SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT NHƯ THANH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI “GIẢI BÀI TOÁN HÓA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ” Môn Hóa học Cấp học THPT Tên tác giả Nguyễn Thị Thu[.]
SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO THANH HOÁ TRƯỜNG THPT NHƯ THANH SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: “GIẢI BÀI TỐN HĨA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN NGUN TỐ” Mơn: Hóa học Cấp học: THPT Tên tác giả: Nguyễn Thị Thu Hà Đơn vị công tác: Trường THPT Như Thanh Chức vụ: Giáo viên Năm 2021 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC I PHẦN MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nhiệm vụ nghiên cứu Đối tượng, phạm vi áp dụng Phương pháp nghiên cứu II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Cơ sở luận Cơ sở thực tiễn Các biện pháp nghiên cứu Một số tập vận dụng Đáp án tập vận dụng III KẾT QUẢ VÀ ỨNG DỤNG Kết Ứng dụng IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trang Trang Trang Trang Trang Trang Trang Trang Trang Trang Trang 11 Trang 12 Trang 12 Trang 12 Trang 12 Trang 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I PHẦN MỞ ĐẦU - Lí chọn đề tài Trong trình giảng dạy mơn Hóa học, hệ thống tập đóng vai trị quan trọng việc hình thành kiến thức môn học sinh Thông qua việc giải tập, giúp học sinh nắm vững lí thuyết, rèn luyện tính tích cực, trí thơng minh, sáng tạo Mỗi tập có nhiều phương pháp giải khác Nếu lựa chọn phương pháp hợp lý giúp học sinh có hứng thú học tập Vì việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải tập có ý nghĩa quan trọng Để giải nhanh tập trắc nghiệm hoá học chương trình THPT địi hỏi học sinh khơng nắm rõ chất hố học, kỹ tính, nắm phương pháp giải đặc trưng cho loại tập, mà đòi hỏi học sinh phải nhanh nhận cách giải hợp lí để tới kết dựa vào mối liên hệ toán hoá học, định luật hố học Vì phương pháp giải nhanh có tác dụng việc rèn luyện tư cho học sinh, phát triển lực trí tuệ cho học sinh Mặt khác, với cách kiểm tra đánh giá học sinh nay: hình thức trắc nghiệm, yêu cầu học sinh phải giải lượng tập nhiều, với lượng kiến thức rộng, quỹ thời gian hạn chế nên áp dụng phương pháp thông thường vào giải tập mà phải vận dụng phương pháp giải nhanh Qua giảng dạy tơi nhận thấy rằng, khả giải tốn Hóa học em học sinh hạn chế, đặc biệt dạng tập có nhiều phản ứng hóa học xảy lúc xảy theo nhiều giai đoạn Nguyên nhân học sinh chưa tìm hiểu rõ, chưa nắm vững định luật hoá học chưa biết vận dụng vào giải tập Xuất phát từ suy nghĩ muốn giúp học sinh không gặp phải khó khăn nhanh chóng tìm đáp án q trình học tập mà dạng tốn đặt Chính tơi chọn đề tài: “GIẢI BÀI TỐN HĨA HỌC BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẢO TỒN NGUN TỐ” Mục đích nghiên cứu Giúp học sinh có phương pháp giải hợp lí, tìm kết xác, khoa học Nâng cao lực tư học sinh thơng qua tập hố học Nhiệm vụ nghiên cứu LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Giải tốn hóa học có nhiều phản ứng hóa học xảy lúc xảy theo nhiều giai đoạn Thiết lập mối liên hệ hố