SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM:“ GIÚP HỌC SINH KHẮC PHỤC MỘT SỐ LỖI THƯỜNG GẶP TRONG BỒI DƯỠNG HSG MÔN HÓA HỌC”

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN I CƠ SỞ LÝ LUẬN Trong năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp nhà trường đặc biệt quan tâm, bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ Giáo viên phân cơng dạy bồi dưỡng có nhiều cố gắng việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ giao Là giáo viên tham gia bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển nhiều học sinh lúng túng, giải dạng toán như: CO2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp bazơ, dạng lập công thức phân tử, dạng hỗn hợp muối tác dụng với axit, học sinh chưa nhuần nhuyễn định luật bảo toàn nguyên tố Trong dạng tập năm có đề thi học sinh giỏi cấp Từ khó khăn vướng mắc tơi tìm tịi nghiên cứu tìm ngun nhân (nắm kỹ chưa chắc; thiếu khả tư hóa học…) tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt dạng tốn hóa học Trong trình bồi dưỡng học sinh giỏi thông qua kiểm tra nhận thấy em thích dạng tốn (CO tác dụng với dung dịch hỗn hợp bazơ, dạng lập công thức phân tử, dạng hỗn hợp muối tác dụng với axit, học sinh chưa nhuần nhuyễn định luật bảo toàn nguyên tố ) chưa nắm vững phương pháp gặp nhiều lỗi làm Với lý nghiên cứu, tìm tịi thảo luận với đồng nghiệp mặt hạn chế, thiếu sót và lỗi thường gặp em học sinh giỏi mơn hóa học Từ tơi hồn thành sáng kiến “ GIÚP HỌC SINHKHẮC PHỤC MỘT SỐ LỖI THƯỜNG GẶP TRONG BỒI DƯỠNG HSG MƠN HĨA HỌC” nhằm rút ngắn phần thời gian bồi dưỡng lớp, tạo cho em có nhìn cách tiếp cận đề thi theo hướng lựa chọn phương pháp hiệu rút ngắn thời gian làm thi Hi vọng với việc khắc phục sai sót thường gặp em học sinh số dạng tốn mà tơi đề cập đến sáng kiến học quý cho học sinh đội tuyển học sinh giỏi cấp Vì khn khổ viết tơi khơng có tham vọng đưa nhiều ví dụ minh họa việc khai thác dạng tập, mong nhận động viên khích lệ từ đồng nghiệp, bậc phụ huynh cấp lãnh đạo II PHƯƠNG PHÁP TIẾP CẬN TẠO RA SÁNG KIẾN Để thực sáng kiến, sử dụng phương pháp chủ yếu tổng kết kinh nghiệm, thực theo bước: - Xác định đối tượng: xuất phát từ khó khăn vướng mắc công tác bồi dưỡng HS giỏi, xác định cần phải có sáng kiến phương pháp giải toán CO2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp bazơ, dạng lập công thức phân tử, dạng hỗn hợp muối tác dụng với axit, học sinh chưa nhuần nhuyễn định luật bảo toàn nguyên tố - Thể nghiệm đúc kết kinh nghiệm: trình vận dụng sáng kiến, tơi áp dụng nhiều biện pháp,như: trao đổi giáo viên có kinh nghiệm, trò chuyện HS; kiểm tra, đánh giá so sánh kết Ngồi ra, tơi cịn dùng số phương pháp hỗ trợ khác phương pháp nghiên cứu tài liệu, điều tra nghiên cứu… III MỤC TIÊU Sáng kiến nhằm mục đích làm rõ chất phản ứng CO2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp bazơ, dạng lập công thức phân tử, dạng hỗn hợp muối tác dụng với axit, học sinh chưa nhuần nhuyễn định luật bảo tồn ngun tố qua giúp học sinh hình thành kỹ giải tốn có liên quan đến phản ứng hóa học Sáng kiến cịn nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo giải tốn hóa học học sinh, góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi CHƯƠNG II: MÔ TẢ SÁNG KIẾN I.NÊU VẤN ĐỀ CỦA SÁNG KIẾN 1.Phân tích, đánh giá thực trạng vấn đề Hóa học mơn khoa học tự nhiên mà học sinh tiếp cận muộn có vai trị quan trọng nhà tường phổ thơng Mơn hóa học THCS cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, thiết