Hinh thanh tu duy khai quat hoa bai tap cho hoc sinh ung dung giai nhanh bia tap trac nghiem hoa hoc

Hinh thanh tu duy khai quat hoa bai tap cho hoc sinh ung dung giai nhanh bia tap trac nghiem hoa hoc

Để làm được điều đó, tác giả đã trăn trở nhiều năm, áp dụng nhiều đối t ượnghọc sinh và kết quả đáng tin cậy.

Xuất phát từ những lý do tr ên tôi chọn đề tài ”Hình thành tư duy khái

quát hóa một số dạng bài tập hóa học cho học sinh, ứng dụng để giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học” để làm sáng kiến kinh nghiệm của mình.

2 Mục đích nghiên cứu:

Bài viết này nhằm hướng dẫn học sinh hình thành tư duy khái quát hóamột số dạng bài tập hóa học, giúp học sinh tự t ìm ra các quy luật trong hóahọc, gây hứng thú cho học sinh tr ong quá trình giải bài tập hóa học.Hướngdẫn học sinh tự tìm tòi các quy luật để xây dựng bài toán khái quát hóa và bàitoán mở rộng Để từ đó học sinh tự rút ra qui luật giải nhanh cho một số dạngbài tập trắc nghiệm và tự tìm ra các qui luật khác nữa Và điều quan trọng làhọc sinh sẽ có tư duy tốt, giải bài tập trắc nghiệm chính xác v à nhanh hơn

3 Đối tượng và phạm vi :

Bài tập trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn đ ã phân loại học sinh ởnhững mức khác nhau, cho nên với mỗi đối tượng học sinh thì đều có các loạibài phù hợp Điều đó phục thuộc vào người ra đề thi trắc nghiệm Người ra đềthi trắc nghiệm phải nắm rõ những sai sót hệ thống của học sinh để ra được bộđáp án nhiễu hay Không phải bài nào cũng chế tạo được đáp án nhiễu

Phạm vi: Hầu hết các đối tượng học sinh, học sinh ở mức độ trung b ình cũng

có thể hình thành tư duy khái quát hóa và ứng dụng để giải nhanh đ ược Vì tưduy khái quát hóa được xây dựng từ bài tập thực tiễn, vốn có sẵn ở nhiều tàiliệu

PHẦN II –NỘI DUNG

1 Cơ sở lí luận:

Hiện nay bộ giáo dục và đào tạo đã chuyển hình thức đánh giá trắcnghiệm được 3 năm Giáo viên cũng đã được phổ cập cách dạy, cách ra đềtrắc nghiệm cho học sinh, đồng thời học sinh cũng thay đổi cách học, song sựthay đổi đó có thể nhiều hoặc có thể ít với giáo viên và học sinh, hiệu quả giáodục sẽ như thế nào? Điều đó phụ thuộc vào sự say mê tìm tòi và sáng tạo củagiáo viên và học sinh

Ngày nay việc ứng dụng công nghệ thông tin đ ã góp phần nâng caochất lượng dạy và học đến với từng ngành, từng nghề, từng giáo viên và từnghọc sinh

Hệ thống bài tập trắc nghiệm cũng đã có nhiều thay đổi Đó là việc xâydựng đáp án nhiễu cho học sinh Đây là một vấn đề công phu và sáng tạo củagiáo viên

Giáo viên xây dựng các bài toán mẫu, phân tích các sai lầ m học sinhthường gặp, hướng dẫn học sinh từ các b ài toán cơ bản khác nhau để từ đó họcsinh có thể khái quát hóa được bài toán

Vì vậy, trong hoá học đã đặt ra một yêu cầu với người dạy và người học

là cần gây sự hứng thú trong học tập, h ướng dẫn học sinh đi tìm chân lý vàhọc sinh biết vận dụng chân lí đó để trả lời chính xác và nhanh các bài tập trắcnghiệm hóa học

