Skkn môn hóa học thcs bồi dưỡng một số kỹ năng biện luận tìm công thức hóa học cho học sinh giỏi

A PHẦN MỞ ĐẦU SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI "BỒI DƯỠNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH GIỎI" skkn A PHẦN MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Dạy và học hóa học ở các trường hiện nay[.]

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐỀ TÀI: "BỒI DƯỠNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CƠNG THỨC HĨA HỌC CHO HỌC SINH GIỎI" skkn A- PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Dạy học hóa học trường đổi tích cực nhằm góp phần thực thắng lợi mục tiêu trường THCS Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức vận dụng kỹ năng, nhà trường cịn phải trọng đến cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi cấp; coi trọng việc hình thành phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Đây nhiệm vụ trường làm tốt nhiều lý Có thể nêu số lý như: môn học bậc trung học sở nên kiến thức kỹ học sinh nhiều chỗ khuyết; phận giáo viên chưa có đủ tư liệu kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi … Trong năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp tỉnh phòng giáo dục đặc biệt quan tâm, nhà trường 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 Nhờ số lượng chất lượng đội tuyển học sinh giỏi huyện đạt cấp tỉnh cao Tuy nhiên thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi cịn nhiều khó khăn cho thầy trò Nhất năm đầu tỉnh ta tổ chức thi học sinh giỏi hóa học cấp THCS Là giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, tơi có dịp tiếp xúc với số đồng nghiệp tổ, khảo sát từ thực tế thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển nhiều học sinh lúng túng, giải toán biện luận Trong loại tập năm có đề thi tỉnh 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 toán biện luận Với lý tơi tìm tịi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài: “ BỒI DƯỠNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CƠNG THỨC HĨA HỌC CHO HỌC SINH GIỎI ” nhằm giúp cho em HS giỏi có kinh nghiệm việc giải tốn biện luận nói chung biện luận tìm CTHH nói riêng Qua nhiều năm vận dụng đề tài hệ HS giỏi tự tin giải có hiệu gặp tập loại II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: 1-Nghiên cứu kinh nghiệm bồi dưỡng kỹ hóa học cho học sinh giỏi lớp dự thi tỉnh skkn 2-Nêu phương pháp giải toán biện luận tìm CTHH theo dạng nhằm giúp học sinh giỏi dễ nhận dạng giải nhanh toán biện luận nói chung, biện luận tìm cơng thức hóa học nói riêng III-ĐỐI TƯỢNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu phương pháp bồi dưỡng kỹ biện luận giải tốn hóa học ( giới hạn phạm vi biện luận tìm CTHH chất ) 2- Khách thể nghiên cứu : Khách thể nghiên cứu học sinh giỏi lớp đội tuyển dự thi cấp tỉnh IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài nhằm giải số vấn đề sau : 1-Những vấn đề lý luận phương pháp giải tốn biện luận tìm CTHH; cách phân dạng nguyên tắc áp