ +

M c

M b

M a

+ +

3/ Lập CTHH dựa vào thành phần % khối lợng nguyên tố.

a) Ví dụ: Tìm công thức đơn giản của hợp chất A gồm 40%Cu, 20%S, 40%O.

+ Giải:

Gọi CTHH của A là CuxSyOz (x, y, z nguyên dơng)

10 : 16

10 16

40 : 32

20 : 64

1 Tìm CTHH đơn giản hợp chất A gồm 43,4% Na, 11,3%C, 45,3%O

2 Tìm CTHH đơn giản hợp chất B gồm 57,5%Na, 40%O, 2,5%H

3 Tìm CTHH đơn giản hợp chất C gồm 15,8%Al, 28,1%S, 56,1%O

4/ Lập CTHH dựa vào số phần khối lợng nguyên tố.

a) Ví dụ: Tìm CTHH của hợp chất A biết rằng trong thành phần gồm 24 phần

khối lợng nguyên tố các bon kết hợp với 32 phần khối lợng nguyên tố oxi

Vậy x = 1; y = 1 => CTHH đơn giản của A là CO.

2 Tìm CTHH hoá học của hợp chất theo kết quả sau:

a) Hợp chất A gồm 78 phần khối lợng nguyên tố K kết hợp với 16 phần khối ợng nguyên tố oxi

l-b) Hợp chất B gồm 46 phần khối lợng nguyên tố Na kết hợp với 16 phần khốilợng nguyên tố O

c) Hợp chất C gồm 3,6 phần khối lợng nguyên tố C kết hợp với 9,6 phần khốilợng nguyên tố oxi

d) Hợp chất D gồm 10 phần khối lợng nguyên tố H kết hợp với 80 phần khối ợng nguyên tố O

l-5/ Lập CTHH dựa vào PTHH.

a) Ví dụ 1: Cho 2,4 gam kim loại R hoá trị II tác dụng với dung dịch H2SO4

loãng, thấy giải phóng 2,24lít H2 (ĐKTC) Hãy xác định kim loại M

+ Giải:

nH 2 = 2,24 : 22,4 = 0,1mol

PTHH: R + H2SO4 -> RSO4 + H2

1mol 1mol

MR = 24 ( )

1 , 0

4 , 2

g n

m

=

= Vậy R là nguyên tố Mg

Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn một oxit kim loại R có hoá trị II tác dụng vừa đủ với

dung dịch H2SO4 15,8% thu đợc muối có nồng độ 18,21% Xác định kim loại R?

100

100 ).

+ Dạng 2: Bài tập tính theo PTHH dựa vào lợng của một chất tham gia hoặc sản phẩm.

I Yêu cầu:

- Học sinh nắm vững công thức hoá học của chất theo qui tắc hoá trị

- Viết đúng CTHH của chất tham gia và sản phẩm

- Nắm vững cách tính theo PTHH theo số mol hoặc khối lợng

m NaOH = 20 ( )

100

10 200

mHCl = 0,5 36,5 = 18,25 (g)

m dung dÞch HCl = 500 ( )

65 , 3

100 25 ,

+ Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn 8g S thu lấy khí SO2, đem oxi hoá SO2 ở 4000C cómặt của V2O5 thu đợc khí SO3, cho khí SO3 phản ứng với nớc thu đợc m gam H2SO4.Tính m? biết H phản ứng = 100%.

0

400

SO O

SO3 + H2O   → H2SO4 (3)Theo PTHH (3), (2), (1) ta có: n H 2 SO 4 = nSO 3= nSO 4 = nS = 0,25 (mol)

100(g) 56(g)800(kg) x(kg)

Vì H phản ứng = 80% -> mCaO=x = 358 , 4 ( )

100

80 448 100

80 100

56 800

kg

=

=

Đáp số: mCaO = 358,4kg

b) Khi xảy ra nhiều phản ứng:

+ Ví dụ: Tính khối lợng H2SO4 thu đợc khi sản xuất từ 44 tấn quặng FeS2 biết

H của các giai đoạn là 70%

+ Giải:

Sản xuất H2SO4 gồm 3 giai đoạn:

- Giai đoạn 1: Điều chế SO2

4FeS2 + 11O2   →t0 2FeO3 + 8SO2

Đáp số: mH 2 SO 4= 2,465 (tấn)

III Phơng pháp giải bài tập tính theo PTHH dựa vào lợng một chất.

