một số kinh nghiệm giúp học sinh lớp 8 lập nhanh và chính xác phương trình hóa học

Khi học sinh thực hiện lập phương trình hóa học nhanh và chính xác là đồng nghĩa với việc các em đã nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản về: kí hiệu hóa học của nguyên tố; công thức nhóm n

Céng hßa x· héi chñ nghÜa ViÖt nam

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

Bảo thắng, ngày 12 tháng 3 năm 2013

Kính gửi : Hội đồng Sáng kiến cấp huyện

Họ và tên tác giả: Vũ Thị Tuyết.

Sinh ngày: 15 tháng 8 năm 1972

Chức vụ: Giáo viên

Nơi công tác: Trường THCS Thị trấn Phố Lu - Huyện Bảo Thắng - Lao Cai.

Trình độ chuyên môn: Đại học Sư phạm

Trong năm học 2012- 2013 tôi đã thực hiện một số đề tài nhằm nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn Hoá học lớp 8 trường trung học cơ sở (THCS) dưới đây là một trong những đề tài đó

A TÊN ĐỀ TÀI:

‘‘Một số kinh nghiệm giúp học sinh lớp 8 lập nhanh và chính xác phương trình hóa học”

B MÔ TẢ NỘI DUNG CỦA SÁNG KIẾN, KINH NGHIỆM:

I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI:

Trong quá trình dạy học, nâng cao chất lượng dạy và học là một vấn đề được quan tâm hàng đầu Để đạt được vấn đề đó đòi hỏi phải có sự nỗ lực về

cả 2 phía: thầy và trò Bởi vì dạy học vừa mang tính khoa học vừa mang tính nghệ thuật, để nâng cao chất lượng giảng dạy đòi hỏi người giáo viên phải

có năng lực sư phạm vững vàng, có phương pháp giảng dạy phù hợp, theo hướng tích cực giúp học sinh chủ động trong việc tìm kiếm lĩnh hội kiến thức Việc nâng cao chất lượng giảng dạy nói chung và dạy học môn Hóa học nói riêng cần có những phương pháp đặc trưng riêng Ngoài việc lên lớp, người giáo viên phải không ngừng học hỏi, tìm kiếm tham khảo những

tài liệu có liên quan để làm sao có thể truyền đạt những kiến thức cho học sinh một cách nhẹ nhàng, dể hiểu Sự tiếp thu kiến thức của học sinh nhanh hay chậm là yếu tố quyết định cho chất lượng học tập

Trong chương trình Hóa học THCS và phổ thông trung học (THPT) hầu hết các bài tập trong hệ thống bài tập hóa học đều có liên quan đến phương trình hóa học Do đó lập phương trình hóa học giữ vai trò hết sức quan trọng, nó là yếu tố tiên quyết để giải bài toán tính theo phương trình hóa học Khi học sinh thực hiện lập phương trình hóa học nhanh và chính xác là đồng

nghĩa với việc các em đã nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản về: kí hiệu

hóa học của nguyên tố; công thức nhóm nguyên tử; phân biệt được kim loại với phi kim; hóa trị của nguyên tố, nhóm nguyên tử; lập công thức hóa học

của hợp chất … Vì vậy tôi đã chọn đề tài: “Một số kinh nghiệm giúp học sinh lớp 8 lập nhanh và chính xác phương trình hóa học” để nghiên cứu.

II THỰC TRẠNG CỦA VẤN ĐỀ HIỆN TẠI:

I.1 Thực trạng của vấn đề lập phương trình hóa học ở bậc THCS đòi hỏi phải có giải pháp mới để giải quyết:

Lập phương trình hóa học đòi hỏi học sinh phải tự lực tư duy, thực hiện

đủ các bước lập phương trình hóa học dưới sự hướng dẫn của giáo viên, đòi hỏi học sinh phải biết cách làm việc với từng yêu cầu của bài tập, phải có kĩ năng cơ bản thực hiện các bước lập phương trình hóa học một cách chính xác và nhanh

Trong quá trình giảng dạy, việc hướng dẫn và luyện tập kỹ năng lập phương trình hóa học cho học sinh thường gặp những tồn tại sau:

I.1.1- Về phía học sinh:

*Trong các chương II và III của chương trình hóa học lớp 8 THCS hiện

hành, việc lập phương trình hóa học của học sinh chủ yếu dựa trên các sơ

đồ phản ứng cho sẵn của giáo viên.