dụng cho dạng 2-Thực trạng trình độ điều kiện học tập học sinh 3-Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút học kinh nghiệm góp phần nâng cao chất lượng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi V- PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Do hạn chế thời gian nguồn lực nên mặt không gian đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi trường THCS Nguyễn Tất Thành huyện Cưjut Tỉnh ĐăkNông Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài nghiên cứu số dạng biện luận tìm CTHH (chủ yếu tập trung vào hợp chất vô cơ) VI- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1- Phương pháp chủ yếu Căn vào mục đích nhiệm vụ nghiên cứu, tơi sử dụng phương pháp chủ yếu tổng kết kinh nghiệm, thực theo bước:  Xác định đối tượng: xuất phát từ nhứng khó khăn vướng mắc năm đầu làm nhiệm vụ bồi dưỡng HS giỏi, xác định đối tượng cần phải nghiên cứu kinh nghiệm bồi dưỡng lực giải toán biện luận cho học sinh giỏi Qua việc áp dụng đề tài để đúc rút, tổng kết kinh nghiệm skkn  Phát triển đề tài đúc kết kinh nghiệm : Trong năm trước, tham gia thi học sinh giỏi phần đông em thường bế tắc giải tốn biện luận Trước thực trạng đó, mạnh dạn áp dụng đề tài Trong q trình vận dụng đề tài, tơi suy nghĩ tìm tịi, học hỏi áp dụng nhiều biện pháp Ví dụ : tổ chức trao đổi tổ bồi dưỡng, trò chuyện HS, thể nghiệm đề tài, kiểm tra đánh giá kết dạy học nội dung đề tài Đến nay, trình độ kỹ giải toán biện luận HS nâng cao đáng kể 2-Các phương pháp hỗ trợ Ngồi phương pháp chủ yếu, tơi cịn dùng số phương pháp hỗ trợ khác phương pháp nghiên cứu tài liệu điều tra nghiên cứu: Đối tượng điều tra: Các HS giỏi phòng giáo dục gọi vào đội tuyển, đội ngũ giáo viên tham gia bồi dưỡng HS giỏi Câu hỏi điều tra: chủ yếu tập trung nội dung xoay quanh việc dạy học phương pháp giải tốn biện luận tìm CTHH; điều tra tình cảm thái độ HS việc tiếp xúc với tập biện luận skkn B-NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN: I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BÀI TỐN BIỆN LUẬN TÌM CƠNG THỨC HĨA HỌC: Trong hệ thống tập hố học, loại tốn tìm cơng thức hóa học phong phú đa dạng Về nguyên tắc để xác định ngun tố hóa học ngun tố phải tìm nguyên tử khối nguyên tố đó.Từ xác định CTPT hợp chất Có thể chia tập Tìm CTHH thơng qua phương trình hóa học thành hai loại bản: - Loại I : Bài tốn cho biết hóa trị nguyên tố, cần tìm nguyên tử khối để kết luận tên nguyên tố; ngược lại ( Loại thường đơn giản ) - Loại II : Không biết hóa trị ngun tố cần tìm ; kiện thiếu sở để xác định xác giá trị nguyên tử khối.