học, từ xây dựng phương pháp Vận dụng phương pháp vào giải tập Đối tượng, phạm vi áp dụng - Đối tượng: Học sinh THPT - Phạm vi: Giải tập chương trình hóa học THPT tiết luyện tập, tự chọn ôn luyện cho học sinh thi THPT Quốc gia Phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu lí thuyết Giải tập vận dụng II NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Cơ sở lí luận 1.1 Định luật bảo toàn nguyên tố 1.1.1 Các khái niệm Định luật bảo toàn nguyên tố: “ Tổng số mol nguyên tử nguyên tố X trước sau phản ứng nhau” Mở rộng: Tổng khối lượng nguyên tố hình thành hợp chất khối lượng hợp chất 1.1.2 Bản chất định luật bảo tồn ngun tố: Trong phản ứng hóa học, nguyên tố thành phần chất biến đổi qua thành phần hay nhiều chất khác tổng số mol khơng đổi Như vậy, điểm mấu chốt phải xác định đủ chất có chứa ngun tố cần bảo tồn trước sau phản ứng Sau áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố để lập phương trình liên hệ chất Khi áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố ta cần viết sơ đồ phản ứng (có ý hệ số), hạn chế viết phương trình hóa học 1.2 Các dạng tập 1.2.1 Dạng 1: Hợp chất kim loại tác dụng với axit HNO3, H2SO4 đặc, nóng muối nitrat môi trường axit Trong dạng tập ta thường gặp số trình di chuyển nguyên tố sau: (1) Nguyên tố Fe LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ta thường dùng bảo toàn nguyên tố Fe (2) Nguyên tố N, H, O Ta thường dùng bảo toàn nguyên tố N, H, O (3) Nguyên tố S +H2O Ta thường dùng bảo toàn nguyên tố S (4) Hợp chất kim loại với S Ta thường dùng bảo toàn nguyên tố Fe; Cu; S LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 1.2.2 Dạng 2: Đốt cháy hợp chất hữu Trong dạng tập ta thường gặp trình di chuyển nguyên tố sau: Ta thường dùng bảo toàn nguyên tố C; H; O; N Cơ sở thực tiễn Trong trình giảng dạy tơi thấy học sinh thường hay mắc phải số khó khăn sau: Học sinh thường lúng túng việc chọn phương pháp giải cho toán hóa học có nhiều phản ứng hóa học xảy lúc xảy theo nhiều giai đoạn Học sinh viết nhiều phương trình hóa học, gọi nhiều ẩn lập phương trình cồng kềnh, phức tạp, dẫn đến việc thời gian bị rối trình làm tập Các biện pháp nghiên cứu Để giải tốn theo phương pháp bảo tồn ngun tố ta thực bước sau : Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng (có ý hệ số), xác định di chuyển nguyên tố từ chất đầu đến chất sau trình phản ứng Bước : Áp dụng định luật bảo tồn ngun tố (BTNT) để thiết lập phương trình toán học liên quan đến kiện toán LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Bước : Kết hợp kiện tập để tìm đáp số Dạng 1: Hợp chất kim loại tác dụng với axit HNO 3, H2SO4 đặc, nóng muối nitrat môi trường axit Bài tập 1: Cho hỗn hợp gồm 0,15 mol Fe, 0,075 mol Fe 2O3 0,05 mol Fe3O4 tác dụng hết với dung dịch H2SO4 loãng thu dung dịch A Cho dung dịch A tác dụng hết với dung dịch NaOH dư, lọc kết tủa đem nung khơng khí đến khối lượng không đổi thu m gam chất rắn C Giá trị m : A 36 B 72 C 65 D 75 Hướng dẫn giải: Chọn đáp án A Bài tập 2: X hỗn hợp rắn gồm Mg, NaNO3 FeO (trong oxi chiếm 26,4% khối lượng) Hòa tan hết m gam X 2107 gam