Ví dụ: Lập phương trình hóa học cho các sơ đồ phản ứng sau:

a) Ca + O2 -> CaO.

b) P + O2 -> P2O5 c) Na + H2O -> NaOH + H2 d) NaOH + H3PO4 -> Na3PO4 + H2O

Với trường hợp này học sinh thường mắc phải một số sai lầm sau:

- Một số học sinh ghi sơ đồ phản ứng rồi để yên, không cân bằng hệ số trong phương trình hóa học

- Một số học sinh khi lập phương trình hóa học lại viết hệ số vào giữa công thức hóa học

VD: Từ sơ đồ phản ứng Ca + O2 -> CaO

Lập thành phương trình hóa học: Ca + O2  Ca2O …

- Một số học sinh khi lập phương trình hóa học lại chọn hệ số ghi vào vị trí của chỉ số hoặc bỏ đi chỉ số trong công thức hóa học đúng, viết vào chỉ

số khác

Lập thành phương trình hóa học: Ca + O2  CaO2

Lập thành phương trình hóa học: Na3OH + HPO4  Na3PO4 + H2O…

*Từ chương IV của chương trình hóa học lớp 8 trở về sau các em thực hiện

lập phương trình hóa học dựa vào sơ đồ phản ứng tự viết Học sinh tự viết

sơ đồ phản ứng dựa trên tính chất hóa học của các chất đã học Trường hợp này các em thường mắc phải một số sai lầm sau:

- Một số ít học sinh ghi phản ứng hóa học sai do chưa nắm vững tính chất hóa học của các chất

- Một số ít học sinh khi ghi phản ứng hóa học đã viết sai công thức hóa học của các chất tham gia và các chất sản phẩm do chưa thuộc hóa trị của nguyên

tố và nhóm nguyên tử …

Đặc biệt trường hợp này cũng còn rất nhiều học sinh mặc dù ghi đúng sơ đồ phản ứng nhưng quá trình chọn hệ số để lập các phương trình hóa học lại mất nhiều thời gian dẫn đến việc thực hiện bài kiểm tra không hoàn chỉnh

I.1.2- Về phía giáo viên:

Trong quá trình giảng dạy, luyện tập cho học sinh và dự giờ các đồng nghiệp ở bài 16 của hóa học 8, cũng như các bài học có liên quan đến lập phương trình hóa học tôi nhận thấy đều thực hiện như sau:

a) Thực hiện giảng dạy bài 16 “Phương trình hóa học”: ở bài này giáo

viên chủ yếu hướng dẫn cho học sinh lập các phương trình hóa học đơn giản

*Hướng dẫn học sinh thực hiện lập phương trình hóa học theo ba bước như sách giáo khoa

Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng: gồm công thức hóa học của các chất

phản ứng và sản phẩm

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: tìm hệ số thích hợp

đặt trước các công thức

b) Thực hiện giảng dạy các bài có liên quan đến lập phương trình hóa học:

Khi thực hiện giảng dạy các bài có liên quan đến lập phương trình hóa học, nếu gặp phương trình hóa học mà học sinh lập sai thì giáo viên yêu cầu học sinh khác nhận xét và thực hiện lại Một số giáo viên sợ mất thời gian chỉ hướng dẫn nhanh chọn những hệ số nào đặt trước các công thức hóa học

để lập phương trình hóa học, ít chú ý đến sự lúng túng của học khi chọn hệ

số để lập phương trình hóa học…

Phương pháp thực hiện của giáo viên như trên, theo tôi nhận thấy có nhược điểm sau:

Chưa rút ra được qui luật chung để chọn hệ số cân bằng số nguyên tử các nguyên tố Do đó làm học sinh lúng túng khi chọn hệ số để cân bằng, mất nhiều thời gian trong quá trình lập phương trình hóa học

Chưa khắc sâu cho học sinh kiến thức về phân biệt kim loại với phi kim; nhóm nguyên tử thuộc gốc axít, …

Qua thực trạng trên, tôi nhận thấy rằng việc lập phương trình hóa học là vấn đề hết sức nan giải đối với nhiều học sinh Học sinh mất nhiều thời gian

để lập phương trình hóa học, vì các em chưa nắm được qui luật nên chọn

nguyên tố hóa học nào trong sơ đồ phản ứng để cân bằng trước (trừ một số

ít học sinh khá - giỏi, các em nhạy bén và có khả năng lựa chọn nhanh các

hệ số để lập thành phương trình hóa học, mặt dù vậy các em này cũng mất thời gian lựa chọn nhiều lần.)