( toán có nhiều khả xảy theo nhiều hướng khác ) Cái khó tập loại II kiện thường thiếu không thường đòi hỏi người giải phải sử dụng thuật toán phức tạp, yêu cầu kiến thức tư hóa học cao; học sinh khó thấy hết trường hợp xảy Để giải tập thuộc loại này, bắt buộc HS phải biện luận Tuỳ đặc điểm toán mà việc biện luận thực nhiều cách khác nhau: +) Biện luận dựa vào biểu thức liên lạc khối lượng mol nguyên tử (M )và hóa trị ( x ) : M = f (x) (trong f(x) biểu thức chứa hóa trị x) Từ biểu thức ta biện luận chọn cặp nghiệm M x hợp lý +) Nếu đề cho không đủ kiện, chưa xác định rõ đặc điểm chất phản ứng, chưa biết loại sản phẩm tạo thành , lượng đề cho gắn với cụm từ chưa tới vượt … địi hỏi người giải phải hiểu sâu sắc nhiều mặt kiện vấn đề nêu Trong trường hợp người giải phải khéo léo sử dụng sở biện luận thích hợp để giải Chẳng hạn : tìm giới hạn ẩn (chặn chặn ), chia toán nhiều trường hợp để biện luận, loại trường hợp không phù hợp v.v Tôi nghĩ, giáo viên làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi khơng thể đạt mục đích khơng chọn lọc, nhóm tập biện luận theo dạng, nêu đặc điểm dạng xây dựng hướng giải cho dạng Đây khâu có ý nghĩa định skkn cơng tác bồi dưỡng cẩm nang giúp HS tìm hướng giải cách dễ dàng, hạn chế tối đa sai lầm trình giải tập, đồng thời phát triển tìm lực trí tuệ cho học sinh ( thơng qua BT tương tự mẫu BT vượt mẫu ) Trong phạm vi đề tài này, xin mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi dưỡng số dạng tập biện luận tìm cơng thức hóa học Nội dung đề tài xếp theo dạng, dạng có nêu nguyên tắc áp dụng ví dụ minh hoạ II- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VÀ VÀ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH 1- Thực trạng chung: Khi chuẩn bị thực đề tài, lực giải toán biện luận nói chung biện luận xác định CTHH học sinh yếu Đa số học sinh cho loại khó, em tỏ mệt mỏi phải làm tập loại Vì họ thụ động buổi học bồi dưỡng khơng có hứng thú học tập Rất học sinh có sách tham khảo loại tập Nếu có sách “học tốt” sách “nâng cao “mà nội dung viết vấn đề ỏi Lý chủ yếu điều kiện kinh tế gia đình cịn khó khăn khơng biết tìm mua sách hay 2- Chuẩn bị thực đề tài: Để áp dụng đề tài vào công tác bồi dưỡng HS giỏi thực số khâu quan trọng sau: a) Điều tra trình độ HS, tình cảm thái độ HS nội dung đề tài; điều kiện học tập HS Đặt yêu cầu môn, hướng dẫn cách sử dụng sách tham khảo giới thiệu số sách hay tác giả để HS có điều kiện tìm mua; HS khó khăn mượn sách bạn để học tập b) Xác định mục tiêu, chọn lọc nhóm toán theo dạng, xây dựng nguyên tắc áp dụng cho dạng, biên soạn tập mẫu tập vận dụng nâng cao Ngoài phải dự đốn tình xảy bồi dưỡng chủ đề c) Chuẩn bị đề cương bồi dưỡng, lên kế hoạch thời lượng cho dạng toán d) Sưu tầm tài liệu, trao đổi kinh nghiệm đồng nghiệp; nghiên cứu đề thi HS giỏi tỉnh ta số tỉnh, thành phố khác III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TÀI VÀO THỰC TIỄN: Khi thực đề tài vào giảng dạy, trước hết giới thiệu sơ đồ định hướng giải tốn biện luận tìm CTHH dùng chung cho tất dạng; gồm bước bản: B1 : đặt CTTQ cho chất cần tìm, đặt ẩn số cần ( số mol, M, hóa trị … ) skkn B2 : B3 : chuyển đổi kiện thành số mol ( ) viết tất PTPƯ xảy B4: thiết lập phương trình tốn bất phương trình liên lạc ẩn số với kiện biết B5 : biện luận, chọn kết phù hợp Tiếp theo, tiến hành bồi dưỡng kỹ theo dạng Mức độ rèn luyện từ minh họa đến