dung dịch H 2SO4 loãng, nồng độ 10% thu dung dịch Y chứa muối sunfat trung hịa 11,2 lít (đktc) hỗn hợp NO, H2 có tỉ lệ mol 2:3 Cô cạn dung dịch sau phản ứng rắn khan Z 1922,4 gam H2O Phần trăm khối lượng FeO X gần với giá trị đây? A 50% B 12% C 33% D 40% Hướng dẫn giải: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ta có sơ đồ Chọn đáp án C Bài tập 3: Hỗn hợp X gồm FeS; FeS 2; CuS tan vừa hết dung dịch chứa 0,33 mol H2SO4 đặc sinh 0,325 mol khí SO2 dung dịch Y Nhúng Fe nặng 50 gam vào Y, phản ứng xong thấy sắt nặng 49,48 gam thu dung dịch Z Cho Z phản ứng với HNO3 đặc, nóng, dư sinh khí NO2 (sản phẩm khử LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com nhất) lại dung dịch E Khối lượng muối khan có E m gam Giá trị lớn m là: A 20,57 B 18,19 C 21,33 D 21,41 Hướng dẫn giải: Ta có sơ đồ chuyển hóa chất tốn: LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Vì HNO3 đặc, nóng dư nên khối lượng muối lớn muối Fe(NO3)3 Chọn đáp án A Dạng 2: Bài toán đốt cháy hỗn hợp chất hữu Bài tập 1: Một hỗn hợp X gồm HO(CH 2)2OH; CH3OH; CH2=CH-CH2OH; C2H5OH; C3H5(OH)3 Cho 25,4 gam hỗn hợp X tác dụng với Na dư thu 5,6 lít H2 (đktc) Mặt khác, đem đốt cháy hoàn toàn 25,4 gam hỗn hợp X thu a mol CO2 27 gam H2O Giá trị a là: A 1,25 Hướng dẫn giải: B C 1,4 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com D Trong phản ứng với Na, nguyên tử H nhóm OH chuyển thành H2 Ta có: BTKL ta có: Chọn đáp án D Bài tập 2: Đốt cháy hoàn toàn lượng cao su buna-N với khơng khí vừa đủ (chứa 80% N2 20% O2), sau đưa hỗn hợp sau phản ứng 136,5 0C thu hỗn hợp khí Y (chứa 14,41% CO2 thể tích Tỉ lệ số mắt xích buta1,3-dien acrilonitrin là: A 1:2 Hướng dẫn giải: B 2:3 C 3:2 D LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ta có Chọn đáp án B Bài tập 3: Hỗn hợp X gồm anđehit Y, axit cacboxylic Z este T (Z T đồng phân) Đốt cháy hoàn toàn 0,2 mol X cần 0,625 mol O 2, thu 0,525 mol CO2 0, 525 mol H2O Cho lượng Y lượng Y có 0,2 mol X tác dụng với lượng dư dung dịch AgNO3 NH3, đung nóng, sau phản ứng thu m gam Ag (hiệu suất phản ứng 100%) Giá trị m là: A 64,8g B 32,4g C.16,2g D 21,6 g Hướng dẫn giải: Ta có nên Y, Z, T hợp chất no, đơn chức, mạch hở Ta gọi CTPT Y CnH2nO với số mol a (mol); Z T có CT chung CmH2mO2 với tổng số mol b (mol) 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ta có hệ PT Vậy Y CH3CHO, Ta có nAg = 2nY = 0,075.2 m =0,15.108 = 16,2 (gam) Chọn đáp án C Một số tập vận dụng Bài 1: Cho hỗn hợp oxit sắt phản ứng vừa đủ với 10 mol H 2SO4, thu dung dịch chứa chất tan mol khí SO2 (sản phẩm khử S+6) Khối lượng hỗn hợp oxit sắt A 464 gam B 320 gam C 288 gam D 144 gam Bài 2: Cho 18,4 gam hỗn hợp X gồm Cu, Cu2S, CuS, Fe, FeS, S tác dụng hết với HNO đặc nóng, dư thu V lít khí NO2 (chất khí ra, sản phẩm khử nhất, đktc) dung dịch Y Cho Y tác dụng với dung dịch BaCl2 dư thu 46,6 gam kết tủa, cho Y tác dụng với dung dịch NH3 dư thu 10,7 gam kết tủa Giá trị V là: A 16,80 B 24,64 C 38,08 D 11,2 Bài 3: Cho m gam hỗn hợp H gồm FexOy, Fe, Cu tác dụng hết với 200 gam dung dịch chứa HCl 32,85% HNO 9,45%, sau phản ứng thu 5,824 lít