III CÁC BIỆN PHÁP TIẾN HÀNH ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ:

Như những nguyên nhân đã nêu trên, để góp phần nâng cao chất lượng dạy và học bộ môn hoá, trước hết phải có những biện pháp tích cực giúp cho học sinh lập đúng các phương trình hoá học Muốn vậy trong quá trình giảng

dạy giáo viên không chỉ hướng dẫn cho học sinh nắm chắc ba bước lập

phương trình hoá học như đã nêu ở trên mà còn lưu ý một số vấn đề sau:

 Mấy điều cần nhớ khi lập phương trình hoá học:

- Viết sơ đồ phản ứng: Không được viết thiếu chất, viết sai công thức hoá học Để viết đúng công thức hoá học, phải nhớ hoá trị nguyên tử và nhóm

… thì coi cả nhóm như một đơn vị để cân bằng.).

- Trong quá trình cân bằng không được thay đổi các chỉ số nguyên tử

trong các công thức hoá học.

- Phương trình hóa học biểu thị sự biến đổi chất này thành chất khác, khác

với phương trình toán học biểu thị sự bằng nhau giữa hai vế Do đó không được hoán đổi hai vế của phương trình hóa học như phương trình toán học.

Để học sinh lập được phương trình hóa học một cách nhanh và chính xác tôi xin nêu ra ở đây một số phương pháp nhằm gúp học sinh cân bằng

nhanh và hiệu quả phương trình hóa học (Các phương pháp này chỉ đề cập

đến bước thực hiện thứ 2 trong 3 bước lập phương trình hóa học mà sách giáo khoa đã đề cập, đó là: Chọn hệ số thích hợp đặt trước các công thức

hóa học trong sơ đồ phản ứng để cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố )

Đối với học sinh lớp 8 vốn kiến thức hóa học của các em còn ít, các em chủ yếu lập các phương trình hóa học với các sơ đồ phản ứng đơn giản Do

đó giáo viên nên hướng dẫn các em tiến hành thực hiện chọn hệ số thích hợp đặt trước các công thức hóa học trong sơ đồ phản ứng để cân bằng số nguyên

tử của mỗi nguyên tố theo trình tự sau:

nguyên tố thường gặp và phân biệt được kim loại với phi kim.

Để làm được yêu cầu này, trong bài 5 “Nguyên tố hóa học” cần hướng dẫn cho học sinh cách nhớ kí hiệu hóa học

● Yêu cầu 2: Cần rèn cho học sinh nắm vững hóa trị các nguyên tố, nhóm nguyên tử và nhận ra nhóm nguyên tử thuộc gốc axit, không được viết sai

CTHH.

► Khi các yêu cầu trên được thực hiện chặt chẽ trong chương I: Chất -Nguyên tử - Phân tử, thì đến bài 16: Phương trình hóa học và những bài học sau sẽ hướng dẫn cho học sinh lập phương trình hóa học theo trình tự nêu trên rất nhẹ nhàng và khắc phục được những tồn tại của học sinh, của giáo viên đã được nêu ra ở phần thực trạng

Qua kinh nghiệm thực tế giảng dạy, tôi đã tìm hiểu và lựa chọn một

số phương pháp cơ bản giúp cho các em học sinh nắm vững những thao tác

và cách thức lập đúng các phương trình hoá học phù hợp với trình độ nhận thức của các em để các em học tốt hơn môn Hoá học cụ thể như sau:

 Phương pháp thứ nhất:

Lập phương trình hoá học bằng phương pháp chẵn - lẻ.