2 Cơ sở thực tiễn :

Thực tế hình thức thi trắc nghiệm cũng không phải l à mới mẽ nữa Đaphần giáo viên đều thay đổi cách dạy Nhưng vẫn có một số giáo viên thay đổichưa được là bao nhiêu, đặc biệt là giáo viên ít có điều kiện tiếp xúc với côngnghệ thông tin và khai thác công nghệ thông tin còn hạn chế, còn nặng nề vớihình thức tự luận Không gây được cho học sinh thích và hứng thú với mônhóa học So với giáo viên và học sinh thành phố, tài nguyên internet như thưviện trực tuyến, dạy học trực tuyến, tr ường trực tuyến đã quen dần với giáoviên và học sinh thành phố, còn nông thôn, một số nơi chưa có điều kiện này,một số nơi đã có nhưng khai thác nó còn hạn chế Kết quả giảng dạy sẽ thấphơn so với những vùng có điều kiện Do chưa nắm rõ về những điểm đặctrưng của bài tập trắc nghiệm khách quan nhiều lựa chọn, nhiều giáo viên chỉ

ra được đáp số đúng mà không ra được đáp án nhiễu, hoặc ra đáp án nhiễuchưa nghệ thuật, do đó sẽ không gây được hứng thú học tập, học sinh sẽ chọnbừa nên không khắc sâu được bản chất của bài toán hóa học, hoàn thành kếtquả thi sẽ không cao Học sinh không tìm ra chân lí cho bản thân mình

3 Các biện pháp thực hiện :

Trước tiên giáo viên cần thực hiện các bước sau:

Bước 1 Cho học sinh làm bài tập cơ bản ( Bài tập đã có sẵn ở nhiều tại liệu).

giải bài tập này bình thường Việc giải bài tập này học sinh có thể áp dụng cácđịnh luật cơ bản của hóa học Nếu học sinh không làm được thì hướng dẫntừng bước

Bước 2 Sau khi học sinh giải xong chúng ta phân tích các sai sót thường gặp

của học sinh

Bước 3 Chúng ta cho học sinh xây dựng bài toán ở dạng khái quát hóa Giáo

viên có thể cho các nhóm thảo luận để báo cáo

Bước 4 Ứng dụng của khái quát hóa ở tr ên để giải một số dạng bài tập trắc

nghiệm

Sau đây là các bước xây dựng xây dựng bài tập hình thành tư duy khái

quát hóa một số dạng bài tập trắc nghiệm hóa học cho học sinh, ứn g dụng

để giải nhanh bài tập trắc nghiệm hóa học”

Dạng 1 Bài toán về các oxit của Fe và Fe tác dụng với axit có tính oxi hóa mạnh (H 2 SO 4 , HNO 3 )

b Ta có HNO3 đóng hai vai trò là chất oxi hóa và môi trường

Theo (1) cứ một mol Fe cần 3 mol NO3- làm môi trường tức là

Theo (3) số mol NO3- tham gia oxi hóa là 0,1 mol

Vậy số mol HNO3 bằng 0,54+0,1=0,64 mol

Vậy khối lượng HNO3là 0,64 63= 40,32g Chọn D

Nhận xét:

Đây là bài tập khá quen thuộc trong ch ương trình phổ thông và thường được

các trường thi đại học vào nhưng gần đây

Bước 2 Phân tích các sai sót của học sinh th ường gặp.

Các sai sót học sinh thường mắc phải khi tính giá trị m

Nếu học sinh áp dụng bảo toàn e vào ( 1) và (3) thì sẽ được đáp án C

Nếu học sinh áp dụng bảo toàn e vào ( 1) (2) và (3) nhưng xác đ ịnh trạng tháicuối cùng của Fe là Fe2+ thì sẽ được đáp án D

Đáp án B được cho vào một cách ngẫu nhiên bằng cách chia đôi đáp án đúng Các sai lầm học sinh thường mắc phải khi tính khối l ượng HNO3

Nếu học sinh coi số mol HNO3 bằng số mol H+ trong phương trình (3) thì sẽđược đáp án A

Nếu học sinh coi số mol HNO3 bằng số mol NO3- thì sẽ được đáp án B

Nếu học sinh sau khi tính đ ược khối lượng của Fe rồi viết phương trình trựctiếp của Fe với HNO3 dựa vào phương trình tính thì sẽ được đáp án C

Bước 3 Khái quát hóa bài tập

Ta có thể khái quát hóa bài toán này như sau:

Để m gam phoi bào sắt A ngoài không khí sau một thời gian biến thànhhỗn hợp B có khối lượng m1 gam gồm Fe và các oxit FeO, Fe3O4,Fe2O3 Cho