khí NO (đktc) sản phẩm khử dung dịch X chứa (m + 60,24) gam chất tan Cho a gam Mg vào dung dịch X, kết thúc phản ứng thấy thoát khí Y gồm khí, có khí hóa nâu khơng khí; tỉ khối Y He 4,7 (m - 6,04) gam chất rắn T Giá trị a A 21,48 B 21,84 C 21,60 Bài 4: Cho 50,82 gam hỗn hợp X gồm NaNO3, Fe3O4, Fe(NO3)2 Mg tan hoàn toàn dung dịch chứa 1,8 mol KHSO4 loãng Sau phản ứng xảy hoàn toàn thu dung dịch Y chứa 275,42 gam muối sunfat trung hòa 6,272 lít 11 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com D khí (đktc) Z gồm khí có khí hóa nâu khơng khí Biết tỉ khối Z so với H2 11 Phần trăm khối lượng Mg hỗn hợp X là: A 25,5% B 20,2% C 19,8% D 22,6% Bài 5: Nung hỗn hợp gồm m gam Al 0,04 mol Cr 2O3 thời gian, thu hỗn hợp rắn X Hịa tan hồn tồn X dung dịch HCl đặc, nóng, vừa đủ (khơng có khơng khí) thu 0,1 mol khí H2 dung dịch Y Y phản ứng tối đa với 0,56 mol NaOH (biết phản ứng xảy điều kiện khơng có khơng khí) Giá trị m A 1,62 B 2,16 C 2,43 Bài 6: Khi đốt cháy hoàn toàn amin đơn chức X, thu 16,8 lít CO2; 2,8 lít N2 (các đo đktc) 20,25 gam H2O Công thức phân tử X là: A C4H9N B C3H7N C C2H7N D C3H9N Bài 7: Cho m gam hỗn hợp X gồm ancol benzylic, metanol, propenol etylen glicol tác dụng hết với Na thu 1,344 lít khí H2 (đktc) Mặt khác, đốt cháy hoàn toàn m gam X thu 6,048 lít khí CO2 (đktc) 5,58 gam H2O Giá trị m A 4,82 B 5,78 C 5,64 D 6,28 Bài 8: Hỗn hợp E gồm amin X (no, mạch hở) hiđrocacbon Y (số mol X lớn số mol Y) Đốt cháy hết 0,26 mol E cần vừa đủ 2,51 mol O 2, thu N2, CO2 1,94 mol H2O Mặt khác, cho 0,26 mol E tác dụng với dung dịch HCl dư lượng HCl phản ứng tối đa 0,28 mol Khối lượng Y 0,26 mol E A 10,32 gam B 10,00 gam C 12,00 gam D 10,55 gam Bài 9: Hỗn hợp E gồm amin X (no, đơn chức, mạch hở, bậc hai) hai ancol Y, Z (Z nhiều Y nguyên tử cacbon) Đốt cháy hoàn toàn 0,06 mol hỗn hợp E cần dùng vừa đủ 0,175 mol O2, thu 0,11 mol CO2 0,18 mol H2O Khối lượng X có 0,06 mol E A 1,18 gam B 0,45 gam C 0,59 gam D 0,90 gam Bài 10: Đốt cháy hoàn toàn 6,72 gam hỗn hợp E gồm este đơn chức Z hai este mạch hở X, Y (MX < MY < MZ) cần vừa đủ 0,29 mol O2, thu 3,24 gam H2O Mặt khác, 6,72 gam E tác dụng vừa đủ với 0,11 mol NaOH thu 2,32 gam ancol no, số nguyên tử cacbon, cô cạn dung dịch sau phản ứng thu dung dịch T gồm muối Đốt cháy hoàn toàn T thu Na 2CO3, H2O 0,155 mol CO2 Phần trăm khối lượng Y E gần với giá trị sau đây? A 11 B 36 C 50 D 53 Đáp án tập vận dụng 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com D A III B C A B D B C A 10 D KẾT QUẢ VÀ ỨNG DỤNG Kết quả: - “Giải tốn Hóa học phương pháp bảo toàn nguyên tố” mang lại hiệu tốt q trình tơi hướng dẫn học sinh giải tập hóa học Phương pháp áp dụng cho hầu hết tập, đặc biệt tập hỗn hợp chất, xảy nhiều biến đổi chất Áp dụng phương pháp làm cho tốn hóa học trở nên đơn giản hơn, giúp học sinh dễ hiểu dễ áp dụng, nhanh đến kết cuối - Để đưa phương pháp giải nhanh này, việc sử dụng định luật mà học sinh quen thuộc phải nhận mối liên quan chất q trình hố học, phải biết sử dụng triệt để mối liên hệ hoá học điều làm cho sáng tạo người học không ngừng nâng lên - Với phương