- Chuyển đổi các lợng chất đã cho ra số mol

- Lập PTHH - Viết tỉ lệ mol các chất

- Dựa vào số mol chất đã cho tìm số mol chất cần biết

- Tính các lợng chất theo yêu cầu của đề bài

+ Dạng 3: Bài tập tính theo PTHH dựa vào lợng 2 chất phản ứng.

I Yêu cầu:

- Đọc kỹ đề bài xác định đúng chất phản ứng hết, chất còn d sau phản ứng

- Tính theo PTHH dựa vào chất phản ứng hết

II Một số dạng bài tập:

1 Bài tập 1: Gây nổ một hỗn hợp gồm 10g khí H2 và 10l khí O2 (ĐKTC) cóbao nhiêu gam H2O đợc tạo thành?

Theo đầu bài:

1

45 , 0 2

5

> Vậy H2 d tính theo O2

mH 2 O = 0,9 18 = 16,2 (g)

2 Bài 2: Hoà tan 2,4 g CuO trong 200 gam dung dịch HNO3 15,75%.

a) Tính khối lợng HNO3 tham gia phản ứng?

b) Khối lợng muối đồng đợc tạo thành là bao nhiêu gam?

c) Tính nồng độ phần trăm các chất có trong dung dịch sau khi phản ứngkết thúc

+ Giải: nCuO = 2,4 : 80 = 0,03 (mol)

mHNO 3 = 31 , 5 ( )

100

200 75 , 15

g

= -> nHNO 3 = 31,5 : 63 = 0,5 (mol)PTHH: CuO + 2HNO3   → Cu(NO3)2 + H2O

Theo PƯ: 0,03mol 0,06mol 0,03mol 0,03mol

Sau phản ứng: 0mol 0,44mol 0,03mol 0,03mol

100 72 , 27

=

C% Cu(NO3)2 = 2 , 787 %

4 , 202

100 64 , 5

=

3 Bài 3: Cho 114 g dung dịch H2SO4 20% vào 400 gam dung dịch BaCl2 5,2%

a) Viết PTHH Tính khối lợng của sản phẩm.

b) Tính nồng độ phần trăm của các chất có trong dung dịch sau khi tác bỏkết tủa?

+ Giải:

mBaCl 2 = 20 , 8 ( )

100

400 2 , 5

g

= -> nH 2 SO 4 = 22,8 : 98 = 0,233(mol)a) PTHH: H2SO4 + BaCl2 -> BaSO4 + 2HCl

1mol 1mol 1mol 2mol 0,1mol 0,1mol 0,1mol 0,2molTheo PTHH: nH 2 SO 4 : nBaCl 2 = 1 : 1

Theo đầu bài:

1

1 , 0 1

233 ,

0 > Vậy H2SO4d tính theo BaCl2

7 , 490

100 13

≈

C%HCl = 1 , 49 %

7 , 490

100 3 , 7

≈

a) Tính C% các chất trong dung dịch A.

b) Tính CM của dung dịch NaOH đã dùng

+ Giải:

nCaCO 3 = 10 : 100 = 0,1 (mol)

nHCl = CM V = 2 0,15 = 0,3 (mol)

a) CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 + H2O + CO2

Phản ứng: 0,1mol 0,2mol 0,1mol 0,1mol 0,1molSau phản ứng: 0mol 0,1mol 0,1mol 0,1mol 0,1mol