khó, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ từ biết làm đến đạt mềm dẻo, linh hoạt sáng tạo Để bồi dưỡng dạng thường thực theo bước sau: B1 : giới thiệu tập mẫu hướng dẫn giải B2 : rút nguyên tắc phương pháp áp dụng B3 : HS tự luyện nâng cao Tuỳ độ khó dạng tơi hoán đổi thứ tự bước Sau số dạng tập biện luận, cách nhận dạng, kinh nghiệm giải thực đúc kết từ thực tế Trong giới hạn đề tài, nêu dạng thường gặp, dạng tơi thử nghiệm thấy có hiệu DẠNG 1: BIỆN LUẬN THEO ẨN SỐ TRONG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH 1) Nguyên tắc áp dụng: GV cần cho HS nắm số nguyên tắc phương pháp giải dạng tập sau: - Khi giải tốn tìm CTHH phương pháp đại số, số ẩn chưa biết nhiều số phương trình tốn học thiết lập phải biện luận Dạng thường gặp trường hợp khơng biết ngun tử khối hóa trị nguyên tố, tìm số nguyên tử bon phân tử hợp chất hữu … - Phương pháp biện luận: +) Thường vào đầu để lập phương trình tốn ẩn: y = f(x), chọn ẩn làm biến số ( thường chọn ẩn có giới hạn hẹp VD : hóa trị, số … ); ẩn xem hàm số Sau lập bảng biến thiên để chọn cặp giá trị hợp lí +) Nắm điều kiện số hoá trị : hoá trị kim loại bazơ, oxit bazơ; muối thường  ; cịn hố trị phi kim oxit  7; số H hợp chất khí với phi kim  4; CxHy : x  y  2x + ; … skkn Cần lưu ý : Khi biện luận theo hóa trị kim loại oxit cần phải quan tâm đến mức hóa trị 2) Các ví dụ : Ví dụ 1: Hịa tan kim loại chưa biết hóa trị 500ml dd HCl thấy 11,2 dm H2 ( ĐKTC) Phải trung hòa axit dư 100ml dd Ca(OH) 1M Sau cạn dung dịch thu thấy cịn lại 55,6 gam muối khan Tìm nồng độ M dung dịch axit dùng; xác định tên kim loại đã dùng * Gợi ý HS : Cặp ẩn cần biện luận nguyên tử khối R hóa trị x 55,6 gam khối lượng hỗn hợp muối RClx CaCl2 * Giải : Giả sử kim loại R có hóa trị x  1 x, nguyên  số mol Ca(OH)2 = 0,1 = 0,1 mol số mol H2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol Các PTPƯ: 2R + 1/x (mol) Ca(OH)2 + 0,1  2xHCl 2RClx xH2  + 1/x 2HCl  CaCl2 0,2 (1) 0,5 + 2H2O (2) 0,1 từ phương trình phản ứng (1) (2) suy ra: nHCl = + 0,2 = 1,2 mol nồng độ M dung dịch HCl : CM = 1,2 : 0,5 = 2,4 M theo PTPƯ ta có : ( R + 35,5x ) = 44,5 ta có :  R = x R 18 27 skkn 9x Vậy kim loại thỗ mãn đầu nhơm Al ( 27, hóa trị III ) Ví dụ 2: Khi làm nguội 1026,4 gam dung dịch bão hịa R2SO4.nH2O ( R kim loại kiềm n nguyên, thỏa điều kiện 7< n < 12 ) từ 80 0C xuống 100C có 395,4 gam tinh thể R2SO4.nH2O tách khỏi dung dịch Tìm cơng thức phân tử Hiđrat nói Biết độ tan R 2SO4 800C 100C 28,3 gam gam * Gợi ý HS: lập biểu thức toán : số mol hiđrat = số mol muối khan Lưu ý HS : phần rắn kết tinh có ngậm nước nên lượng nước thay đổi * Giải: S( 800C) = 28,3 gam  128,3 gam ddbh có 28,3g R2SO4 100g H2O 1026,4gam ddbh  226,4 g R2SO4 800 gam H2O Vậy : Khối lượng dung dịch bão hoà thời điểm 100C: 1026,4  395,4 = 631 gam 100C, S(R2SO4 ) = gam, nên suy ra: 109 gam ddbh có chứa gam R2SO4 631 gam ddbh có khối lượng R2SO4 : khối lượng R2SO4 khan có phần hiđrat bị tách : 226,4 – 52,1 = 174,3 gam Vì số mol hiđrat = số