thực hóa học, rèn cho học sinh óc tư sáng tạo khả phản ứng nhanh nhạy Vì giáo viên mơn hóa học cần hình thành em số kỹ bản: khả phân tích tổng hợp kiến thức, lựa chọn phương pháp đắn, cẩn thận, kiên trì, xác, thói quen học tập làm việc khoa học từ làm tảng để em phát triển khả nhận thức lực hành động Thực tế HS truờng THCS miền núi cụ thể trường THCS Lang Sơn chúng tôi, điều kiện học tập cịn khó khăn, việc tiếp cận với tài liệu tham khảo kênh thông tin khác hạn chế Hơn khả tư duy, phân tích, tổng hợp em chưa tốt, kỹ giải tập cịn thiếu Vì gặp dạng tập đòi hỏi tư sáng tạo em thường lúng túng dẫn đến sai sót, đặc biệt dạng tốn ơn luyện HS giỏi: Muối cacbonat tác dụng axit, sắt kim loại muối sắt(II) tác dụng muối bạc nitrat; CO2 tác dụng dung dịch bazơ;giải nhanh số tập định luật BTKL BTNT, số toán giải phương pháp đại số Bằng việc nghiên cứu tài liệu có liên quan đến sáng kiến từ thực tế sai sót mà học sinh mắc phải q trình học tập bồi dưỡng biên soạn thành tài liệu nhằm phục vụ công tác giảng dạy chia sẻ đồng nghiệp Các tồn tại, hạn chế Trong thực tế giảng dạy mơn hóa học, thân tơi phát sai sót mà học sinh đội tuyển thường xuyên mắc phải + Thiếu tính cẩn thận dẫn đến tính tốn sai, sử dụng sai ký hóa học + Trình bày tốn khơng có sở, thiếu lập luận lập luận khơng xác + Trình bày làm cách tuỳ tiện: Nhầm lẫn bước cách trình bày, trình bày tốn rập khn thiếu tư duy, linh hoạt từ toán mẫu - Kết kiểm tra khảo sát chất lượng đội tuyển năm học 2017 2018 sau: Nội dung Tỷ lệ % + Thiếu tính cẩn thận dẫn đến tính tốn sai 30% + Trình bày tốn khơng có sở, thiếu lập luận 40% lập luận khơng xác + Trình bày cách tuỳ tiện: Nhầm lẫn bước cách trình bày, trình bày tốn rập 50% khn thiếu tư duy, linh hoạt từ toán mẫu Nguyên nhân tồn tại, hạn chế - Học sinh chưa có phương pháp học tập đắn với môn: + Chưa học lý thuyết làm tập + Chưa hiểu kiến thức cách có hệ thống + Học sinh chưa trọng việc học kiến thức - Trong trình giải tập: + Học sinh thiếu tính cẩn thận trình bày, tính tốn + Khơng hiểu đề cho gì, yêu cầu gì? Mà nguyên nhân không đọc kỹ đề nên lập luận sai dẫn đến giải tốn sai Qua q trình bồi dưỡng lần khảo sát đội tuyển nhận thấy HS mắc sai sót nguyên nhân theo tỷ lệ sau: Nội dung Tỷ lệ % + Chưa học thuộc lý thuyết làm tập 50% + Trong trình giải tập: Thiếu tính cẩn thận trình 40% bày, tính tốn, thiếu lập luận lập luận khơng xác + Chưa hiểu kiến thức cách có hệ thống 30% Phân tính, đánh giá tính cấp thiết cần tạo sáng kiến Khi chuẩn bị thực sáng kiến, lực giải tốn hóa học học sinh đội tuyển thường hay nhầm lẫn, mắc số sai lầm giải toán Mặc dù em học nắm số phương pháp giải toán, em lại chưa biết lựa chọn phương pháp giải toán phù hợp Việc giáo viên mở rộng kiến thức cho học sinh đặc biệt giáo viên phải theo dõi việc giải toán em để phát sai lầm mà em thường mắc phải trình giải tốn để từ giáo viên khắc phục cho em sai lầm II GIẢI PHÁP ĐỂ THỰC HIỆN SÁNG KIẾN Biện pháp giải nguyên nhân học sinh thường mắc lỗi giải tốn hóa học - Giáo viên theo dõi, phát uốn nắn sai sót mà học sinh hay mắc phải - Giúp học sinh ôn luyện kiến thức cách trình bày giải - Hình thành học sinh thói quen tập trung ý, làm việc theo thời gian - Tạo tự tin học tập tự kiểm tra giải - Bài tập nhà GV cần hướng dẫn cho HS phần khó yêu cầu HS tìm thêm cách giải khác - Nắm bắt nguyên nhân kịp thời đưa biện pháp giải nguyên nhân Phát hiện, phân tích đưa biện pháp khắc phục lỗi học sinh thường mắc phải Sau sâu phân tích lỗi học sinh thường mắc phải với dạng lỗi qua ví dụ minh chứng gặp rõ biện pháp khắc phục thực 2.1 Bài tốn tìm cơng thức phân tử Ví dụ 1: Cho 31,84g hỗn hợp NaX NaY (X, Y halogen chu kì liên tiếp) vào dung dịch AgNO3 dư thu 57,34 g kết tủa Tìm cơng thức muối ? Phân tích lỗi: Hầu hết học sinh giải tập cách chuyển toán hỗn hợp thành tốn chất tương đương việc gọi cơng thức tổng quát chung muối là: Na X - Phương trình hố học viết: Na X + AgNO3 → (23 + X ) gam 31,84 gam Ag X ↓ + NaNO3 → (108 + X ) gam → 57,34 gam →X = 83,13 → halogen Br I → đáp án B Với cách giải học sinh mắc sai lầm: Vì chưa nắm tính chất vật lý tính tan muối halogen nên cho muối NaX NaY tạo kết tủa với dung dịch AgNO3 Biện pháp khắc phục: Muối halogen: Cl, Br, I với bạc khơng tan cịn NaF khơng tác dụng với AgNO3 khơng tạo kết tủa( muối AgF tan) Bài làm Vì cần hướng dẫn học sinh xét toán qua trường hợp: + TH 1: Hỗn hợp muối halogen gồm: NaF NaCl, lúc có NaCl phản ứng NaCl + AgNO3 → nAgNO AgCl ↓ + NaNO3 57,34 = 143,5 ≈ 0,4 (mol) → nNaCl ≈ 0,4 (mol) → mNaCl = 0,4 58,5 = 23,4 < 31,84 → trường hợp thoả mãn + TH : Hỗn hợp muối halogen phản ứng với dung dịch AgNO 3, kết tìm halogen Br I Vậy đáp án là: NaF NaCl NaBr NaI Ví dụ 2: Hịa tan 9,875 gam muối hiđrocacbonat vào nước cho tác dụng lượng H2SO4 vừa đủ, đem cô cạn cẩn thận 8,25 gam muối sunfat trung hòa khan Xác định cơng thức phân tử, gọi tên muối ? Phân tích lỗi: Vì em có cách nhìn chưa tổng qt muối:thường học sinh nghỉ muối gồm hai thành phần kim loại gốc axit nên nhiều học sinh sau rút biểu thức mối liên hệ R với hóa trị n: R = 18n biện luận thấy khơng có kim loại phù hợp kết luận đề khơng xác Biện pháp khắc phục: Thực tế khơng có kim loại phù hợp với biểu thức học sinh cần nhớ rằng: muối vơ ngồi muối kim loại cịn có muối amoni Bài làm A muối hiđrocacbonat ⇒ cơng thức A có dạng R(HCO3)n (n hóa trị R: 1≤ n ≤ 3, n nguyên ) → R2(SO4)n + 2nH2O + 2nCO2 (1) 2R(HCO3)n + nH2SO4  Theo (1) ta có: 9,875 8,25 ⇒ R = 18n = R + 61n R + 96n n R 18 Kết Loại 36 Loại 54 Loại Ta nhận thấy khơng có kim loại phù hợp Vậy R nhóm (NH4)có hóa trị I có khối lượng mol 18 ⇒ A muối NH4HCO3: amoni hiđrocacbonat Ví dụ 3: Nung hết 3,6 gam M(NO3)n thu 1,6 gam chất rắn khơng tan nước Tìm cơng thức muối nitrat đem nung ? Phân tích lỗi : Vì em chưa nắm vững tính chất hóa học nhiệt phân muối nitrat nên xét thiếu trường hợp, sai lầm hay gặp chất rắn oxit em ln mặc định oxit M 2On (khơng thay đổi hóa trị) nên gặp trường hợp kim loại có nhiều hóa trị giải sai tốn Một số học sinh khơng nắm tính tan muối nitrit nên trường hợp tạo muối nitrit số em học sinh dựa vào số liệu tốn để tính tốn tìm nghiệm dẫn đến thời gian Biện pháp khắc phục: - Trường hợp tạo muối ntrit loại muối tan - Bài tốn khơng cho kim loại có hóa trị nên phải lưu ý kim loại có hóa trị thay đổi Bài làm Vì tất muối nitrat tan nên chất rắn thu muối nitrit kim loại oxit kim loại + TH1: M kim loại kiềm, Ca Ba: loại tạo muối nitrit tan + TH2:M kim loại từ Mg ⇒ Cu (nếu kim loại có hóa trị m=n) t 4M(NO3)n  → 2M2Om + 4nNO2 + ( 2n – m)O2 o a mol 0,5a Ta có: a.( M + 62n) = 3,6 0,5a.( 2M + 16m) = 1,6 ⇒ M + 62n 3, = = 2, 25 ⇒ M = 49,6n – 14,4m M + 8m 1, Cặp giá trị phù hợp là: n = 2; m = với M = 56: Fe ⇒ Chất cần tìm Fe(NO3)2 + TH3:M kim loại đứng sau Cu dãy hoạt động hóa học KL t 2M(NO3)n  → 2M + 2nNO2 + nO2 o a mol a M Ta có:a.( M + 62n) = 3,6 a.M = 1,6 ⇒ a.n = ⇒ = 49,6 ⇒ M = 49,6.n 31 n Thay n = 1; 2; 3; không cho giá trị phù hợp M: Loại 2.2 Bài toán muối cacbonat tác dụng với axit Ví dụ 1: Cho từ từ 100ml dung dịch hỗn hợp Na 2CO3 1M NaHCO3 aM (a>0) 200ml dung dịch HCl 1M, sau phản ứng xảy hồn tồn thu 2,688 lít CO2 (ở đktc) Tính a Phân tích lỗi: Sai lầm hay gặp em chưa nắm vững thứ tự phản ứng Sai lầm 1: Cho HCl phản ứng với NaHCO3 trước, phản ứng với Na2CO3 sau ⇒ kết sai Sai lầm 2: Cho HCl phản ứng với Na2CO3 trước, phản ứng với NaHCO3 sau dẫn đến kết sai Biện pháp khắc phục: Thứ tự phản ứng đúng: Na2CO3 có tính bazơ lớn NaHCO3 cho từ từ hỗn hợp hai loại muối cacbonat vào axit HCl ban đầu axit dư nên phản ứng axit với hai muối (tạo khí CO2) xảy đồng thời Bài làm Số mol: nNaHCO3 = 0,1.a = 0,1a (mol); nNa2CO3 = 0,1.1 = 0,1 (mol); 2, 688 nHCl = 0,2.1 = 0,2 (mol); nCO2 = 22, = 0,12 (mol), 100ml = 0,1(l) Vì cho từ từ dung dịch hỗn hợp Na2CO3 NaHCO3 vào dung dịch HCl nên ban đầu HCl dư ⇒ phản ứng muối axit tạo khí CO xảy đồng thời Nếu sau PƯ axit HCl dư hai muối phản ứng hết để tạo khí CO2thì theo (1) (2): nHCl PƯ = nNa2CO3 + nNaHCO3 = 2.0,1 + a =0,2 + a > 0,2 (vì a> 0) vơ lý Vậy sau PƯ axit HCl hết, hai muối cịn dư (vì hai muối PƯ đồng thời nên dư PƯ hết) phầm trăm số mol muối phản ứng Cách Gọi x y số molNa2CO3 NaHCO3 phản ứng Na2CO3 → 2NaCl + CO2 + H2O 2HCl  + x mol 2x mol NaHCO3 + → HCl  y mol y mol (1) x mol NaCl + CO2 + H2O (2) y mol  nCO2 = x +  y = 0,12 ( mol )      x = 0,08 ( mol ) ⇒   n = 2x + y = 0, mol ( )   HCl  y = 0,04 ( mol )  Vì % số mol phản ứng muối nên: x y 0,08 0,04 = ⇒ = ⇒ a = 0,5M 0,1 0,1a 0,1 0,1a Cách Gọi h % số mol muối phản ứng ⇒ 0,1h 0,1ah số mol Na2CO3 NaHCO3 phản ứng: Na2CO3 + → 2NaCl + CO2 2HCl  0,1h mol 0,2h mol NaHCO3 + → HCl  + H2 O (1) 0,1h mol NaCl + CO2 10 + H2 O (2) 0,1ah mol 0,1ah mol 0,1ah mol  h = 0,8 = 80% nCO2 = 0,1h +  0,1ah  = 0,12 ( mol )     ⇒ ⇒ a = 0,5M  ah = 0,4 mol ( ) n = 0,2h + 0,1ah = 0, mol ( )   HCl  Lưu ý: Nếu đổ nhanh dung dịch hỗn hợp loại muối cacbonat dung dịch HCl vào ban đầu khơng xác định chất dư, chất thiếu nên phải xét hai trường hợp TH1: Giải sử Na2CO3 phản ứng (tạo khí CO 2) trước, NaHCO3 phản ứng sau TH2: Giả sử NaHCO3 phản ứng trước, Na2CO3 phản ứng (tạo khí CO2) sau Nếu đề u cầu tính thể tích khí CO2 (ở đktc) chẳng hạn giá trị V nằm khoảng giá trị tìm hai trường hợp 2.3.Bài toán sắt muối sắt(III) tác dụng với muối bạc nitrat Ví dụ 1: Cho a mol Fe dạng bột vào dung dịch chứa b mol AgNO đến phản ứng hồn tồn Tính số mol chất sau phản ứng theo a, b Phân tích lỗi: Vì em chưa nắm rõ tính chất hóa học Fe AgNO3 nên thường cho phản ứng Fe với AgNO dư muối khác tạo muối sắt(II) tương tự với phản ứng Fe với dung dịch muối đồng(II), dung dịch axit HCl H 2SO4 loãng nên dẫn đến việc viết phản ứng sai AgNO3 dư < nAgNO /nFe < Biện pháp khắc phục:Khi cho Fe vào ddAgNO3 xảy phản ứng: → Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + 2AgNO3  (1) → Fe(NO3)3 + 3Ag Fe + 3AgNO3  (2) - Nếu Fe dư n AgNO3 n Fe = xảy phản ứng (1) 11 - Nếu AgNO3 dư - Nếu < n AgNO3 n Fe n AgNO3 n Fe = xảy phản ứng (2) < ln có hai muối tạo thành sau phản ứng Trong trường hợp học viết sau: Phản ứng tạo muối sắt(III) trước sau phần muối sắt(III) bị khử lượng sắt lại tạo muối sắt(II) viết đồng thời phản ứng Fe với AgNO để tạo muối cho kết Bài làm Các phản ứng xảy ra: - Nếu → Fe(NO3)2 + 2Ag Fe + 2AgNO3  (1) → Fe(NO3)3 + 3Ag Fe + 3AgNO3  (2) b < xảy phản ứng (1) Fe dư a nAg = b (mol); nFe(dư) = a – b (mol); nFe(NO ) = 0,5b (mol) - Nếu a b = xảy phản ứng (1) hai chất tham gia PƯ hết nAg = b = 2a (mol); nFe(NO ) = 0,5b = a (mol) - Nếu b > xảy phản ứng (2) AgNO3 dư a nAg = 3a (mol); nAgNO (dư) = b – 3a (mol); nFe(NO ) = a (mol) - Nếu b = xảy phản ứng (2) hai chất tham gia PƯ hết a nAg = 3a = b (mol); nFe(NO ) = a = b/3 (mol) b a - Nếu < < xảy hai phản ứng Gọi x y số mol Fe tham gia phản ứng (1) (2): x + y = a  x = 3a − b ⇔ 2 x + y = b  y = b − 2a Theo đề, ta có:  12 nAg = nAgNO = b (mol) nFe(NO ) = 3a -b (mol), nFe(NO ) = b- 2a (mol) Ví dụ 2:Cho 200ml dung dịch FeCl2 0,6M tác dụng với 400ml dung dịch AgNO3 1M, thu m gam kết tủa Giá trị m ? Phân tích lỗi : Do chưa nắm đuợc tính oxihoa AgNO3 nên đa số học sinhchỉ viết phản ứng sau: → Fe(NO3)2 + 2AgCl↓(1) FeCl2 + 2AgNO3  Và mặc định kết tủa có AgCl nên tính sai giá trị m Biện pháp khắc phục: Thực tế, AgNO3 dư nên có thêm phản ứng(2) sau xảy ra: → Fe(NO3)3 + Ag↓ Fe(NO3)2 + AgNO3  (2) Như vậy, kết tủa gồm AgCl Ag nên giá trị m lớn Bài làm Số mol: nAgNO3 = 0,1x4 = 0,4 (mol); nFeCl2 = 0,2x0,6 = 0,12 (mol) FeCl2 0,12 mol nAgNO3 (dư) → Fe(NO3)2 + + 2AgNO3  0,24 mol 0,12 mol 2AgCl↓ (1) 0,24 mol = 0,4 – 0,24 = 0,16 (mol) → Fe(NO3)3 Fe(NO3)2 + AgNO3  0,12 mol + 0,12 mol Ag↓ (2) 0,12 mol Sau (2): AgNO3 dư ( 0,16 – 0,12 = 0,04 mol) m = mAgCl + mAg = 0,24.143,5 + 108.0,12 = 47,4 (g) 2.3 Bài toán CO2 tác dụng với dung dịch hỗn hợp bazơ Ví dụ 1: Cho V lít CO2 đktc hấp thụ hồn tồn vào lít dung dịch chứa hỗn hợp NaOH 0,1M Ba(OH)2 0,025M thu 23,64 gam kết tủa Tính V 13 Phân tích lỗi: Nhiều học sinh sau so sánh nBaCO3 với nBa (OH )2 nhận thấy nBaCO3 < nBa (OH )2 kết luận Ba(OH)2 dư nên giải trường hợp dẫn đến thiếu trường hợp Một số học sinh viết đồng thời phản ứng CO với bazơ (gồm phản ứng) cảm thấy rắc rối việc xác định muối tạo dẫn đến sai lầm Biện pháp khắc phục: Khi cho CO2 tác dụng với dung dịch nước vôi dung dịch hỗn hợp chứa Ba(OH)2 (hoặc Ca(OH)2) với KOH NaOH (hoặc hai) nBaCO3 < nBa (OH )2 xảy trường hợp: + TH1: Ba(OH)2 dư, khơng có phản ứng hịa tan kết tủa BaCO3.Với trường hợp Ba(OH)2 dư nên sản phẩm tạo thành chứa muối cacbonat trung hòa muối cabonat axit Na, K + TH2: Kết tủa bị hòa tan phần, xảy phản ứng Bài làm Số mol: nNaOH = 6.0,1 = 0,6 (mol); nBa (OH )2 = 0,025.6 = 0,15 (mol); nBaCO3 = 23,64 = 0,12 (mol) 197 Vì nBaCO3 = 0,12 mol < nBa (OH )2 = 0,15 mol ⇒ xảy trường hợp TH1: Ba(OH)2 dư, có phản ứng tạo kết tủa Ba(OH)2 + → CO2  0,12 mol BaCO3 + H2 O 0,12 mol ⇒ VCO2 = 0,12.22,4 = 2,688 (l) TH2: Kết tủa bị hòa tan phần Ba(OH)2 + 0,15 mol NaOH 0,6 mol → CO2  0,15 mol + BaCO3 + H2 O (1) 0,15 mol → NaHCO3 CO2  0,6 mol 14 (2) BaCO3 + → Ba(HCO3)2 (3) CO2 + H2O  (0,15 – 0,12) 0,03 mol ⇒ VCO2 = ( 0,6 + 0,15 + 0,03).22,4 = 17,472 (l) Ví dụ 2: Sục từ từ V lít khí CO2 (đktc) vào lít dung dịch NaOH 0,4M Ba(OH)2 0,16M a Tính V để có kết tủa lớn b Tính V để thu 19,7 gam kết tủa c Tính khối lượng kết tủa V = 14,784 lít Bài làm Số mol: nNaOH = 1.0,4 = 0,4 (mol); nBa (OH )2 = 1.0,16 = 0,16 (mol); a Ba(OH)2 + 2NaOH + → CO2  BaCO3 + H2 O (1) → CO2  Na2CO3 + H2O (2) → 2NaHCO3(3) CO2 + Na2CO3 + H2O  Theo phản ứng trên: để có kết tủa lớn thì: nBa (OH )2 ≤ nCO2 ≤ nBa (OH )2 + nNaOH ⇔ 0,16 ≤ nCO2 ≤ 0,56 ⇔ 3,584 (l) ≤ VCO2 ≤ 12,544 (l) 19,7 b nBaCO3 = = 0,1 (mol) 197 Vì nBaCO3 = 0,1 mol < nBa (OH )2 = 0,16 mol ⇒ xảy trường hợp: TH1: Ba(OH)2 dư, có phản ứng tạo kết tủa Ba(OH)2 + → CO2  0,1 mol BaCO3 + H2 O 0,1 mol ⇒ VCO2 = 0,1.22,4 = 2,24 (l) TH2: Kết tủa bị hòa tan phần Ba(OH)2 0,16 mol + → CO2  0,16 mol BaCO3 + 0,16 mol 15 H2 O (1) NaOH + 0,4 mol BaCO3 → NaHCO3 CO2  (2) 0,4 mol + (0,16 – 0,1) → Ba(HCO3)2(3) CO2 + H2O  0,06 mol ⇒ VCO2 = ( 0,16 + 0,4 + 0,06).22,4 = 13,888 (l) c nCO2 = 14,784 = 0,66 (mol) 22,4 Vì V = 14,784 (l) > 12,544 (l) nên phải xảy phản ứng sau: Ba(OH)2 + 0,16 mol NaOH → CO2  0,16 mol + 0,4 mol BaCO3 + H2 O (1) 0,16 mol → NaHCO3 CO2  (2) 0,4 mol nCO2 ( 3) = 0,66 – ( 0,16 + 0,4) = 0,1 (mol) BaCO3 0,1 mol + → Ba(HCO3)2 CO2 + H2O  (3) 0,1 mol nBaCO3 (dư) = 0,16 – 0,1 = 0,06 (mol) mBaCO3 = 0,06.197 = 11,82 (g) 2.4 Bài toán giải tập hóa học phương pháp đại số Ví dụ : Để m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợpB gồm chất rắn có khối lượng 12 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 a B tác dụng với HNO3 dư tạo 2,24 lit khí NO đktc Tính m b B tác dụng với H2SO4 đặc nóng dư thu 2,24 lít khí SO2 đktc Tính m Phân tich lỗi: Lỗi hay gặp nhiều đạng toán là: + Vì kỹ giải hệ phương trình chưa tốt nên sau lập hệ kết luận khơng thể giải hệ để tìm m theo u cầu tốn số phương trình tốn học số ẩn số + Vì chưa nắm vững tính chất hóa học H 2SO4 đặc nóng, HNO3 nên nhiều học sinh nhầm lẫn phản ứng Fe 2O3 với axit H2SO4 đặc nóng có tạo khí SO2, với 16 HNO3 tạo NO, FeO, Fe3O4 phản nứng với H2SO4 đặc nóng, với HNO3 tạo muối nước dẫn đến tính sai kết Bài làm Ta có: nNO= 2,24 2,24 =0,1 (mol), nSO = 22,4 = 0,1 (mol) 22.4 Để m gam sắt khơng khí có PTHH xảy : t 2Fe + O2  → 2FeO t 4Fe + 3O2  → 2Fe3O4 t 3Fe + 2O2  → Fe2O3 o o o Câu a: Hỗn hợp B(gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3) tác dụng với dd HNO3: Fe + 4HNO3→ Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1) 3FeO + 10HNO3→ 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O (2) 3Fe3O4 + 28HNO3→ 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O (3) Fe2O3 + 6HNO3→ 2Fe(NO3)3 + 3H2O Đặt: số nFe=x, nFeO=y, nFe O = z, nFe O =t Theo khối lượng hỗn hợp B: 56x + 72y + 232z + 160t = 12 (1) Theo số mol nguyên tử Fe: x + y + 3z + 2t = m (2) (bảo toàn nguyên tố) 56 Theo số mol nguyên tử O oxit: y + 4z + 3t = y z 2,24 12 − m (3) 16 Theo (1), (2), (3) số mol NO: x + + = 22,4 = 0,1 (4) Kết hợp (1), (2), (3) (4) ta có hệ: 56 x + 72 y + 232 z + 160t = 12 (1' )   x + y + z + 2t = m (2' ) 56  12 − m   y + z + 3t = 16 (3' )   x + y + z = 0,1 (4' )  3 17 Phântích lỗi : Nhiều học sinh cho có ẩn số có phương trình khơng đủ số phương trình để tìm ẩn số cụ thể cho nênkhơng thể tính m Biện pháp khắc phục: HS cần có kỹ biện luận: đầu yêu cầu tính khối lượng sắt ban đầu, không cần phải tìm đầy đủ ẩn x, y, z, t Ở có phương trình biết giá trị ta dễ dàng tính khối lượng sắtban đầu phương trình (2’) Tìm giá trị (2’), số mol Fe từ ta tính m - Thực phép tính trên:Tìm giá trị phương trình (2’): Chia (1’) cho : 7x + 9y + 29z + 20t = 1,5 (5’) Nhân (4’) với : 3x + y + (6’) z = 0,3 Cộng (5’) với (6’) được: 10x + 10y + 30z + 20t = 1,8 Chia (7’) cho 10 : x+ (7’) y + 3z + 2t = 0,18 Vậy: m = 56.0,18 = 10,08g Câu b: X tác dụng với H2SO4 đặc nóng: Fe t + 6H2SO4 (đặc)  → Fe2(SO4)3 + 3SO2 + 6H2O (1) t 2FeO + 4H2SO4 (đặc)  → Fe2(SO4)3 + + 2H2O (2) o o t 2Fe3O4 + 10H2SO4 (đặc)  → 3Fe2(SO4)3 + SO2 + 10H2O (3) o t Fe2O3 + 3H2SO4 (đặc)  → Fe2(SO4)3 o SO2 + H2O Gọi: nFe=x, nFeO=y, nFe O = z, nFe O =t Ta có: mX = 56x + 72y + 232z + 160t = 12 (a) Theo PTHH (1), (2), (3) ta có: 1 nSO = x + y + z = 0,1 (b) n= nFe + nFeO + 3nFe O + 2nFe O = x + y+ 3z+ 2y (học sinh làm theo phương pháp đại số đến thường bế tắc) Lấy (a) chia ta có : 7x + 9y + 29z + 20t = 1,5 (c) Lấy (b) nhân ta có: 3x + y + z = 0,2 (d) 18 Cộng (c) (d) ta có : 10x + 10y + 30x +20t = 1,7 (e) Chia (e) cho 10 ta có : x + y + 3z + 2t = 0,17 Theo định luật bảo toàn nguyên tố Fe ta có: nFe= x + y + 3z + 2t= 0,17 mol Vậy m = 0,17x56 = 9,52gam Qua việc giải toán phương pháp đại số ta thấy việc giải hệ phương trình đại số nhiều phức tạp, thông thường HS lập phương trình đại số mà khơng giải hệ giải sai hệ phương trình Về mặt hóa học, dừng lại chỗ HS viết xong phương trình phản ứng hóa học đặt ẩn để tính theo phương trình phản ứng (dựa vào mối tương quan tỉ lệ thuận) lại đòi hỏi HS nhiều kĩ tốn học Tính chất tốn học tốn lấn át tính chất hóa học, làm lu mờ chất hóa học Trên thực tế, HS quen giải tốn tìm cách giải phương pháp đại số, nhiêu trường hợp thường bế tắc Biện pháp khắc phục : lỗi nhược điểm giải theo phương pháp đại số thường hướng dẫn học sinh cách giải toán cách áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố định luật bảo toàn khối lượng 2.5 Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố định luật bảo toàn khối lượng Cách dễ hiểu, có tác dụng khắc sâu định luật bảo tồn khối lượng, định luật bảo tồn ngun tố có ưu điểm áp dụng cho q trình oxi hố – khử khơng oxi hố - khử Với việc áp dụng ĐLBTNT ĐLBTKL HSchỉ cần viết sơ đồ phản ứng mà không cần viết đầy đủ PTHH Ví dụ 1: Để m gam sắt ngồi khơng khí sau thời gian biến thành hỗn hợp B gồm chất rắn có khối lượng 12 gam gồm Fe, FeO, Fe3O4 Fe2O3 a B tác dụng với HNO3 dư tạo 2,24 lit khí NO đktc Tính m b B tác dụng với H2SO4đặc nóng dư thu 2,24 lít khí SO2 đktc Tính m 19 Phân tích lỗi: Khi làm tốn áp dụng hai định luật học sinh thường hay mắc lỗi áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố chưa hiểu rõ chất định luật Biện pháp khắc phục: Định luật bảo toàn nguyên tố:trong phản ứng hóa học tổng số nguyên tử ngun tố ln bảo tồn Nên số mol nguyên tử nguyên tố không thay đổi trước sau phản ứng nA → AxB theo ĐLBTNT: nA= x nA x B hay nA x B = Ví dụ: A + B  x Bài làm 2.24 2,24 Số mol: nSO2 = = 0,1 (mol), nNO= = 0,1 (mol) 22.4 22.4 Câu a: Theo định luật bảo tồn khối lượng ta có: (kí hiệu khối lượng m) mB + mHNO = mFe(NO ) + mNO + mH O (1) Tính giá trị chưa biết (1) m m nFe(NO ) = nFe = 56 Vây mFe(NO ) =242 56 Muốn tính mHNO cần tính nHNO số mol HNO3 dùng vào việc 3 tạo NO tạo muối Theo ĐLBTNT nitơ: nHNO tạo NO = nNO = 0,1 (mol) 3m nHNO tạo muối = 3nFe(NO ) = 3nFe = 56 (gam)  3m 3m  nHNO phản ứng = 0,1 + 56 Vậy mHNO phản ứng= 63  0,1 + 56  (gam) Theo ĐLBTNT hiđro: 1     nH O= nHNO phản ứng =  0,1 + 56  Vậy mH O=  0,1 + 56  (gam) 3m 3m Thay giá trị tìm vào (1) phương trình bậc nhất, chứa ẩn m: 20  12 + 63. 0,1 +  3m  3m  m   = 242 + 30.0,1 +  0,1 +  Giải m = 10,08g 56  56  56  Câu b: Vì H2SO4 dư nên B tan hết muối thu Fe2(SO4)3 Gọi x số mol Fe2(SO4)3 B + → Fe2(SO4)3 H2SO4  12 gam + x mol SO2 + H2 O 0,1 mol Bảo toàn nguyên tố S: nH SO4 (pư) = 3.x + 0,1 (mol) ⇒ nH 2O = 3.x + 0,1 (mol) Bảo toàn khối lượng : mB + mH SO4 12 + (pư) = mFe2 ( SO4 )3 + mSO2 + 98.( 3x + 0,1) = 400.x mH 2O + 64.0,1 + 18 (3x+ 0,1) ⇒ x = 0,085 (mol) nFe = nFe2 ( SO4 )3 = 2.0,085 = 0,17(mol) ⇒ mFe = 0,17x56 = 9,52 (g) ⇒ m = 9,52(g) Ví dụ 2: Cho 20 gam hỗn hợp A gồm Fe Fe 3O4 tác dụng với dung dịchH2SO4 đặc, nóng khuấy Sau phảnứng xảy hồn tồn thu được3,36 lít khí SO2 (đktc), dung dịch B 2,96 gam kim loại Tính khối lượng muối dung dịch B Phân tích lỗi:Vì chưa nắm rõ tính chất Fe có tính khử cịn Fe2(SO4)3 có tínhoxihoa nên đa phần học sinh viết thiếu phản ứng Fe dư với Fe 2(SO4)3 dẫn đến kết sai Biện pháp khắc phục: Vì kim loại Fe dư Fe khử muối sắt(III) thành muối sắt(II) ⇒ B chứa FeSO4 Bài làm nSO2 = 3,36 = 0,15 (mol); 22,4 mA(pư) = 20 – 2,96 = 17,04 (g) Vì Fe dư nên muối thu dung dịch B FeSO4 Gọi x số mol FeSO4 21 A + → FeSO4 + H2SO4  17,04 gam x mol SO2 + H2O 0,15 mol Bảo toàn nguyên tố S: nH SO4 = x + 0,15 (mol) ⇒ nH 2O = x + 0,15 (mol) Bảo toàn khối lượng : 17,04 + 98.(x + 0,15) = 152.x + 0,15.64 + (x + 0,15).18 ⇒ 72x = 19,44 ⇒ x = 0,27 (mol) ⇒ mFeSO4 = 0,27 152 = 41,04 (g) III KẾT QUẢ VÀ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG, NHÂN RỘNG Trước chưa áp dụng sáng kiến kết bồi dưỡng học sinh giỏi huyện tỉnh phụ trách năm học 2017 -2018 sau: Số học sinh dự thi 01 Số học sinh đạt giải Cấp huyện Cấp tỉnh 01( Giải Khuyến khích) Khơng đạt giải Khi áp dụng sáng kiến kết bồi dưỡng học sinh giỏi cấp huyệnvà cấp tỉnh phụ trách năm học 2018 - 2019 sau: Số học sinh dự thi 02 Số học sinh đạt giải Cấp huyện Cấp tỉnh 02(02 giải ba) 02( 01 giải nhì 01 giải khuyến khích) So sánh kết năm tơi thấy số lượng học sinh đạt giải chất lượng giải tăng Như vậy, việc ứng dụng sáng kiến vào thực tiễn bước đầu đem lại kết quảhết sức khả quan Việc giải dạng tốn hóa học em học sinh rút ngắn nhiều thời gian, em trình bày khoa học hơn, lựa chọn phương pháp giải tập đắn kết làm em cao IV GIẢI PHÁP TỔ CHỨC THỰC HIỆN 22 Trong trình giảng dạy, để giúp học sinh nắm cách trình bày dạng tốn cụ thể đó, khắc phục dần hạn chế, yếu việc giải tốn học sinh cần thực nội dung sau: - Đọc kỹ đề trước làm động tác đơn giản lại quan trọng - Tóm tắt đề cách gạch chân nội dung quan trọng có đề HS có cách nhìn bao qt đề từ đưa phương pháp làm thích hợp - Phải hiểu rõ tính chất hóa học loại chất, chất học - Trong nhiều dạng toán em phải biết thứ tự phản ứng - Với tập tính tốn, trước hết HS phải trang bị số phương pháp giải tốn hố như: phương pháp bảo tồn khối lượng, bảo tồn ngun tố, tốn chất khí, phương pháp trung bình, kỹ biện luận sau hướng dẫn HS trước giải tốn phải tìm số mol chất, viết phương trình hố học hay sơ đồ biến hố để kết nối mối quan hệ, từ lập phương trình hay hệ phương trình tốn học, giải tốn tìm nghiệm - Nếu HS mắc lỗi hay sai lầm cho dù nhỏ phải có cách khắc phục lỗi hay sai lầm CHƯƠNG III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN Sáng kiến viết dành cho đối tượng học sinh khá, giỏi mơn Hóa học cấp THCS Qua q trình áp dụng tơi thấy phát huy tính tích cực HS, rèn luyện tốt tư sáng tạo cho HS, HS tự tin làm tập hóa học.Sáng kiến tạo cho HS niềm đam mê lớn mơn Hóa học Tuy nhiên giáo viên cần cần hướng dẫn học sinh vận dụng kỹ cách hợp lý biết kết hợp linh hoạt mảng kiến thức hóa học khác, kết bồi dưỡng học sinh giỏi đạt kết mong muốn 23 Trên số kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi trao đổi với đồng nghiệp để biên soạn đề tài Trong q trình biên soạn khơng tránh khỏi thiếu sót mong góp ý bạn đồng nghiệp bậc phụ huynh học sinh II Ý KIẾN ĐỀ XUẤT KIẾN NGHỊ Mỗi giáo viên đứng lớp có kinh nghiệm giảng dạy riêng tổng hợp kinh nghiệm lại tạo nên phương pháp dạy học nói hồn thiện Vì tơi có đề suất với phịng giáo dục là: phổ biến sáng kiến đạt giải cao cấp huyện cấp tỉnh để chúng tơi có thêm nhiều kinh nghiệm giảng dạy từ chất lượng học sinh nâng cao Tôi xin trân thành cám ơn 24 25