B tác dụng hoàn toàn với axit nitric dư thấy giải phóng ra V lít khí duy nhất

NxOy (Sản phẩm khử duy nhất) Tính khối lượng m của A, khối lượng muốitạo thành, khối lượng HNO3 cần dùng

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

Đặt (5x-2y) a = n(mol) trong đó a là số (mol) của NxOy

Áp dụng định luật bảo toàn e vào (1,2,3) ta có:

(m tính được từ biểu thức trên (1))

Tính khối lượng HNO3 phản ứng

Đến đây giáo viên có thể cho học sinh làm bài tập với tác nhân oxi hóa làH2SO4 và cho học sinh làm bài tập sau đây rồi rút ra công thức tổng quát chocác đại lượng

Để m gam phoi bào sắt A ngoài không khí sau một thời gian biến thànhhỗn hợp B có khối lượng m1 gam gồm Fe và các oxit FeO, Fe3O4,Fe2O3 Cho

B tác dụng hoàn toàn với axit H2SO4 dư thấy giải phóng ra V lít khí duy nhấtSO2 (sản phẩm khử duuy nhất) Tính khối lượng m của A, khối lượng muốitạo thành, khối lượng H2SO4 cần dùng

Đặt 2 a = n(mol) trong đó a l à số (mol) của SO2

Áp dụng định luật bảo toàn e vào (1,2,3) ta có:

(m tính được từ biểu thức trên (1))

Tính khối lượng H2SO4 phản ứng

H2SO4 có hai vai trò: oxi hóa theo (3) và làm môi tr ường theo (1)

Oxi hóa theo (3) bằng số mol SO2

Làm môi trường theo (1) bằng .3 3



Bước 4 Ứng dụng để giải nhanh một số dạng b ài tập

Áp dụng các dạng bài tập dựa vào biểu thức đã chứng minh được ở trên.

Nung 8,4 gam Fe trong không khí, sau ph ản ứng thu được m gam X gồm Fe,FeO, Fe2O3 và Fe3O4.Hoà tan m gam hh X bằng HNO3 dư, thu được 2,24 lítkhí NO2 (đktc) là sản phẩm khử duy nhất Giá trị m là:

A 11,2 gam B 25,2 gam C 43,87 gam D 6,8

- Cách 1: Quy đổi hổn hợp X về hai chất FeO v à Fe2O3

FeO + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O

n 0,15mol 56

- Cách 2: + Sử dụng phương pháp quy đổi, quy hỗn hợp X về hai chất Fe v à

Fe2O3 hoà tan hỗn hợp X vào dung dịch HNO3dư ta có:

Fe + 6HNO3 Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O:

là đơn giản nhất.

Ví dụ 1 2:

Nung m gam Fe trong không khí, sau một thời gian ta thu được 11,2gam hỗn hợp chất rắn X gồm Fe, Fe2O3, Fe3O4, FeO Hoà tan hết 11,2g hỗn

Cách 2 quy đổi hỗn hợp X về FeO và Fe2O3 m = 8,4 g

Cách 3 quy đổi hỗn hợp X về FexOy  m = 8,4 g

Nhưng áp dụng hệ quả vẫn là nhanh nhất Nếu sản phẩm khử gồm nhiều sảnphẩm như NO, NO2, N2O thì việc qui đổi trở nên phức tạp hơn

Ví dụ 1 3:

( Đề thi ĐH CĐ- Khối A- 2008) Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO,Fe2O3 và Fe3O4 phản ứng hết với dd 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 sauphản ứng được m gam muối khan Giá trị m là:

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

Fe NO

Nhận xét chúng ta cũng có thể giải bài tập này bằng phương pháp qui

đổi.