pháp giải nhanh phù hợp với hình thức thi trắc nghiệm Thay viết nhiều phương trình hóa học, đặt nhiều ẩn số thi học sinh cần viết sơ đồ chuyển hóa chất, xác định di chuyển nguyên tố trình xảy phản ứng hóa học học sinh đến kết cách nhanh chóng, xác Ứng dụng: Phương pháp áp dụng suốt trình dạy học hóa học THPT lớp 10, 11, 12 Với nội dung kiến thức lớp học có nhiều tốn giải phương pháp IV KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Việc tổng hợp cung cấp phương pháp giải tập hố học giữ vai trị quan trọng trình nhận thức, phát triển giáo dục Khi nắm vững kiến thức phương pháp giải, học sinh dễ dàng giải tập tìm đáp án cách nhanh từ đam mê thích thú học tập Đặc biệt em học tập cách tích cực, chủ động, sáng tạo Do đó, giáo viên cần trọng đến việc xây dựng, cung cấp phương pháp giải tập hay cho học sinh Với tập có nhiều phản ứng hóa học xảy lúc xảy theo nhiều giai đoạn học sinh thường bị lùng túng q trình làm tơi chọn cách “giải tốn Hóa học phương pháp bảo toàn nguyên tố” Phương pháp sử 13 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dụng viết nhiều tài liệu, với kinh nghiệm giảng dạy thân vận dụng phương pháp để rèn luyện cho hoc sinh kỹ giải nhanh tập hoá học việc áp dụng vào tập có nhiều phản ứng hóa học xảy lúc xảy theo nhiều giai đoạn đem lại hiệu đáng kể, học sinh dễ áp dụng để giải tập nhanh chóng tìm kết xác Đề tài kết trình nghiên cứu sưu tầm tơi đúc kết q trình cơng tác giảng dạy trường THPT Như Thanh, với mong muốn giúp cho học sinh rèn luyện kỹ giải tập phát triển lực trí tuệ cho học sinh từ góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy mơn Hóa Học trường THPT Để đề tài ứng dụng có hiệu mong nhận đươc ý kiến đóng góp đồng nghiệp Xác nhận Hiệu trưởng Như Thanh, ngày 14 tháng năm 2021 Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người thực đề tài NGUYỄN THỊ THU HÀ 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Nguyễn Anh Phong (2016), Khám phá tư giải nhanh hóa học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Lê Phạm Thành (2017), Phương pháp siêu tốc giải nghiệm hóa học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Đỗ Xuân Hưng (2018), phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm hóa hữu cơ, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Đỗ Xuân Hưng (2018), phương pháp giải nhanh tập trắc nghiệm hóa vơ cơ, NXB Đại học quốc gia Hà Nội LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... D KẾT QUẢ VÀ ỨNG DỤNG Kết quả: - ? ?Giải tốn Hóa học phương pháp bảo toàn nguyên tố? ?? mang lại hiệu tốt q trình tơi hướng dẫn học sinh giải tập hóa học Phương pháp áp dụng cho hầu hết tập, đặc biệt... phương pháp giải tập hay cho học sinh Với tập có nhiều phản ứng hóa học xảy lúc xảy theo nhiều giai đoạn học sinh thường bị lùng túng q trình làm tơi chọn cách ? ?giải tốn Hóa học phương pháp bảo. .. Khám phá tư giải nhanh hóa học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Lê Phạm Thành (2017), Phương pháp siêu tốc giải nghiệm hóa học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội Đỗ Xuân Hưng (2018), phương pháp giải nhanh