mol muối khan nên :  442,2R-3137,4x +21206,4 = R = 7,1n  48 Đề cho R kim loại kiềm , < n < 12 , n nguyên  ta có bảng biện luận: n 10 11 skkn R 8,8 18,6 23 30,1 Kết phù hợp n = 10 , kim loại Na  công thức hiđrat Na2SO4.10H2O DẠNG : BIỆN LUẬN THEO TRƯỜNG HỢP 1) Nguyên tắc áp dụng: - Đây dạng tập thường gặp chất ban đầu chất sản phẩm chưa xác định cụ thể tính chất hóa học ( chưa biết thuộc nhóm chức nào, Kim loại hoạt động hay hoạt động, muối trung hòa hay muối axit … ) chưa biết phản ứng hồn tồn chưa Vì cần phải xét khả xảy chất tham gia trường hợp xảy sản phẩm - Phương pháp biện luận: +) Chia làm loại nhỏ : biện luận khả xảy chất tham gia biện luận khả chất sản phẩm +) Phải nắm trường hợp xảy trình phản ứng Giải toán theo nhiều trường hợp chọn kết phù hợp 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm CuO oxit kim loại hóa trị II( khơng đổi ) có tỉ lệ mol 1: Cho khí H2 dư qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nóng thu hỗn hợp rắn B Để hòa tan hết rắn B cần dùng 80 ml dung dịch HNO3 1,25M thu khí NO Xác định cơng thức hóa học oxit kim loại Biết phản ứng xảy hoàn toàn * Gợi ý HS: HS: Đọc đề nghiên cứu đề GV: gợi ý để HS thấy RO bị khử khơng bị khử H tuỳ vào độ hoạt động kim loại R HS: phát R đứng trước Al RO khơng bị khử  rắn B gồm: Cu, RO Nếu R đứng sau Al dãy hoạt động kim loại RO bị khử  hỗn hợp rắn B gồm : Cu kim loại R * Giải: Đặt CTTQ oxit kim loại RO skkn Gọi a, 2a số mol CuO RO có 2,4 gam hỗn hợp A Vì H2 khử oxit kim loại đứng sau Al dãy BêKêTơp nên có khả xảy ra: - R kim loại đứng sau Al : Các PTPƯ xảy ra: CuO + H2  a RO Cu + H2O a + H2  R 2a 3Cu + + H2O 2a 8HNO3  3Cu(NO3)2 + 2NO  + 4H2O 8HNO3  3R(NO3)2 + 2NO  + 4H2O + 4H2O a 3R + 2a Theo đề bài: Không nhận Ca kết trái với giả thiết R đứng sau Al - Vậy R phải kim loại đứng trước Al CuO + H2  a Cu + H2O a 3Cu + 8HNO3  3Cu(NO3)2 2HNO3  R(NO3)2 + 2NO  a RO 2a + + 4a Theo đề : skkn 2H2O Trường hợp thoả mãn với giả thiết nên oxit là: MgO Ví dụ 2: Khi cho a (mol ) kim loại R tan vừa hết dung dịch chứa a (mol ) H 2SO4 thu 1,56 gam muối khí A Hấp thụ hồn tồn khí A vào 45ml dd NaOH 0,2M thấy tạo thành 0,608 gam muối Hãy xác định kim loại dùng * Gợi ý HS: GV: Cho HS biết H2SO4 chưa rõ nồng độ nhiệt độ nên khí A khơng rõ khí nào.Kim loại khơng rõ hóa trị; muối tạo thành sau phản ứng với NaOH chưa rõ muối Vì cần phải biện luận theo trường hợp khí A muối Natri HS: Nêu trường hợp xảy cho khí A : SO ; H2S ( khơng thể H2 khí A tác dụng với NaOH ) viết PTPƯ dạng tổng quát, chọn phản ứng để số mol axit số mol kim loại GV: Lưu ý với HS biện luận xác định muối tạo thành muối trung hịa hay muối axit mà khơng biết tỉ số mol cặp chất tham gia ta giả sử phản ứng tạo muối Nếu muối không tạo thành có ẩn số giá trị vơ lý * Giải: Gọi n hóa trị kim loại R Vì chưa rõ nồng độ H2SO4 nên xảy phản ứng: 2R + nH2SO4  R2 (SO4 )n + nH2  2R + 2nH2SO4  R2 (SO4 )n + nSO2  + 2nH2O 2R + 5nH2SO4  4R2 (SO4 )n + (1) (2) nH2S  + 4nH2O khí A tác dụng với NaOH nên