Cách 1: Quy đổi hỗn hợp về hai chất: Fe, Fe2O3

Hoà tan hỗn hợp với HNO3 loãng dư 1,344 lít NO

3Fe + 4HNO3 Fe(NO3)3 + NO + 2H2O (1)

0,06mol 0,6mol 0,06mol

x y

Fe O

11, 36 0, 06.3 n

Nung 8,96 gam Fe trong không khí đư ợc hỗn hợp A gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3

Hòa tan A 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

Quy hỗn hợp A gồm (FeO, Fe3O4, Fe2O3) thành hỗn hợp (FeO, Fe2O3) ta

có phương trình:

2Fe + O2  2FeO

x  x4Fe + 3O2  2Fe2O3

y  y/23FeO + 10HNO3  3Fe(NO3)3 + NO + 2H2O

x  10x/3  x/3Fe2O3 + 6HNO3 2Fe(NO3)3 + 3H2O y/2  3y

Hệ phương trình:

x y 0,16 10x

3y 0,5 3

Hướng dẫn giải:

Phân tích bài toán

Đặt (5x-2y) c = u(mol) trong đó c là số (mol) của NxOy

Áp dụng định luật bảo toàn e vào (1,2,3,4) ta có:

Từ đây nếu bài toán cho biết số gam chất M hay số (mol) chất M th ì ta sẽ tínhđược giá trị

Từ (7) suy ra a = m-b thay giá tị này vào (6)

Ta tính được biểu thức m: m 0, 7m hh 5, 6u 0, 3b 5, 6 n b

M

Trong đó:

M: là khối lượng (mol) của kim loại M

n: là hóa trị của kim loại M

b: là khối lượng của kim loại M

u: là số (mol) e trao đổi

c: là số (mol) NxOy

x: là hệ số chuyển hóa

Khối lượng muối nitorat tạo thành là: M(NO3)n và Fe(NO3)3

( ).242 ( 62 )

Công việc của giáo viên là:

Phân tích vai trò của CO trong các phản ứng hóa học trên

Phân tích số oxi hóa của Fe trước và sau phản ứng

Thiết lập phương trình toán học giữa số mol e nhường và nhận

Thiết lập phương đại số dựa vào định luật bảo toàn khối lượng

Nhận xét trong phản ứng CO khử oixt sắt th ì số mol CO tham gia phản ứngluôn bằng số mol CO2tạo thành Số oxi hóa của Fe trước khi CO khử và saukhi tác dụng với HNO3 đều là +3

Khí B có tỷ khối hơi so với H2 bằng 15 vậy B là khí NO

Quá trình oxi hóa

Áp dụng định luật bảo toàn e cho (1,2) ta có: 2x = 0,06 v ậy x = 0,03(mol)

Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có:

Các học sinh thường mắc một trong các sai sót sau:

Nếu coi 7,2 gam Fe2O3 tác dụng với HNO3 thì sẽ có phương trình sau

0, 045 0, 27

Vậy khối lượng HNO3là 0,27 63=17,01g chọn A (Sai)

Nếu học sinh coi số mol HNO3 bằng số mol H+theo phương trình (2) thì khốilượng HNO3 là 0,08 63= 5,04g Chọn B (Sai)

Nếu học sinh coi HNO3 bằng 0,27mol ở (3) cộng với 0,08 ở (2)

Thì số mol HNO3là 0,27+0,08 = 0,35mol

suy ra khối lượng HNO3là 0,35 63= 22,05g

chọn C( Sai)

Nếu học sinh thiết lập hệ ph ương trình bao gồm các oxits và Fe dư tác dụngvới HNO3 thì rất khó khăn trong giải toán Vì vậy giáo viên có thể nêu câuhỏi : Bài tập này so với bài tập 1 và bài tập của đề thi đại học khối A năm

Thực chất ta có thể coi bài tập này như sau:

Để m gam phoi bào sắt ngoài không khí sau một thời gian biến thànhhỗn hợp B có khối lượng 6,72 gam gồm Fe và các oxit FeO, Fe3O4,Fe2O3.Hòa tan A trong HNO3 thì thu được 0,448 lít khí B duy nhất có tỷ khối h ơi sovới H2 bằng 15( sản phẩm khử duy nhất)

Tính khối lượng HNO3 đã tham gia phản ứng

Đến đây ta có thể áp dụng công thức vừa chứng minh đ ược ở trên:

Công việc của giáo viên là:

Phân tích vai trò của CO trong các phản ứng hóa học tr ên

Phân tích số oxi hóa của Fe trước và sau phản ứng

Thiết lập phương trình toán học giữa số mol e nhường và nhận

Thiết lập phương đại số dựa vào định luật bảo toàn khối lượng

Hướng dẫn học sinh tìm biểu thức toán học cuối cùng để tính giá trị m

Quá trình oxi hóa

2 số (mol) e trao đổi)