Nguyên tắc chung: Để lập phương trình hoá học theo phương pháp này ta

cần thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Viết đúng công thức hoá học của các chất tham gia và sản

phẩm

Bước 2: Chọn hệ số phân tử sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở

hai vế đều bằng nhau Cách làm như sau:

- Nên bắt đầu từ những nguyên tố mà số nguyên tử có nhiều và không

bằng nhau.

- Trường hợp số nguyên tử của một nguyên tố ở vế này là số chẵn và ở vế kia là số lẻ thì trước hết phải đặt hệ số 2 cho chất mà số nguyên tử là số lẻ, rồi tiếp tục đặt hệ số cho phân tử chứa số nguyên tử chẵn ở vế còn lại sao cho số nguyên tử của nguyên tố này ở hai vế bằng nhau.

Bước 3: Viết phương trình hoá học.

Ví dụ 1: Lập phương trình hoá học của phản ứng có sơ đồ sau:

Phốt pho + Ôxi Đi phốt pho pen ta oxit( P2O5)

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi mỗi nguyên tố:

- Cả P và O đều có số nguyên tử không bằng nhau

- Bắt đầu từ nguyên tố O có nhiều nguyên tử hơn Trước hết phải làm chẵn số nguyên tử O tức là đặt hệ số 2 trước công thức P2O5

- Tiếp đó đặt hệ số 5 trước O2 và 4 trước P Như vậy cả hai bên đều có

10 O và 4 P

Bước 3: Viết phương trình hoá học:

4P + 5O2  to 2P2O5

t o

  

t o

  

Lưu ý: Trong trường hợp phân tử có 3 loại nguyên tử thì thường số nguyên tử của 2 loại nguyên tử kết hợp thành một nhóm nguyên tử, ta coi cả nhóm tương đương với một nguyên tố.

Ví dụ 2: Lập phương trình hoá học của phản ứng theo sơ đồ sau:

NaOH + Fe2(SO4)3    Fe(OH)3 + Na2SO4

Bước 1: Viết sơ đồ của phản ứng:

NaOH + Fe2(SO4)3    Fe(OH)3 + Na2SO4

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố:

Ta coi nhóm SO4 và nhóm OH mỗi nhóm như một nguyên tố

- Vậy nhóm SO4 và OH có nhiều nhất và lại không bằng nhau ở hai vế, nên ta cân bằng trước

- Đặt hệ số 3 trước Na2SO4 và NaOH để làm cho số nguyên tử của nhóm

SO4 và nhóm OH ở hai vế phương trình bằng nhau

3NaOH + Fe2(SO4)3    Fe(OH)3 + 3Na2SO4

- Tiếp đó cân bằng số nguyên tử Na, vì một bên 6, một bên 3 Đặt thêm 2 trước NaOH

2  3NaOH + Fe2(SO4)3    Fe(OH)3 + 3Na2SO4

- Tiếp đó cân bằng số nhóm OH vì một bên 6, một bên 3 Đặt thêm 2 trước Fe(OH)3

6NaOH + Fe2(SO4)3    2Fe(OH)3 + 3Na2SO4

Kiểm tra lại số nguyên tử và nhóm nguyên tử hai bên đã bằng nhau

Bước 3: Viết phương trình hoá học:

6NaOH + Fe2(SO4)3    2Fe(OH)3 + 3Na2SO4

 Nhận xét chung về phương pháp:

Vận dụng phương pháp này học sinh dễ dàng lập nhanh và đúng với đa

số các phương trình hoá học

Tuy nhiên, phương pháp này khó áp dụng đối với những phương trình phức tạp

Chú ý: Phương pháp này có thể áp dụng cho nhiều đối tượng học sinh.

 Phương pháp thứ hai:

Lập phương trình hoá học bằng phương pháp hệ số phân số Nguyên tắc chung: Để lập phương trình hoá học theo phương pháp này ta

cần thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Chọn các hệ số là số nguyên hay phân số đặt trước các công thức

hoá học sao cho số nguyên tử của các nguyên tố ở hai vế bằng nhau

Bước 2: Quy đồng mẫu số rồi khử mẫu.

Bước 3: Viết phương trình hoá học.