H2  PƯ (1) khơng phù hợp Vì số mol R = số mol H2SO4 = a , nên : Nếu xảy ( 2) : 2n =  n =1 ( hợp lý ) Nếu xảy ( 3) : 5n =  n = ( vơ lý ) Vậy kim loại R hóa trị I khí A SO2 2R a(mol) + 2H2SO4  R2 SO4 + SO2  + 2H2O a skkn (3) Giả sử SO2 tác dụng với NaOH tạo muối NaHSO3 , Na2SO3 SO2 +  NaHSO3 NaOH Đặt : x (mol) x SO2 + 2NaOH y (mol) 2y x  Na2SO3 + H2O y theo đề ta có : giải hệ phương trình Vậy giả thiết phản ứng tạo muối Ta có: số mol R2SO4 = số mol SO2 = x+y = 0,005 (mol) Khối lượng R2SO4 : (2R+ 96)0,005 = 1,56  R = 108 DẠNG 3: Vậy kim loại dùng Ag BIỆN LUẬN SO SÁNH 1) Nguyên tắc áp dụng: - Phương pháp áp dụng toán xác định tên nguyên tố mà kiện đề cho thiếu số liệu lượng chất đề cho vượt quá, chưa đạt đến số - Phương pháp biện luận:  Lập bất đẳng thức kép có chứa ẩn số ( thường nguyên tử khối ) Từ bất đẳng thức tìm giá trị chặn chặn ẩn để xác định giá trị hợp lý  Cần lưu ý số điểm hỗ trợ việc tìm giới hạn thường gặp: +) Hỗn hợp chất A, B có số mol a( mol) : < n A, nB < a +) Trong oxit : R2Om :  m, nguyên  +) Trong hợp chất khí phi kim với Hiđro RHn :  n, nguyên  2) Các ví dụ : Ví dụ1: skkn Có hỗn hợp gồm kim loại A B có tỉ lệ khối lượng nguyên tử 8:9 Biết khối lượng nguyên tử A, B khơng q 30 đvC Tìm kim loại * Gợi ý HS: Thơng thường HS hay làm “ mị mẫn” tìm Mg Al phương pháp trình bày khó mà chặc chẽ, giáo viên cần hướng dẫn em cách chuyển tỉ số  thành phương trình tốn : Nếu A : B = : *Giải: Theo đề : tỉ số nguyên tử khối kim loại nên  ( n  z+ ) Vì A, B có KLNT khơng q 30 đvC nên : 9n  30  n  Ta có bảng biện luận sau : n A 16 24 B 18 27 Suy hai kim loại Mg Al Ví dụ 2: Hịa tan 8,7 gam hỗn hợp gồm K kim loại M thuộc phân nhóm nhóm II dung dịch HCl dư thấy có 5,6 dm H2 ( ĐKTC) Hòa tan riêng gam kim loại M dung dịch HCl dư thể tích khí H sinh chưa đến 11 lít ( ĐKTC) Hãy xác định kim loại M * Gợi ý HS: GV yêu cầu HS lập phương trình tổng khối lượng hỗn hợp phương trình tổng số mol H2 Từ biến đổi thành biểu thức chứa ẩn số mol (b) nguyên tử khối M Biện luận tìm giá trị chặn M Từ PƯ riêng M với HCl  bất đẳng thức Chọn M cho phù hợp với chặn chặn skkn  giá trị chặn M * Giải: Đặt a, b số mol kim loại K, M hỗn hợp Thí nghiệm 1: 2K + 2HCl  2KCl + a M H2  a/2 + 2HCl  MCl2 + b H2  b  số mol H2 = Thí nghiệm 2: M + 2HCl  MCl2 + H2  9/M(mol)  9/M  Theo đề bài: M > 18,3 (1)  b= Mặt khác: Vì < b < 0,25 nên suy ta có : < 0,25  M < 34,8 (2) Từ (1) ( 2) ta suy kim loại phù hợp Mg DẠNG 4: BIỆN LUẬN THEO TRỊ SỐ TRUNG BÌNH ( Phương pháp khối lượng mol trung bình) 1) Nguyên tắc áp dụng: - Khi hỗn hợp gồm hai chất có cấu tạo tính chất tương tự ( kim loại phân nhóm chính, hợp chất vơ có kiểu cơng thức tổng quát, hợp chất hữu đồng đẳng … ) đặt cơng thức đại diện cho hỗn hợp Các giá trị tìm chất đại diện giá trị hỗn hợp ( mhh ; nhh ; hh ) skkn - Trường hợp chất có cấu tạo tính chất khơng giống ( ví dụ kim loại khác hóa trị; muối gốc kim loại khác hóa trị … ) khơng đặt cơng thức đại diện tìm khối lượng mol trung bình: hh phải nằm