Công thức giải nhanh cho các dạng toán n ày:

n là số mol e trao đổi

Ta có thể thay tác nhân oxi hóa bằng H2SO4 cũng tương tự

Bước 4:

Cho một luồng khí CO đi qua ống sứ đựng m gam Fe2O3nung nóngthì thu được 8,2 gam hỗn hợp A gồm các chất rắn khác nhau Hòa tan A trongHNO3 thì thu được 2,24 lít khí B (N2O) sản phẩm khử duy nhất Tính giá trị m

Hướng dẫn giải

Giáo viên hướng dẫn học sinh áp dụng hệ quả ở tr ên để học sinh áp dụng

Áp dụng hệ quả vừa chứng minh đ ược ở trên

có 5g kết tủa trắng Khối lượng hỗn hợp 2 oxit kim loại ban đầu l à:

Bước 1:

Hướng dẫn giải:

Công việc của giáo viên là:

Phân tích vai trò của CO trong các phản ứng hóa học tr ên

Phân tích số mol CO và số mol CO2 tạo thành có mối quan hệ như thế nào?Hướng dẫn học sinh áp dụng định luật bảo to àn khối lượng để thiết lập đạilượng cần tính

CO lấy oxi trong oxit  CO2 ( Số mol CO phản ứng bằng số mol CO2tạo thành)

Bước 2:

Nhận xét: Sau khi kết thúc bài toán này: Giáo viên đưa ra câu h ỏi.

Khí CO chỉ khử được các oxit từ oxit của kim loại n ào trong dãy điện hóa ?Nếu thay các một oxit bằng các oxits từ Al2O3trở về trước trong dãy điện hóathì kết quả giải bài tập có thay đổi không?

Để từ đó chúng ta xây dựng bài tập khái quát hóa cho dạng n ày

Bước 3: Khái quát hóa bài tập

Thổi một luồng khí CO dư đi qua ống đựng hỗn hợp gồm n oxit Fe2O3,Al2O3,CuO nung nóng đến khi phản ứng xảy ra ho àn toàn thu đượcm1(gam) hỗn hợp chất rắn Khí thoát ra được đưa vào bình đựng dung dịchCa(OH)2 dư thấy có m2(gam) kết tủa trắng Tính khối lượng của n oxit banđầu?

Đáp án B Nếu học sinh nhầm tính khối lượng oxi bằng 32.

Đáp án C Nếu học sinh tính nhầm 15-0,1.16 =13,4 sai

Đáp án D Nếu học sinh nhầm 15- 0,1.32 =11,8 Sai

Bài tập đưa vào các đại lượng số mol khác nhau và một số oxit như Al2O3không bị CO khử nhằm mục đích gây nhiễu cho học sinh

Nhưng áp dụng hệ quả chứng minh ở tr ên thì cho kết quả chính xác

Giá trị m là

A 31,6g B 33,2g C 28,4g D Kết quả khác.

Hướng dẫn giải

Số mol CO2 bằng 0,2 mol

Áp dụng hệ quả trên ta được

2

1 16. CO 30 16.0, 3 33, 2

Như vậy có hai giá trị m thỏa mãn điều kiện bài toán

Vậy phải chọn D kết quả khác, tức l à 31,6g hoặc 33,2g

Nhận xét: Đây là một bài toán lồng ghép giữa CO khử các oxits v à bài

toán CO2 tác dụng với dung dịch Ba(OH)2 cho nên bài toán có hai trườnghợp xẩy ra

Do vây nếu học sinh chỉ làm tạo muối trung hòa sẽ được đáp án A

Nếu học sinh chọn tạo hai muối sẽ đ ược đáp án B

Dạng 4 Giải các bài tập đốt cháy.

Ví dụ 4.1.

Chứng minh rằng khi đốt cháy một hidrocac bon m à số mol nước lớnhơn số mol CO2 thì hidrocacbon đã cho là ankan và số mol của ankan bằng sốmol nước trừ số mol CO2 Từ đó suy ra cách tìm công thức của hidrocacbon

Hướng dẫn giảiĐặt công thức tổng quát của hidrocacbon l à

2 2 2

n n a

C H   , số mol của ankan là x mol