Ví dụ : Lập phương trình của phản ứng hoá học có sơ đồ sau:

Phốt pho + Ôxi Đi phốt pho pen ta oxit( P2O5)

- Ở phương trình này ta thấy ở vế phải có 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử O, còn ở vế trái có 1 nguyên tử P và 2 nguyên tử O

- Chọn hệ số 2 đặt vào trước P hệ số 5

2 vào trước O2 để cân bằng số nguyên

tử của các nguyên tố

2P + 5

2O2 P2O5

Bước 2: Quy đồng mẫu số chung là 2 sau đó khử mẫu, ta được:

4P + 5O2 2P2O5

Bước 3: Viết phương trình hoá học.

4P + 5O2  to 2P2O5

 Nhận xét chung về phương pháp:

- Vận dụng phương pháp này tương tự như phương pháp chẵn - lẻ, học sinh

sẽ áp dụng hiệu quả với các phương trình hoá học đơn giản

t o

  

t o

  

t o

  

t o

  

- Tuy nhiên, phương pháp này khó áp dụng đối với những phương trình phức tạp

 Phương pháp thứ ba:

Lập phương trình hoá học bằng phương pháp dùng bội số chung nhỏ nhất Nguyên tắc chung: Để lập phương trình hoá học theo phương pháp này ta

cần thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Xác định bội số chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tố đó

trong công thức hoá học

Bước 2: Lấy bội số chung nhỏ nhất lần lượt chia các chỉ số trong từng công

thức hoá học để được các hệ số Sau đó cân bằng các nguyên tố còn lại

Bước 3: Viết phương trình hoá học.

Chú ý: Thường bắt đầu từ nguyên tố nào có số nguyên tử nhiều và không

bằng nhau ở 2 vế phương trình.

Ví dụ : Lập phương trình của phản ứng hoá học có sơ đồ sau:

P + O2 P2O5

Bước 1: Nguyên tố O có số nguyên tử nhiều và không bằng nhau ở 2 vế.

- Ta chọn nguyên tố oxi để cân bằng trước: Bội số chung nhỏ nhất của hai chỉ số 2 và 5 là 10

- Ta lấy 10 : 2 = 5  đặt hệ số 5 trước công thức O2 ta được:

P + 5O2 2P2O5

- Tiếp theo, ta cân bằng P: Đặt hệ số 4 trước P, ta được:

4P + 5O2 2P2O5

Bước 3: Viết phương trình hoá học:

4P + 5O2 t 0

  2P2O5

 Nhận xét chung về phương pháp:

- Phương pháp này áp dụng hiệu quả với những phương trình hoá học đơn giản

t o

  

t o

  

t o

  

- Tuy nhiên, phương pháp này khó áp dụng đối với những phương trình phức tạp

Phương pháp thứ thứ tư:

Lập phương trình hoá học bằng phương pháp đại số Nguyên tắc chung: Để lập phương trình hoá học theo phương pháp này ta

cần thực hiện theo các bước sau:

Bước 1: Đặt hệ số cân bằng các chữ a, b, c, d,…đứng trước các chất

trong phản ứng.

Bước 2:

- Lập phương trình theo nguyên lý bảo toàn nguyên tố 2 vế.

- Chọn ẩn số bất kì = 1 Rồi giải nghiệm các ẩn số đó.

- Nhân nghiệm tìm được với một số thích hợp để các hệ số là số nguyên.

Bước 3: Viết phương trình hoá học.

Ví dụ : Lập phương trình hoá học của phản ứng theo sơ đồ sau:

Fe + O2 Fe2O3

Bước 1: Đặt hệ số a, b, c đứng trước các chất trong phản ứng:

aFe + bO2 cFe2O3

Bước 2: - Từng nguyên tố 2 vế bằng nhau:

Fe : a = 2c (1)

- Chọn c = 1 Từ (1)  a = 2; Từ (2)  b = 3

2

- Nhân tất cả các nghiệm với 2, ta được: a = 4; b = 3; c = 2

  2Fe2O3

Ví dụ 2: (PTHH phức tạp):

Lập phương trình hoá học của phản ứng:

KMnO4 + HCl    MnCl2 + KCl + Cl2 + H2O

Bước 1: Đặt hệ số a, b, c, d, e, f đứng trước các chất trong phản ứng:

t o

  

t o

  