khoảng từ M1 đến M2 - Phương pháp biện luận : Từ giá trị hh tìm được, ta lập bất đẳng thức kép M < ẩn ( giả sử M1< M2) hh < M2 để tìm giới hạn 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Cho gam hỗn hợp gồm hyđroxit kim loại kiềm liên tiếp vào H 2O 100 ml dung dịch X Trung hịa 10 ml dung dịch X CH3COOH cạn dung dịch thu 1,47 gam muối khan 90ml dung dịch lại cho tác dụng với dung dịch FeCl x dư thấy tạo thành 6,48 gam kết tủa Xác định kim loại kiềm công thức muối sắt clorua * Gợi ý HS: Tìm khối lượng hỗn hợp kiềm 10 ml dung dịch X 90 ml dung dịch X Hai kim loại kiềm có cơng thức tính chất tương tự nên để đơn giản ta đặt công thức ROH đại diện cho hỗn hợp kiềm Tìm trị số trung bình * Giải: Đặt cơng thức tổng qt hỗn hợp hiđroxit ROH, số mol a (mol) Thí nghiệm 1: mhh = ROH + mol = 0,8 gam CH3COOH  CH3COOR + H2O mol skkn (1)  suy :  33 có 1kim loại A > 33 kim loại B < 33 Vì kim loại kiềm liên tiếp nên kim loại Na, K Có thể xác định độ tăng khối lượng (1) : m = 1,47 – 0,8=0,67 gam  nROH = 0,67: ( 59 –17 ) = ROH  = = 50 –17 = 33 Thí nghiệm 2: mhh = - 0,8 = 7,2 gam xROH (g): + FeClx  Fe(OH)x  + ( +17)x (56+ 17x) 7,2 (g) 6,48 (g) suy ta có: xRCl (2) giải x = Vậy công thức hóa học muối sắt clorua FeCl2 Ví dụ 2: X hỗn hợp 3,82 gam gồm A2SO4 BSO4 biết khối lượng nguyên tử B khối lượng nguyên tử A là1 đvC Cho hỗn hợp vào dung dịch BaCl vừa đủ,thu 6,99 gam kết tủa dung dịch Y a) Cô cạn dung dịch Y thu gam muối khan b) Xác định kim loại A B * Gợi ý HS : -Do hỗn hợp muối gồm chất khác nên dùng công thức để đại diện -Nếu biết khối lượng mol trung bình hỗn hợp ta tìm giới hạn nguyên tử khối kim loại * Giải: skkn a) BSO4 A2SO4 + + BaCl2  BaSO4   BaSO4  BaCl2 + + 2ACl BCl2 Theo PTPƯ : Số mol X = số mol BaCl2 = số mol BaSO4 = Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: 3,82 + (0,03 208) – 6.99 = 3,07 gam b) Ta có M1 = 2A + 96 M2 = A+ 97 Vậy : (*) Từ hệ bất đẳng thức ( *) ta tìm : 15,5 < A < 30 Kim loại hóa trị I thoả mãn điều kiện Na (23) Suy kim loại hóa trị II Mg ( 24) DẠNG 5: BIỆN LUẬN TÌM CTPT CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÔNG THỨC NGUYÊN 1) Nguyên tắc áp dụng: - Trong tốn tìm CTHH hợp chất hữu cơ, biết công thức nguyên mà chưa biết khối lượng mol M phải biện luận - Phương pháp phổ biến: Từ công thức nguyên hợp chất hữu cơ, tách số ngun tử thích hợp thành nhóm định chức cần xác định Từ biện luận tìm cơng thức phân tử nhờ phép tốn đồng thức cơng thức ngun cơng thức tổng quát loại hợp chất vô Lưu ý: HS cần nắm vững số vấn đề sau : Công thức chung hiđro cacbon no : CmH2m +  CT chung Hiđro cacbon mạch hở có k liên kết  CmH2m + – 2k CTTQ hợp chất có a nhóm chức (A ) hóa trị I :CmH2m + – 2k – a (A)a skkn Trong nhóm chức A là: – CHO ; – COOH ; – OH … 2) Ví dụ: Cơng thức ngun loại rượu mạch hở (CH 3O)n Hãy biện luận để xác định cơng thức phân tử rượu nói * Giải: Từ công thức nguyên (CH3O)n viết lại : CnH2n( OH)n Công thức tổng quát rượu mạch hở CmH2m+2 – 2k –a (OH)a Trong : k số