Vậy dung dịch A gồm CaCl2 và HCl d, khí X là CO2

mCaCl 2 = 0,1 111 = 11,1(g)

mdung dịch sau phản ứng = mCaCO 3 + m dung dịch HCl - m CO2

= 10 + (1,2 150) – (0,1 44) = 185,6(g)C%HCl d = 1 , 97 %

6 , 185

100 65 , 3

≈

C%CaCl2 = 5 , 98 %

6 , 185

100 1 , 11

≈b) x: CO2; V dung dịch NaOH = 100ml = 0,1l

CO2 + NaOH -> NaHCO3

1mol 1mol0,1mol 0,1mol

v

1 , 0

1 ,

- So sánh tỉ lệ số mol chất phản ứng tìm chất phản ứng hết, chất d

- Dựa vào số mol chất phản ứng hết tính số mol các chất theo PTHH

- Tính các lợng chất theo yêu cầu của đề bài

+ Dạng 4: Bài tập pha trộn dung dịch:

I Yêu cầu:

- Xác định đúng lợng chất đã cho thuộc đại lợng nào trong công thức tínhnồng độ

- Nhớ các công thức liên quan đến tính nồng độ

- Một số công thức liên quan khi pha trộn dung dịch

+ Khối lợng chất tan:

m = n M

m = mdung dịch – mdung môi.

+ Thể tích dung dịch: Vd2 =

D

md2 (V tính bằng ml)+ Công thức pha trộn dung dịch:

II Bài tập áp dụng:

1 Bài 1: Cần dùng bao nhiêu ml dung dịch NaOH 3%, D = 1,05g/ml và baonhiêu ml dung dịch 10%, D = 1,12g/ml để pha chế đợc 2l dung dịch NaOH 8%, D =1,1g/ml

C

C C md

C

=> C C

C C Vd

D D V

+ Giải:

Gọi thể tích dung dịch NaOH 3% là a (ml)

Gọi thể tích dung dịch NaOH 10% là b (ml)

100

8 1 , 1 2000 100

%

g C

D V

a a

100

10 12 , 1

=

Ta có: 0,0315a + 0,112b = 176 (1)

a + b = 2000 (2) -> a = 2000 - b (3)Thay (3) vào (1): 0,0315 (2000 - b) + 0,112b = 176

63 - 0,0315b + 0,112b = 1760,0805b = 113 -> b = 1403,7 (ml)-> a = 2000 - 1403,7 = 596,3 ml

Đáp số: Vd2NaOH3% = 596,3ml

Vd2NaOH10% = 1403,7ml

2 Bài 2: Hoà tan 12,5g CuSO4 5H2O vào 87,5 ml nớc cất Xác định C% và CM

của dung dịch thu đợc

g

= ; mH2O = y = 4 , 5 ( )

250

90 5 , 12

g

=

mH2O = V D = 87,5 1 = 87,5(g)

md2 = mCuSO 4 5H 2 O = 12,5 + 87,5 = 100(g)

C%CuSO4 = 8 %

100

100

05 , 0

8

m

KOH KOH = − > = =

Đáp số: mKOH = 120(g)

III Phơng pháp:

- Xác định lợng chất trong đề bài thuộc đại lợng nào

- Vận dụng linh hoạt các công thức tính nồng độ, pha trộn dung dịch để tính

+ Dạng 5: Bài tập xác định thành phần của hỗn hợp.

I Khi phản ứng xảy ra hoàn toàn (hiệu suất 100%)

1 Bài tập 1: Khử hoàn toàn 16,1 gam hỗn hợp gồm ZnO và CuO bằng 1 lợngvừa đủ khí CO Khí thu đợc cho tác dụng với nớc vôi trong d thấy sinh ra 20 gam kếttủa

a) Xác định thành phần % khối lợng mỗi chất trong hỗn hợp đầu?

b) Xác định khối lợng H2SO4 vừa đủ để tác dụng hết hỗn hợp 2 oxit trên

+ Giải:

20%