liên kết  gốc Hiđro cacbon  n = –2k ( k : nguyên dương ) Suy ta có : Ta có bảng biện luận: k n 2( sai ) (sai) - Vậy CTPT rượu C2H4 (OH)2 Tóm lại : số kinh nghiệm phân dạng phương pháp giải toán biện luận tìm cơng thức hóa học Đây phần nhỏ hệ thống tập hóa học nâng cao Để trở thành học sinh giỏi hóa học sinh cịn phải rèn luyện nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, muốn giải tập nào, học sinh phải nắm thật vững kiến thức giáo khoa hóa học Khơng giải tốn khơng biết phản ứng hóa học xảy ra, xảy tạo sản phẩm gì, điều kiện phản ứng ? Như vậy, nhiệm vụ giáo viên tạo hội cho HS rèn kỹ giải tập hóa học, mà cịn xây dựng kiến thức vững chắc, hướng dẫn em biết kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức kỹ hóa học với lực tư toán học skkn C - BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: I- BÀI HỌC KINH NGHIỆM: Trong trình bồi dướng học sinh giỏi cho huyện, vận dụng đề tài rút số kinh nghiệm thực sau: - Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho dạng tập cần bồi dưỡng cho HS Xây dựng nguyên tắc phương pháp giải dạng tốn - Tiến trình bồi dưỡng kỹ thực theo hướng đảm bảo tính kế thừa phát triển vững Tơi thường tập mẫu, hướng dẫn phân tích đầu cặn kẽ để học sinh xác định hướng giải tự giải, từ em rút phương pháp chung để giải tốn loại Sau tơi tổ chức cho HS giải tập tương tự mẫu; phát triển vượt mẫu cuối nêu tập tổng hợp - Mỗi dạng tốn tơi đưa ngun tắc nhằm giúp em dễ nhận dạng loại tập dễ vận dụng kiến thức, kỹ cách xác; hạn chế nhầm lẫn xảy cách nghĩ cách làm HS - Sau dạng trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm nhấn mạnh sai sót mà HS thường mắc II- KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: Những kinh nghiệm nêu đề tài phát huy tốt lực tư duy, độc lập suy nghĩ cho đối tượng HS giỏi Các em tích cực việc tham gia hoạt động xác định hướng giải tìm kiếm hướng giải cho tập Qua đề tài này, kiến thức, kỹ HS củng cố cách vững chắc, sâu sắc; kết học tập HS nâng cao Từ chỗ lúng túng gặp toán biện luận, phần lớn em tự tin , biết vận dụng kỹ bồi dưỡng để giải thành thạo tập biện luận mang tính phức tạp Đặc biệt có số em biết giải tốn biện luận cách sáng tạo, có nhiều giải hay nhanh.Trong số có nhiều em đạt thành tích cao kỳ thi cấp tỉnh Chẳng hạn em: Lê Công Lê Thị Đài Trang Phùng Tuấn Phong Trương Lịch Nguyễn Văn Đức … skkn ... đề tài: “ BỒI DƯỠNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CƠNG THỨC HĨA HỌC CHO HỌC SINH GIỎI ” nhằm giúp cho em HS giỏi có kinh nghiệm việc giải tốn biện luận nói chung biện luận tìm CTHH nói riêng Qua... thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều khó khăn cho thầy trị Nhất năm đầu tỉnh ta tổ chức thi học sinh giỏi hóa học cấp THCS Là giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, có... kiến thức kỹ học sinh nhiều chỗ khuyết; phận giáo viên chưa có đủ tư liệu kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi … Trong năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi