Sử dụng bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho học sinh Trung học phổ thông

MỞ ĐẦU 1. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hóa học là một bộ môn khoa học có khối lượng lớn kiến thức cả về phương diện thực nghiệm lẫn lý thuyết. Trong thời buổi khoa học kĩ thuật phát triển cao như hiện nay thì việc nắm vững và hiểu rõ về phương pháp thực nghiệm cũng những kiến thức cơ bản của Hóa học có vai trò rất quan trọng đối với học sinh, sinh viên và cả giáo viên bộ môn Hóa. Trong đó, bài tập hóa học là một trong những phương tiện giúp học sinh rèn luyện được tư duy học hóa. Giải một bài toán hóa học bằng nhiều phương pháp khác nhau là một trong những nội dung quan trọng trong dạy học hóa học ở trường phổ thông. Phương pháp giáo dục ở nước ta hiện nay còn nhiều gò bó và hạn chế tầm suy nghĩ, sang tạo của học sinh. Đa số các em thường có tâm lý hài lòng với một cách giải nào đó, mà chưa nghĩ đến chuyện tìm cách giải hay nhất, giải quyết bài toán một cách nhanh nhất. Trong các cách giải, có những cách chỉ thiên về phương pháp giải nhanh trắc nghiệm, cũng có những cách thiên về thuần túy theo phương pháp tự luận, vậy nên có những cách giải rất ngắn nhưng cũng có cách giải rất dài. Tuy nhiên, dù một cách giải dài hay ngắn cũng thể hiện được sự tìm tòi, sáng tạo của học sinh, không nên quá lạm dụng phương pháp giải hướng theo hình thức trắc nhiệm mà quên đi bản chất phương pháp tự luận của bài toán. Do đó, giải bài toán hóa học bằng nhiều cách khác nhau giúp học sinh rèn luyện kĩ năng và tư duy học hóa, có khả năng nhìn nhận vấn đề theo nhiều hướng khác nhau, phát triển tư duy logic và vận dụng tối đa các kiến thức đã học. Ngoài ra, việc giải bài tập hóa học bằng nhiều cách giúp giáo viên trau dồi thêm kiến thức, kinh nghiệm giảng dạy của mình, đồng thời phát triển được nhiều bài tập mới và hay cho học sinh. Trên cơ sở đó, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ của mình trong việc phát triển phương pháp giảng dạy hóa học ở trường phổ thông, trong phạm vi một tiểu luận, chúng tôi chọn đề tài : "Sử dụng bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho học sinh Trung học phổ thông".

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CHỮ VIẾT TẮT

Bài tập hóa học

Bảo toàn điện tích

Bảo toàn khối lượng

Bảo toàn nguyên tố

Điều kiện tiêu chuẩn

Giáo viên

Học sinh

Năng lực tư duy

Phương pháp giảng dạy

Thí nghiệm

Trung học phổ thông

BTHHBTĐTBTKLBTNTĐKTCGVHSPPGDNLTDTNTHPT

MỞ ĐẦU

1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hóa học là một bộ môn khoa học có khối lượng lớn kiến thức cả về phươngdiện thực nghiệm lẫn lý thuyết Trong thời buổi khoa học kĩ thuật phát triển cao nhưhiện nay thì việc nắm vững và hiểu rõ về phương pháp thực nghiệm cũng những kiếnthức cơ bản của Hóa học có vai trò rất quan trọng đối với học sinh, sinh viên và cảgiáo viên bộ môn Hóa Trong đó, bài tập hóa học là một trong những phương tiện giúphọc sinh rèn luyện được tư duy học hóa

Giải một bài toán hóa học bằng nhiều phương pháp khác nhau là một trongnhững nội dung quan trọng trong dạy học hóa học ở trường phổ thông Phương phápgiáo dục ở nước ta hiện nay còn nhiều gò bó và hạn chế tầm suy nghĩ, sang tạo của họcsinh Đa số các em thường có tâm lý hài lòng với một cách giải nào đó, mà chưa nghĩđến chuyện tìm cách giải hay nhất, giải quyết bài toán một cách nhanh nhất

Trong các cách giải, có những cách chỉ thiên về phương pháp giải nhanh trắcnghiệm, cũng có những cách thiên về thuần túy theo phương pháp tự luận, vậy nên cónhững cách giải rất ngắn nhưng cũng có cách giải rất dài Tuy nhiên, dù một cách giảidài hay ngắn cũng thể hiện được sự tìm tòi, sáng tạo của học sinh, không nên quá lạmdụng phương pháp giải hướng theo hình thức trắc nhiệm mà quên đi bản chất phươngpháp tự luận của bài toán

Do đó, giải bài toán hóa học bằng nhiều cách khác nhau giúp học sinh rèn luyện

kĩ năng và tư duy học hóa, có khả năng nhìn nhận vấn đề theo nhiều hướng khác nhau,phát triển tư duy logic và vận dụng tối đa các kiến thức đã học

Ngoài ra, việc giải bài tập hóa học bằng nhiều cách giúp giáo viên trau dồi thêmkiến thức, kinh nghiệm giảng dạy của mình, đồng thời phát triển được nhiều bài tậpmới và hay cho học sinh Trên cơ sở đó, với mong muốn đóng góp một phần nhỏ củamình trong việc phát triển phương pháp giảng dạy hóa học ở trường phổ thông, trong

phạm vi một tiểu luận, chúng tôi chọn đề tài : "Sử dụng bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho học sinh Trung học phổ thông".

Hóa học là ngành đặc thù có sự kết hợp giữa lí thuyết và thực nghiệm, việc họctập các cơ sở lí thuyết phải luôn đi đôi với việc vận dụng vào việc giải bài tập mới nắmvững được kiến thức một cách sâu sắc nhất

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Sử dụng bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy và nâng cao kếtquả học tập môn Hóa học cho học sinh Trung học phổ thông, giúp học sinh nắm vững

và vận dụng hiệu quả các phương pháp giải bài tập Hóa học

3 KHÁCH THỂ VÀ ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU

- Khách thể nghiên cứu : quá trình dạy học hóa học ở trường THPT

- Đối tượng nghiên cứu :

+ Nghiên cứu các phương pháp giải bài tập Hóa học

+ Sử dụng bài tập hóa học có nhiều cách giải để rèn luyện tư duy cho họcsinh Trung học phổ thông

4 NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI

- Nghiên cứu cơ sở lý luận về tư duy, về phương pháp dạy học tích cực vàphương tiện dạy học

- Nghiên cứu, giới thiệu và phát triển các bài tập hóa học có nhiều cách giảitheo chương trình hóa học THPT

- Đề xuất phương pháp sử dụng các bài tập hóa học có nhiều cách giải một cách

có hiệu quả trong rèn luyện tư duy cho học sinh THPT

5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

- Nghiên cứu các tài liệu về lí luận dạy học hóa học

- Nghiên cứu các tài liệu tham khảo phục vụ cho dạy học hóa học ở các trườngTHPT

6 GIẢ THUYẾT KHOA HỌC

Nếu giáo viên sử dụng hệ thống bài tập có nhiều cách giải một cách hợp lý vàtích cực sẽ giúp cho học sinh mở rộng, đào sâu kiến thức và rèn luyện tư duy, như vậy

sẽ góp phần nâng cao chất lượng dạy học bộ môn Hóa học

Lê Xuân Thọ, TS Cao Cự Giác, PGS TS Đào Hữu Vinh và nhiều tác giả khác đềuquan tâm đến nội dung và phương pháp giải toán Tuy nhiên, việc nghiên cứu bàitoán hóa học có nhiều cách giải còn khá mới mẻ, chỉ một số ít tác giả nghiên cứu như :PGS TS Nguyễn Xuân Trường, TS Cao Cự Giác, Vũ Khắc Ngọc, Lê Phạm Thành

Xu hướng hiện nay của lý luận dạy học là đặc biệt chú trọng đến hoạt động vàvai trò của HS trong quá trình dạy học, đòi hỏi học sinh phải làm việc tích cực, tự lực

Đi theo hướng này có các công trình nghiên cứu sau :

- “Phát triển năng lực nhận thức và tư duy cho học sinh trung học phổ thông qua bài tập hóa học”, Luận án tiến sĩ của tác giả Lê Văn Dũng năm 2001.

- “Tuyển chọn và xây dựng hệ thống bài tập nhằm phát triển tư duy cho học sinh trong dạy học phần hóa học vô cơ lớp 12 nâng cao ở trường trung học phổ thông”, Luận văn Thạc sĩ của tác giả Võ Chánh Hoài, ĐHSP Huế, năm 2008.

- “ Phát triển tư duy cho học sinh qua hệ thống câu hỏi và bài tập hóa học các nguyên tố phi kim ở trường THPT”, Luận văn Thạc sĩ của tác giả Ngô Đức Thức,

ĐHSP Huế, năm 2002

Việc giải bài tập hóa học bằng nhiều cách, ngoài cách giải thông thường, đã biếtcũng là một biện pháp hữu hiệu, kích thích học sinh tìm tòi, làm việc một cách tíchcực, chủ động và sáng tạo

1.2 Hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy và học hóa học

1.2.1 Khái niệm nhận thức

Nhận thức là một trong ba mặt cơ bản của đời sống tâm lý con người (nhậnthức, tình cảm, ý chí) Nó là tiền đề của hai mặt kia và đồng thời có quan hệ chặt chẽvới chúng và các hiện tượng tâm lý khác Hoạt động nhận thức bao gồm nhiều quátrình khác nhau Có thể chia hoạt động nhận thức thành 2 giai đoạn lớn:

- Nhận thức cảm tính: Cảm giác và tri giác

- Nhận thức lý tính: Tư duy và tưởng tượng.

Hoạt động nhận thức của học sinh trong quá trình dạy và học hóa học cũng nằmtrong quy luật chung ấy

1.2.1.1 Nhận thức cảm tính

Nhận thức cảm tính là một quá trình tâm lý, là sự phản ánh những thuộc tính

bên ngoài của sự vật và hiện tượng thông qua tri giác của các giác quan

Cảm giác: là hình thức khởi đầu trong sự phát triển của hoạt động nhận thức, nó phản ánh từng thuộc tính riêng lẻ của sự vật và hiện tượng Tri giác: được hình thành và

phát triển trên cơ sở những cảm giác, nhưng tri giác không phải là những phép cộng đơn giảncủa cảm giác, tri giác phản ánh sự vật hiện tượng một cách trọn vẹn và theo cấu trúc nhất định

Cảm giác và tri giác có vai trò quan trọng trong quá trình nhận thức Nếu nhưcảm giác là hình thức nhận thức đầu tiên của con người thì tri giác là một điều kiệnquan trọng cho sự định hướng hành vi và hoạt động của con người trong môi trườngxung quanh Sự nhận thức cảm tính được thực hiện thông qua hình thức tri giác caonhất, có tính chủ động tích cực, có mục đích đó là sự quan sát, đó chính là sự phản ánh

sự vật, hiện tượng bằng nhận thức cảm tính

1.2.1.2 Nhận thức lí tính

Tưởng tượng là một quá trình tâm lí phản ánh những điểu chưa từng có trong

kinh nghiệm của cá nhân bằng cách xây dựng những hình ảnh mới trên cơ sở nhữngbiểu tượng đã có

Tư duy là một quá trình tâm lí phản ánh những thuộc tính bản chất, những mối

liên hệ bên trong có tính quy luật của sự vật, hiện tượng trong hiện thực khách quan

mà trước đó ta chưa biết

Một trong những đặc điểm quan trọng nhất của tư duy là tính “có vấn đề” Tưduy chỉ xuất hiện khi con người gặp và nhận thức được tình huống “có vấn đề” Tức làtình huống chứa đựng một mục đích, một vấn đề mới mà những hiểu biết cũ, hànhđộng cũ tuy còn cần thiết nhưng không đủ sức giải quyết Và muốn giải quyết vến đềmới đó, con người phải tư duy

1.2.2 Quá trình nhận thức

Quá trình nhận thức liên quan chặt chẽ với tư duy, năng lực nhận thức được xácđịnh là năng lực trí tuệ của con người Nó được biểu hiện dưới nhiều góc độ khác

nhau Các nhà tâm lý học xem trí tuệ là sự nhận thức của con người bao gồm nhiềunăng lực riêng rẽ và được xác định thông qua chỉ số I.Q.

Năng lực nhận thức được biểu hiện ở nhiều mặt cụ thể là:

- Mặt nhận thức: Như nhanh biết, nhanh hiểu, nhanh nhẹ, biết suy xét và tìm ra

các quy luật trong các hiện tượng một các nhanh chóng

-Về khả năng tưởng tượng: Óc tưởng tượng phong phú, hình dung ra được

những hình ảnh và nội dung theo đúng điều người khác mô tả

- Qua hành động: Sự nhanh trí, tháo vát, linh hoạt, sáng tạo.

- Qua phẩm chất: Óc tò mò, lòng say mê, hứng thú làm việc

1.2.3 Sự phát triển năng lực nhận thức cho học sinh

Việc phát triển năng lực nhận thức thực chất là hình thành và phát triển nănglực suy nghĩ linh hoạt, sáng tạo mà bước đầu là giải các bài toán nhận thức, vận dụngvào bài toán thực tiễn, trong hành động một cách chủ động và độc lập ở các mức độkhác nhau

Hình thành và phát triển năng lực nhận thức được thực hiện thường xuyên, liêntục, có hệ thống, điều này đặc biệt quan trọng đối với HS

Hình thành và phát triển năng lực nhận thức được thực hiện từ việc rèn luyệnnăng lực quan sát, phát triển trí nhớ và tưởng tượng, trau rồi ngôn ngữ, nắm vững kiếnthức, kĩ năng, kĩ xảo, phương pháp nhận thức và phẩm chất nhân cách Những yếu tốnày ảnh hưởng đến năng lực nhận thức

Để phát triển năng lực nhận thức cho học sinh cần đảm bảo các yếu tố sau:

- Vốn di truyền về tư chất tối thiểu cho HS

- Vốn kiến thức tích luỹ phải đầy đủ và có hệ thống

- Phương pháp dạy và phương pháp học phải thực sự khoa học

- Chú ý đến đặc điểm lứa tuổi và sự đảm bảo về vật chất và tinh thần

Trong quá trình tổ chức học tập ta cấn chú ý đến các hướng cơ bản sau:

- Sử dụng phương pháp dạy học mang tính chất nghiên cứu, kích thích đượchoạt động nhận thức, rèn luyện tư duy độc lập sáng tạo

- Hình thành và phát triển ở HS năng lực giải quyết vấn đề tăng cường tính độclập trong hoạt động Người GV cần dạy cho HS biết cách lập kế hoạch làm việc, phântích các yêu cầu của nhiệm vụ học tập và đề ra các phương pháp giải quyết vấn đề mộtcác hợp lý, sáng tạo

- Cần chú ý tổ chức các hoạt động tập thể trong dạy học Trong các hoạt độngnày mỗi HS thể hiện cách nhìn nhận, giải quyết vấn đề của mình và nhận xét, đánh giáđược cách giải quyết của bạn Điều đó sẽ thúc đẩy sự mở rộng và phát triển tư duy, cácquan hệ xã hội, tình bạn bè, trách nhiệm của mình đối với tập thể

Như vậy năng lực nhận thức liên quan trực tiếp với tư duy Năng lực nhận thức,năng lực trí tuệ được phát triển khi tư duy phát triển

1.3 Phát triển vấn đề năng lực tư duy

Nét nổi bật của tư duy là tính "có vấn đề " tức trong hoàn cảnh có vấn đề tư duy

được nảy sinh

Tư duy là mức độ lý tính nhưng có quan hệ chặt chẽ với nhận thức cảm tính Nó

có khả năng phản ánh những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng

Như vậy, tư duy là khâu cơ bản của quá trình nhận thức Nắm bắt được quátrình đó, GV sẽ hướng dẫn HS tư duy khoa học trong suốt quá trình học tập

1.3.2 Những phẩm chất của tư duy

Sự phát triển tư duy nói chung được đặc trưng bởi sự tích luỹ các thao tác tưduy thành thạo vững chắc của con người

Những phẩm chất cơ bản của tư duy là:

- Tính định hướng: thể hiện ở ý thức được nhanh chóng và chính xác đối tượng

cần lĩnh hội, mục đích phải đạt được và con đường tối ưu để đạt được mục đích đó

- Bề rộng: có khả năng vận dụng nghiên cứu các đối tượng khác

- Độ sâu: nắm vững ngày càng sâu sắc bản chất của các sự vật hiện tượng.

- Tính linh hoạt: nhạy bén trong việc vận dụng những tri thức và cách thức hành

động vào những tình huống khác nhau một cách sáng tạo

- Tính mềm dẻo: thể hiện hoạt động tư duy được tiến hành theo các hướng xuôi

- Tính độc lập: thể hiện ở chỗ tự mình phát hiện ra vấn đề, đề xuất cách giải

quyết và tự giải quyết được vấn đề

- Tính khái quát: khi giải quyết một loạt vấn đề nào đó sẽ đưa ra được mô hình

khái quát, trên cơ sở đó có thể vận dụng để giải quyết các vấn đề tương tự cùng loại

1.3.3 Rèn luyện thao tác tư duy

Tư duy là mức độ cao nhất của nhận thức, nó phản ánh những thuộc tính bản chất của sự vật hiện tượng Vì vậy trong quá trình học tập cần phải coi trọng phát triển

tư duy cho HS thông qua việc rèn luyện các thao tác tư duy Các thao tác cơ bản của tưduy gồm :

1.3.3.1 Phân tích tổng hợp

Tổng hợp : là quá trình dùng trí óc để hợp nhất các “bộ phận”, những thuộc

tính, những thành phần đã được tách ra nhờ phân tích thành một chỉnh thể

Phân tích : là quá trình dùng trí óc để phân tích đối tượng nhận thức thành

những “bộ phận”, những thuộc tính, những mối liên hệ và quan hệ giữa chúng để nhậnthức đối tượng sâu sắc hơn, trọn vẹn hơn

Ví dụ : khi dạy bài về chất (sau lí thuyết chủ đạo), để hiểu sâu sắc về tính chấtcủa một chất bất kỳ, cần hướng dẫn HS viết và phân tích công thức cấu tạo của chất đórồi rút ra các kết luận cần thiết (tổng hợp) Cụ thể đối với bài axit nitric :

O

+5 +1

ThÓ hiÖn tÝnh axit ThÓ hiÖn tÝnh oxi ho¸ m¹nh

Từ đó có thể thấy rằng, phân tích và tổng hợp có mối quan hệ mật thiết với nhau,

bổ sung cho nhau tạo thành một thể thống nhất không tách rời Phân tích là cơ sở của tổnghợp, tổng hợp diễn ra trên cơ sở của phân tích

1.3.3.2 So sánh

Là sự xác định những điểm giống nhau và khác nhau của sự vật, hiện tượng vànhững khái niệm phản ánh chúng

Thao tác so sánh phải kèm theo sự phân tích và tổng hợp Như vậy so sánh khôngnhững phân biệt và chính xác hóa khái niệm mà còn giúp hệ thống hoá chúng lại.

Trong giảng dạy hóa học thường dùng hai cách so sánh: So sánh tuần tự và sosánh đối chiếu

* So sánh tuần tự

Là so sánh trong đó nghiên cứu xong từng đối tượng rồi so sánh với nhau

Ví dụ: So sánh các hiđrocacbon với nhau: ankan, anken, ankin

* So sánh đối chiếu

Nghiên cứu hai đối tượng cùng một lúc hoặc khi nghiên cứu đối tượng thứ haingười ta phân tích thành từng bộ phận rồi đối chiếu với từng bộ phận của đối tượngthứ nhất

Ví dụ: So sánh axit và bazơ, kim loại và phi kim …

1.3.3.3 Trừu tượng hóa, khái quát hóa

Trừu tượng hóa là quá trình con người dùng trí óc gạt bỏ những mối liên hệ, quan

hệ thứ yếu của sự vật, hiện tượng và chỉ giữ lại những yếu tố cần thiết cho tư duy

Khái quát hóa là quá trình dùng trí óc để bao quát nhiều đối tượng khác nhau thànhmột nhóm, một loại theo những thuộc tính, những mối quan hệ nhất định Những thuộctính chung này bao gồm hai loại : những thuộc tính giống nhau và những thuộc tính bảnchất

Ví dụ : phân loại phản ứng hóa học theo tiêu chí “có sự thay đổi số oxi hóa” (kháiquát hóa) cần hướng dẫn HS gạt bỏ (trừu tượng hóa) các dấu hiệu không bản chất như : sốchất tham gia phản ứng, số chất tạo thành, có sự cho – nhận proton…

Qua đó để thấy rằng, trừu tượng hóa và khái quát hóa có mối quan hệ mật thiết vớinhau, chi phối và bổ sung cho nhau, giống như mối quan hệ giữa phân tích và tổng hợpnhưng ở mức độ cao hơn

1.3.4 Những hình thức cơ bản của tư duy

1.3.4.1 Khái niệm

Khái niệm phản ánh những thuộc tính chung, bản chất của sự vật - hiện tượng,quá trình hiện thực Là kết quả của sự tổng hợp, khái quát biện chứng các tài liệu kinhnghiệm, các khái niệm được hình thành từ trong quá trình lâu dài của con người nhậnthức thế giới và cải tạo thế giới

Khái niệm nào cũng có nội hàm và ngoại diên Nội hàm là những thuộc tínhchung, bản chất, đặc trưng cho các sự vật, hiện tượng, quá trình mà khái niệm phảnánh Ngoại diên là toàn bộ những sự vật hay hiện tượng có chung cái thuộc tính bảnchất làm thành nội hàm khái niệm

Ví dụ: “axit là chất có khả năng cho proton” thì  

4

3 , NH HCO là ngoại diêncủa khái niệm “axit”

1.3.4.2 Phán đoán

Phán đoán phản ánh những mối liên hệ giữa các sự vật – hiện tượng và quátrình hiện thực Trong phán đoán bao giờ cũng thể hiện một ý nghĩa nhằm khẳng địnhhay phủ định hiện thực Phán đoán có tính đúng hoặc sai tuỳ thuộc vào điều khẳngđịnh hay phủ định có thực hay không có thực ở đối tượng được phán đoán

Nếu khái niệm được biểu diễn bằng một từ hay một cụm từ riêng biệt thì phánđoán được biểu diễn dưới dạng một mệnh đề, gồm ba phần: chủ từ (khái niệm về đốitượng nhận thức); tân từ (khái niệm về đặc tính của chủ từ); hệ từ (phản ánh mối liên

* Suy lí diễn dịch: là suy lý đi từ nguyên lý chung, phổ biến đến trường hợp riêng lẻ, cá biệt.

* Suy lí quy nạp: là suy lí ngược lại của suy lí diễn dịch (nhưng hai loại suy lí này gắn

bó mật thiết với nhau)

* Loại suy: là suy lí đi từ một số thuộc tính giống nhau của hai đối tượng để rút ra kết

luận về những thuộc tính giống nhau khác của hai đối tượng đó

Ví dụ: trong chương halogen, học sinh chỉ cần nghiên cứu kỹ về clo, còn cáchalogen khác học sinh biết nhờ phép loại suy

1.3.5 Tư duy hóa học

Với tư duy toán học thì 1 + 2 = 3

Nhưng với tư duy hóa học thì A + B không phải là phép cộng thuần túy củatoán học, mà là xảy ra sự biến đổi nội tại của các chất để tạo thành chất mới, theonhững nguyên lí, quy luật, những mối quan hệ định tính và định lượng của hóa học.

- Cơ sở của tư duy hóa học là sự liên hệ quá trình phản ứng sự tương tác giữacác tiểu phân vô cùng nhỏ bé của thế giới vi mô (nguyên tử, phân tử, ion, electron, )

- Đặc điểm của quá trình tư duy hóa học là sự phối hợp chặt chẽ, thống nhấtgiữa những hiện tượng cụ thể quan sát được với những hiện tượng cụ thể không quansát được, ngay cả khi dùng kính hiển vi điện tử, mà chỉ dùng kí hiệu, công thức để biểudiễn mối liên hệ bản chất của các hiện tượng nghiên cứu

Vậy bồi dưỡng phương pháp và năng lực tư duy hóa học là bồi dưỡng cho HSbiết vận dụng thành thạo các thao tác tư duy và phương pháp logic, dựa vào những dấuhiệu quan sát được mà phán đoán về tính chất và sự biến đổi nội tại của chất, của quátrình

Như vậy cũng giống như tư duy khoa học tự nhiên, toán học và vật lí, tư duyhóa học cũng sử dụng các thao tác tư duy vào quá trình nhận thức thực tiễn và tuântheo quy luật chung của quá trình nhận thức

Hóa học - bộ môn khoa học lí thuyết và thực nghiệm có lập luận, trên cơ sởnhững kỹ năng quan sát các hiện tượng hóa học, phân tích các yếu tố cấu thành và ảnhhưởng, thiết lập những sự phụ thuộc xác định để tìm ra những mối liên hệ giữa cácmặt định tính và định lượng, quan hệ nhân quả của các hiện tượng và quá trình hóahọc, xây dựng nên các nguyên lí, quy luật, định luật, rồi trở lại vận dụng để nghiên cứunhững vấn đề của thực tiễn

1.3.6 Hình thành và phát triển tư duy hóa học cho học sinh

Việc phát triển tư duy cho HS trước hết là giúp cho HS nắm vững kiến thức, biếtvận dụng kiến thức vào việc giải bài tập và thực hành qua đó mà kiến thức HS thu nhậnđược trở nên vững chắc và sinh động hơn HS chỉ thực sự lĩnh hội được tri thức khi tưduy của họ được phát triển và nhờ sự hướng dẫn của GV mà HS biết phân tích, kháiquát tài liệu có nội dung sự kiện cụ thể và rút ra những kết luận cần thiết

Tư duy càng phát triển thì càng có nhiều khả năng lĩnh hội tri thức một cáchnhanh chóng, sâu sắc và khả năng vận dụng tri thức càng linh hoạt, có hiệu quả hơn.Như vậy sự phát triển tư duy của HS được diễn ra trong quá trình tiếp thu và vận dụng

có PP chuẩn bị lâu dài cho HS hoạt động sáng tạo sau này Do đó hoạt động giảng dạy

HH cần phải tập luyện cho HS khả năng tư duy sáng tạo qua các khâu của quá trìnhdạy học Từ hoạt động dạy học trên lớp thông qua hệ thống câu hỏi, bài tập mà GVđiều khiển hoạt động nhận thức của HS để giải quyết các vấn đề học tập được đưa ra

HS tham gia vào vấn đề này một cách tích cực sẽ nắm được cả kiến thức và PP nhậnthức đồng thời các thao tác tư duy cũng được rèn luyện

Dấu hiệu đánh giá tư duy phát triển:

- Có khả năng tự lực chuyển các tri thức, kĩ năng sang một tình huống mới:Trong quá trình học tập, HS đều phải giải quyết những vấn đề đòi hỏi liên tưởng đếnnhững kiến thức đã học trước đó Nếu HS độc lập chuyển tải tri thức vào tình huốngmới thì chứng tỏ đã có biểu hiện tư duy phát triển

- Tái hiện nhanh chóng các kiến thức, các mối quan hệ cần thiết để giải quyếtbài toán nào đó Thiết lập nhanh chóng các mối quan hệ bản chất giữa các sự vật hiệntượng

- Có khả năng phát hiện cái chung của các hiện tượng khác nhau, sự khác nhaugiữa các hiện tượng tương tự

- Có năng lực áp dụng kiến thức vào thực tế Đây là kết quả phát triển tổng hợpcủa sự phát triển tư duy Để có thể giải quyết tốt các bài toán đòi hỏi HS phải có sựđịnh hướng tốt, biết phân tích, suy đoán và vận dụng các thao tác tư duy để tìm cách ápdụng thích hợp, cuối cùng là tổ chức thực hiện một cách có hiệu quả

1.4 Đổi mới phương pháp dạy học

Định hướng đổi mới PPDH đã được nêu trong các Nghị quyết của Đảng và

Luật Giáo dục Luật Giáo dục, năm 2005 đã chỉ rõ “Phương pháp giáo dục phổ thông ph̫ải phát huy tính tích cực , tự giác , chủ động , sáng tạo của học sinh; phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, môn học; bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú học tập cho học sinh”.

- Đổi mới phương pháp là một quá trình liên tục phát huy, kế thừa những tinhhoa của giáo dục truyền thống và tiếp thu có chọn lọc những phương pháp hiện đạitrên thế giới

- Cần khuyến khích sự phong phú đa dạng của các phương pháp cũng như là sựphong phú đa dạng của các ý tưởng

- Trọng tâm của việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay là hướng vàongười học

- Cái đích cuối cùng của việc đổi mới phương pháp là nâng cao hiệu quả, cácquá trình dạy học

- Học là hiểu, ghi nhớ, liên hệ, áp dụng Người sinh viên, học sinh giỏi là ngườisinh viên, học sinh có tư duy tốt chứ không phải người sinh viên, học sinh chỉ biết họcthuộc bài

- Người giáo viên giỏi không phải là cho sinh viên, học sinh biết nhiều kiếnthức mà là dạy cho sinh viên, học sinh biết cách tư duy, biết cách sử dụng những kiếnthức vào những tình huống mới, vào đời sống thực tế

- Giáo viên chỉ dạy tốt khi có sự đồng cảm với sinh viên, học sinh

- Những điều kiện để sinh viên, học sinh học tập có hiệu quả là sức khỏe, vốnkiến thức, khả năng ghi nhớ, khả năng tư duy sáng tạo, phương pháp học tập, điều kiện

cơ sở vật chất phục vụ cho học tập, có thầy giỏi

Hiện nay, chúng ta đang thực hiện đổi mới chương trình và SGK phổ thông màtrọng tâm là đổi mới PPDH Chỉ có đổi mới căn bản PP dạy và học thì mới có thể tạođược sự đổi mới thực sự trong giáo dục, mới có thể đào tạo lớp người năng động, sángtạo

1.5 Bài tập hoá học

1.5.1 Khái niệm

Theo nghĩa chung nhất, thuật ngữ “bài tập” (tiếng Anh) là “Exercise”, tiếngPháp là “Exercice” và tiếng Nga là “Uprêjnêniê” dùng để chỉ một hoạt động nhằm rènluyện thể chất và tinh thần (trí tuệ) Theo từ điển Tiếng Việt, bài tập là bài giao cho HSlàm để vận dụng kiến thức đã học, còn bài toán là vấn đề cần giải quyết bằng phươngpháp khoa học

Theo các nhà lý luận dạy học Liên Xô (cũ), bài tập bao gồm cả câu hỏi và bàitoán, mà trong khi hoàn thành chúng HS nắm được hay hoàn thiện một tri thức hoặcmột kỹ năng nào đó, bằng cách trả lời vấn đáp, trả lời viết hoặc có kèm theo thựcnghiệm Hiện nay, ở nước ta, thuật ngữ “bài tập” được dùng theo quan niệm này

BTHH là một vấn đề không lớn mà trong trường hợp tổng quát được giải quyếtnhờ những suy luận logic, những phép toán và những thí nghiệm trên cơ sở các khái

1.5.2 Phân loại bài tập hóa học

1.5.2.1 Cơ sở phân loại

Có nhiều cơ sở để phân loại BTHH Có thể dựa vào các cơ sở sau:

- Dựa vào hình thái hoạt động của học sinh khi giải bài tập: BT lí thuyết và BTthực nghiệm

- Dựa vào tính chất của BT: BT định tính và BT định lượng

- Dựa vào kiểu bài hoặc dạng bài: BT xác định công thức phân tử, tính thànhphần phần trăm, nhận biết, tách chất,

- Dựa vào nội dung: BT nồng độ, điện phân, áp suất, …

- Dựa vào chức năng: BT kiểm tra sự hiểu và nhớ, BT đánh giá các khả năng vẽ

sơ đồ, tìm tài liệu, bài tập rèn luyện tư duy khoa học (phân tích, tổng hợp, quy nạp,diễn dịch, …)

- Dựa vào khối lượng kiến thức hay mức độ đơn giản, phức tạp của BT: BT cơbản, BT tổng hợp

- Dựa vào hình thức kiểm tra, đánh giá : BT tự luận, BT trắc nghiệm

Tuy nhiên các cách phân loại trên không có danh giới rõ rệt, có những bài tậptrong đó vừa có chứa nội dung phong phú, vừa có tính chất đặc trưng nổi bật, vừa cóthuật toán riêng Với những bài như vậy có thể dùng để ôn luyện, củng cố sau khi đãphân từng dạng nhỏ Theo tác giả thì sự phân loại BTHH phải dựa vào 3 cơ sở chínhnhư sau: dựa vào nội dung cụ thể của bài tập đó, dựa trên cơ sở tính đặc thù của vấn đềcần nghiên cứu và dựa vào mục đích dạy học

TỔNG QUÁT VỀ BÀI TẬP HÓA HỌC

KN

NCTL mới

BTHH

- BTĐG: Bài tập đơn giản - NCTLM : Nghiên cứu tài liệu mới

- BTNC: Bài tập nghiên cứu - HTKTKN: Hoàn thiện kiến thức kĩ năng

- BTĐT: Bài tập định tính - KTĐG : Kiểm tra đánh giá

1.5.2.2 Phân loại chi tiết bài tập hóa học ở trường phổ thông

- Bài tập lí thuyết, định tính bao gồm:

+ Viết công thức electron, công thức cấu tạo, đồng phân, …

+ Viết phương trình phản ứng biểu diễn dãy biến hóa của các chất

+ Bài tập bằng hình vẽ

+ Nhận biết hay phân biệt các chất

+ Tách các chất ra khỏi hỗn hợp

+ Điều chế một chất

+ Xác định cấu tạo của một chất dựa vào tính chất của nó

+ Trình bày tính chất hóa học của một chất

+ Trình bày các định luật, học thuyết, các khái niệm hóa học cơ bản

- Bài tập lí thuyết định lượng hay bài tập tính toán:

+ Tính khối lượng phân tử của một chất

+ Tính theo công thức hóa học : tính tỉ lệ khối lượng giữa các nguyên tố, tínhphần trăm khối lượng các nguyên tố trong hợp chất, tính khối lượng nguyên tử của mộtnguyên tố, …

+ Tính theo phương trình hóa học

+ Hoàn thành các phương trình phản ứng hạt nhân, tính chu kỳ bán hủy,…+ Tính lượng chất tan và lượng dung môi để pha chế một dung dịch

+ Xác định nguyên tố hóa học

+ Xác định công thức phân tử của hợp chất

+ Tính thành phần phần trăm về khối lượng hoặc thể tích của hỗn hợp

+ Tính tốc độ phản ứng hóa học

+ Tính độ điện li; hằng số axit, bazơ

1.5.3 Tác dụng của bài tập hóa học

BTHH là một trong những phương tiện hiệu nghiệm cơ bản nhất để dạy họcsinh tập vận dụng các kiến thức đã học vào thực tế cuộc sống, sản xuất và tập nghiêncứu khoa học, biến những kiến thức đã tiếp thu được qua bài giảng thành kiến thức của

nhận định “Kiến thức sẽ được nắm vững thực sự, nếu HS có thể vận dụng thành thạochúng vào việc hoàn thành những bài tập lý thuyết và thực hành”

- BTHH có tác dụng giúp cho học sinh tư duy logic, tư duy sáng tạo và năng lựcgiải quyết vấn đề được nâng cao

- BTHH góp phần làm củng cố kiến thức đã học một cách thường xuyên và hệthống kiến thức một cách có hiệu quả

- BTHH thúc đẩy thường xuyên sự rèn luyện các kỹ năng, kỹ xảo cần thiết vềhóa học

- BTHH tạo điều kiện cho học sinh phát triển năng lực tư duy Khi giải BTHH,học sinh phải sử dụng các thao tác tư duy như: Phân tích, tổng hợp, so sánh, khái quáthóa, hệ thống hóa, suy luận

1.5.3.2 Tác dụng đức dục

- Qua việc giải BTHH giúp học sinh rèn luyện được các phẩm chất nhân cách:tính kiên nhẫn, trung thực, tính khoa học và tính độc lập, sáng tạo khi sử lí các tìnhhuống bài tập

- Với việc tự giải các bài tập, còn rèn luyện cho học sinh tinh thần kỹ luật, tính

tự kiềm chế, tính kiên trì dũng cảm khắc phục khó khăn , có tính chính xác khoa học,kích thích hứng thú bộ môn hóa học nói riêng và học tập nói chung

1.5.3.3 Tác dụng giáo dục kỹ thuật tổng hợp

- Các BTHH có nội dung về nhũng vấn đề kỹ thuật hóa học, công nghệ hóa học,sản xuất hóa học, thưc tiễn hóa học, sẽ lôi cuốn học sinh suy nghĩ về hóa học, làmhọc sinh ngày càng say mê và yêu thích hóa học

Nhưng bản thân một BTHH chưa có tác dụng gì cả: không phải một BTHH

“hay” thì luôn có tác dụng tích cực! Vấn đề phụ thuộc chủ yếu là “ người sử dụng nó” Làm thế nào phải biết trao đúng đối tượng, phải biết cách khai thác triệt để mọi khía

cạnh của bài toán, để HS tự mình tìm ra cách giải, lúc đó BTHH mới thật sự có ý nghĩa.

1.5.4 Quan hệ giữa bài tập hóa học với việc phát triển năng lực tư duy của học sinh

Trong học tập hóa học, một trong những hoạt động chủ yếu để phát triển tư duycho HS là hoạt động giải bài tập Vì vậy GV cần phải tạo điều kiện để thông qua hoạtđộng này thì NLTD được phát triển, HS sẽ có những phẩm chất tư duy mới, thể hiện ở:

- Năng lực phát hiện vấn đề mới

- Tìm ra hướng mới

- Tạo ra kết quả học tập mới

Để có được những kết quả trên, người GV cần ý thức được mục đích của việc giảiBTHH, không phải chỉ tìm ra đáp số đúng mà còn là phương tiện khá hiệu quả để rènluyện tư duy hóa học cho HS BTHH phong phú đa dạng, để giải được BTHH cần phảivận dụng nhiều kiến thức cơ bản, sử dụng các thao tác tư duy so sánh, phân tích, tổng hợp,khái quát hóa, trìu tượng hóa,…Qua đó HS thường xuyên được rèn luyện ý thức tự giáctrong học tập, nâng cao khả năng hiểu biết của bản thân

Thông qua hoạt động giải bài tập sẽ giúp cho tư duy được rèn luyện và pháttriển thường xuyên, đúng hướng, thấy được giá trị lao động, nâng khả năng hiểu biếtthế giới của HS lên một tầm cao mới, góp phần cho quá trình hình thành nhân cáchtoàn diện của HS

1.5.5 Người học sinh phải làm gì để học giỏi môn hóa học

Theo tài liệu của UNESCO, cho đến những năm 60 chương trình giảng dạy cácmôn khoa học vẫn tập trung vào giới thiệu hệ thống khái niệm, định luật học thuyết củatừng môn học Những năm 70, thế giới gắn việc giảng dạy khoa học với công nghệ vàthực tiễn cuộc sống của toàn xã hội Từ những năm 80 trở lại đây, nổi bật lên định hướng

là việc giảng dạy khoa học phải đảm bảo cho HS phát triển thành công dân có trách nhiệm

và hành động có hiệu quả Như vậy mục đích của học tập đã phát triển từ học để hiểu đếnhọc để hành rồi đến học để thành người, một con người tự chủ, năng động và sáng tạo.Muốn đạt được điều này, mỗi HS phải tự xác định được mục đích yêu cầu của việc họctập, từ đó đề ra những biện pháp thích hợp nhằm phát huy năng lực nhận thức của chínhmình

Muốn học tốt môn hóa học nói riêng và các môn học khác nói chung, mỗi cánhân cần phải rèn luyện để đạt được những yêu cầu sau:

- Trước hết: Cần có sự nỗ lực cố gắng của bản thân, tinh thần ý thức học tập tựgiác, tích cực, có ý thức học hỏi để hoàn thiện kiến thức

- Thứ hai: Phải có bề dày kiến thức hóa học và xắp xếp một cách có hệ thống,biết vận dụng kiến thức một cách linh hoạt, sáng tạo trong mọi tình huống có vấn đề

- Thứ ba: Thường xuyên rèn các thao tác tư duy và năng lực độc lập suy nghĩthông qua từng bài giảng, rèn luyện năng lực lập luận đúng đắn, phải sử dụng ngônngữ hóa học chính xác rõ ràng

- Thứ tư: Có năng lực lao động sáng tạo, thì ngay từ đầu phải tập luyện từng “sángtạo” nhỏ thông qua các câu hỏi, bài toán và “vấn đề” học tập thực tiễn, chứ không phải chi

bổ sung tri thức mới vào trí nhớ của mình

- Thứ năm: Phải có hứng thú học tập bộ môn, người HS phải có ý thức được lợiích lao động học tập và động cơ hoạt động học tập của mình

- Thứ sáu: Có năng lực giải quyết vấn đề, nhất là khi có tình huống phức tạp,học sinh được đặt vào vị chí chủ thể hoạt động nhận thức thông qua hoạt động tự lực,

tự giác, tích cực của bản thân mà chiếm lĩnh kiến thức, phát triển năng lực sáng tạo vàhình thành quan điểm, đạo đức

1.5.6 Tình hình sử dụng bài toán hóa học có nhiều cách giải để phát triển năng lực tư duy cho học sinh hiện nay

Qua tìm hiểu, điều tra chúng tôi thấy rằng: Đa số GV đã chú ý đến việc sử dụngbài tập trong quá trình giảng dạy nói chung tuy nhiên việc sử dụng bài tập trong quátrình dạy học hóa học còn có những hạn chế phổ biến sau đây:

- Việc xác định mục đích cần đạt cho bài tập nhiều khi chỉ dừng lại ở bản thânlời giải của bài tập mà chưa có được mục tiêu nhận thức, phát triển tư duy cho HS

- Chưa chú trọng khuyến khích HS tìm lời giải thông minh, sáng tạo cho bàitoán mà bằng lòng với một cách giải đã biết

Thực tiễn cho thấy bài tập hóa học không chỉ có tác dụng ôn tập, củng cố kiếnthức đã học mà còn có tác dụng để phát triển kiến thức, phát triển năng lực tư duy vàrèn trí thông minh cho HS Tuy nhiên, việc sử dụng bài tập hóa học như là một phươngpháp dạy học hiệu nghiệm thì chưa được chú ý đúng mức

Giáo viên và học sinh đều quan tâm đến kết quả của bài toán nhiều hơn quátrình giải toán Tất nhiên, trong quá trình giải các thao tác tư duy được vận dụng, các

kĩ năng suy luận, kĩ năng tính toán, kĩ năng viết và cân bằng phương trình phản ứngđược rèn luyện Thế nhưng, nếu chú ý rèn tư duy cho HS trong quá trình giải thì việcgiải để đi đến đáp số của các bài toán sẽ đơn giản hơn rất nhiều

Đối với cách dạy thông thường thì chỉ cần tổ chức cho HS hoạt động tìm ra đáp

số của bài toán Để phát triển tư duy và rèn trí thông minh cho HS thì làm như thế làchưa đủ, thông qua hoạt động giải bài toán hoá học luôn khuyến khích HS tìm nhiềucách giải cho một bài tập, chọn cách giải hay nhất, ngắn gọn nhất

Khi giải bài toán, cần tổ chức cho mọi đối tượng HS cùng tham gia tranh luận.Khi nói lên được một ý hay, giải bài toán đúng, với phương pháp hay sẽ tạo ra cho HSniềm vui, một sự hưng phấn cao độ, kích thích tư duy, nỗ lực suy nghĩ tìm ra cách giảihay hơn thế nữa

3 Bài tập hóa học: Khái niệm, ý nghĩa và tác dụng của bài tập hóa học, quan hệgiữa bài tập hóa học với việc phát triển năng lực tư duy của học sinh

4 Tình hình sử dụng bài toán hóa học có nhiều cách giải để phát triển năng lực

tư duy cho HS hiện nay

CHƯƠNG 2 CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐƯỢC DÙNG ĐỂ GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC

2.1 Phương pháp bảo toàn khối lượng (BTKL)

Nguyên tắc chung của phương pháp là dựa vào định luật cùng tên : định luậtbảo toàn khối lượng hay định luật Lomonosov-Lavoisier, là một định luật cơ bản trong

lĩnh vực hóa học, được phát biểu như sau: "Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng sản phẩm tạo thành".

- Hệ quả 3 : Khối lượng của các nguyên tố trong một phản ứng được bảo toàn

2.2 Phương pháp tăng giảm khối lượng

- Mọi sự biến đổi hóa học, (được mô tả bằng phương trình phản ứng) đều có

liên quan đến sự tăng hoặc giảm khối lượng các chất

- Dựa vào sự tăng hoặc giảm khối lượng khi chuyển 1 mol chất X thành 1 haynhiều mol chất Y (có thể bỏ qua các giai đoạn trung gian), ta dễ dàng tính được số molcủa các chất và ngược lại, từ số mol hoặc quan hệ về số mol của các chất mà ta sẽ biếtđược sự tăng hay giảm khối lượng của các chất X, Y

- Mấu chốt của phương pháp là :

+ Xác định đúng mối liên hệ tỉ lệ giữa chất đã biết (chất X) với chất cần xácđịnh (chất Y) (ở đây có thể không nhất thiết phải viết phương trình phản ứng mà chỉcần lập sơ đồ chuyển hóa giữa 2 chất này và dựa vào định luật BTNT để xác định tỉ lệgiữa chúng)

+ Xem xét khi chuyển từ chất X thành Y (hoặc ngược lại), thì khối lượng tănglên hay giảm đi theo tỉ lệ phản ứng đề bài đã cho

+ Sau cùng, dựa vào quy tắc tam suất, lập phương trình toán học để giải

2.3 Phương pháp bảo toàn nguyên tố

Nguyên tắc chung của phương pháp là dựa vào định luật bảo toàn nguyên tố :

"Trong các phản ứng hóa học thông thường, các nguyên tố luôn được bảo toàn"

Điều này có nghĩa là : "Tổng số mol nguyên tử của một nguyên tố X bất kỳ trước và sau phản ứng là luôn bằng nhau" Điểm mấu chốt của phương pháp là phải

xác định được đúng các hợp phần có chứa nguyên tố X ở trước và sau phản ứng, ápdụng định luật BTNT với X để rút ra mối quan hệ giữa các hợp phần   kết luận cầnthiết

Ví dụ : Cho sơ đồ bài toán sau :

 CuO

O Cu Cu

2.4 Phương pháp bảo toàn điện tích

- Định luật bảo toàn điện tích được áp dụng trong các trường hợp nguyên tử,phân tử và dung dịch trung hoà điện

- Trong một dung dịch tổng số mol điện tích dương phải bằng tổng số mol điệntích âm

2.5 Phương pháp bảo toàn electron

- Nội dung: “Trong phản ứng oxi hóa - khử, số mol electron mà chất khửnhường bằng số mol electron mà chất oxi hóa nhận” Sử dụng cho các bài toán có phảnứng oxi hoá - khử, đặc biệt là các bài toàn có nhiều chất oxi hóa và chất khử

Đây là một trong một số phương pháp hiện đại nhất cho phép giải nhanh chóng

và đơn giản nhiều bài toán hóa học và hỗn hợp các chất rắn, lỏng cũng như khí

Nguyên tắc : đối với một hỗn hợp chất bất kì, ta có thể dùng một đại lượngtương đương, thay thế cho cả hỗn hợp, là đại lượng trung bình (ví dụ như khối lượng

mol trung bình, số nguyên tử trung bình, số nhóm chức trung bình, số liên kết pi trungbình ) được biểu diễn qua biểu thức :

n

i i

i l

n i

i l

X nx

2.7 Phương pháp quy đổi

Phương pháp quy đổi là một phương pháp biến đổi hóa học nhằm đưa bài toán

ban đầu là một hỗn hợp phức tạp về dạng đơn giản hơn, qua đó làm cho các phép tínhtrở nên dễ dàng, thuận tiện

Phương pháp quy đổi bao gồm các dạng cơ bản sau :

2.7.1 Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về hỗn hợp hai hoặc duy nhất một chất

Ở trường hợp này, từ một hỗn hợp ban đầu gồm nhiều chất, ta chuyển thành hỗnhợp với số chất ít hơn (có thể là 1 hoặc 2 chất) cũng của các nguyên tố đó

Ví dụ : với hỗn hợp các chất gồm Fe, FeO, Fe3O4 , Fe2O3 ta có thể quy đổi thànhcác hỗn hợp gồm 2 chất như (Fe và FeO), (Fe và Fe3O4), (Fe và Fe2O3), (FeO và

Fe2O3), (FeO và Fe3O4), (Fe2O3 và Fe3O4) hoặc chỉ 1 chất là FexOy Tương tự với (Cu,

Cu2S, CuS) ta có thể quy đổi thành (Cu và CuS), (Cu và Cu2S) hoặc (CuS và Cu2S)

Việc quy đổi phải đảm bảo định luật bảo toàn khối lượng hỗn hợp và bảo toànnguyên tố Do việc quy đổi nên có thể trong một số trường hợp, số mol một chất có thểnhận giá trị âm để tổng số mol mỗi nguyên tố được bảo toàn ( bảo toàn nguyên tố ) vàkết quả cuối cùng vẫn mang giá trị dương cho dù các giá trị trung gian có thể mangdấu âm

2.7.2 Quy đổi một chất phức tạp thành hỗn hợp nhiều chất đơn giản hơn

Ở dạng này, từ một chất phức tạp ban đầu ta có thể chuyển thành hỗn hợp haihoặc nhiều chất đơn giản hơn, làm đơn giản hóa bài toán

đại lượng đang xét của chất thứ i trong hỗn hợp

số mol của chất thứ i trong hỗn hợp

Ví dụ : phản ứng đốt cháy một loại cao su Buna-S nào đó , thay vì viết phươngtrình đốt cháy cao su Buna, ta quy đổi Buna-S thành polibutadien và polistiren rồi lầnlượt đốt cháy 2 monome đó.

Một lưu ý quan trọng là nếu đề cho polime dưới dạng trùng hợp thì phải quy đổipolime đó thành các monome theo công thức cấu tạo ban đầu (trước phản ứng polimehóa) Còn nếu đề cho polime dưới dạng trùng ngưng thì phải quy đổi polime đó thànhcác monome theo dạng công thức sau khi đã polime hóa (dạng công thức còn lại củamỗi chất trong polime trùng ngưng)

2.7.3 Quy đổi hỗn hợp nhiều chất về các nguyên tử tương ứng

Ở dạng này, khi ta gặp bài toán hỗn hợp nhiều chất, nhưng chỉ gồm 2 (hoặc 3)nguyên tố, thì ta chuyển hỗn hợp đầu về hỗn hợp chỉ gồm 2 (hoặc 3) chất là cácnguyên tử tương ứng

Ví dụ : (Fe, FeO, Fe3O4 , Fe2O3)   (Fe,O)

Đây là hướng quy đổi thường dùng vì hay và ngắn hơn các hướng quy đổi khác

và thường dùng trong các phản ứng oxi hóa - khử Khi dùng phương pháp quy đổi hỗnhợp về nguyên tử, thì dù hỗn hợp ta muốn quy đổi gồm những chất nào, số oxi hóa làbao nhiêu thì khi quy đổi phải đảm bảo có mặt đầy đủ các nguyên tố và xem như sốoxi hóa của các nguyên tử (đơn chất) bằng 0

Trong một số trường hợp, việc quy đổi về nguyên tử đôi khi cũng gây khókhăn cho học sinh nên không phải lúc nào chúng ta cũng có thể quy đổi về nguyên tử,nên bạn phải hết sức chú ý và tránh bị rập khuôn một cách máy móc

2.7.4 Quy đổi tác nhân oxi hóa

Ở dạng này, gặp những bài toán trải qua nhiều giai đoạn oxi hóa khác nhau bởinhiều chất oxi hóa khác nhau, ta có thể quy đổi vai trò oxi hóa của chất oxi hóa nàycho chất oxi hóa kia để bài toán trở nên đơn giản hơn Với việc phải đảm bảo 3 địnhluật : bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố và bảo toàn electron Và lưu ý rằng ởđây có sự thay đổi tác nhân oxi hóa nên phải có sự thay đổi sản phẩm cho phù hợp

Ví dụ : quá trình oxi hóa hoàn toàn Fe thành Fe 3+ :

Fe    O 2 FexOy   HNO  3 Fe3+

(1) (2)

Ta có thể quy đổi 2 tác nhân oxi hóa là O2 (1) và HNO3 (2) thành một tác nhân

Fe    O 2 Fe2O3

Quy đổi tác nhân oxi hóa là một hướng quy đổi rất mới, tuy nó khá cồng kềnh

và phức tạp, nhưng lại kích thích sự sáng tạo của học sinh và trở thành một cách làmrất độc đáo

2.8 Phương pháp đường chéo

Phương pháp đường chéo được áp dụng cho bài toán hỗn hợp chứa 2 thànhphần mà yêu cầu của bài toán là xác định tỉ lệ giữa hai thành phần đó (tỉ lệ khối lượng,

tỉ lệ số mol, tỉ lệ thể tích )

Hầu hết các bài toán thường gặp đều ít nhiều có các dữ kiện liên quan đến mộthỗn hợp chất nào đó, có thể là : hỗn hợp kim loại, hỗn hợp khí, hỗn hợp các chất đồngđẳng, hỗn hợp dung dịch Phần lớn những bài toán như vậy đều có thể vận dụngphương pháp đường chéo

2.9 Phương pháp đại số - ghép ẩn số

Đây là một phương pháp cơ bản dựa trên sự biến đổi toán học để đi đến kết quảbài toán, bao gồm các bước :

- Viết các phương trình phản ứng

- Đặt ẩn số cho các đại lượng cần tìm

- Tính theo phương trình phản ứng và các ẩn số đó để lập ra các phương trìnhđại số

- Giải phương trình đại số hoặc hệ phương trình đại số và biện luận kết quả nếucần

- Một số bài toán cho thiếu dữ kiện nên khi giải bằng phương pháp đại số, số ẩnnhiều hơn số phương trình và có dạng vô định không giải được Nếu dùng phươngpháp ghép ẩn ta có thể giải loại bài toán này một cách dễ dàng

2.10 Phương pháp chọn đại lượng thích hợp

Phương pháp này còn có tên gọi khác là phương pháp tự chọn lượng chất Có

một số bài toán người ta cho lượng chất dưới dạng giá trị tổng quát hoặc không cholượng chất Trong những trường hợp này tốt nhất ta tự chọn một giá trị như thế nào đểcho việc giải bài toán trở thành đơn giản nhất

Có một vài cách chọn giá trị tự do:

- Lượng chất tham gia phản ứng là 1mol

- Khối lượng dung dịch là 100gam

- Lượng chất tham gia phản ứng theo số liệu của đầu bài.

- Lượng chất ứng với khối lượng mol của nguyên tử, phân tử

TIỂU KẾT CHƯƠNG 2

Trong chương 2, chúng tôi đã nêu ra 11 phương pháp cơ bản để giải bài toán

hóa học : bảo toàn khối lượng, tăng giảm khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn

điện tích, bảo toàn electron, phương pháp trung bình, phương pháp quy đổi, phương pháp đường chéo, phương pháp đại số - ghép ẩn, phương pháp chọn đại lượng thích hợp và phương pháp sử dụng phương trình ion thu gọn

CHƯƠNG 3 TUYỂN TẬP CÁC BÀI TẬP HÓA HỌC CÓ NHIỀU CÁCH GIẢI

3.1 Những bài tập hóa học đại cương – vô cơ

3.1.1 Bài tập tự luận

Bài 1: Cho 2,81gam hỗn hợp gồm 3 oxit Fe2O3, MgO, ZnO tan vừa đủ trong 500mldung dịch H2SO4 0,1 M thu được dung dịch A Cô cạn dung dịch A và làm khô thuđược m gam muối khan Tính giá trị của m

LỜI GIẢI

Đây là một bài toán mà đề cho 2 dữ kiện, nhưng có tới 3 ẩn số về chất, nên họcsinh sẽ lúng túng trong việc giải hệ 2 phương trình 3 ẩn, HS bình thường sẽ giải theocách 1

y y yZnO + H2SO4  ZnSO4 + H2O

= (I) + 80(II) = 2,81 + 80.0,05 = 6,81 gam

Với HS nắm vững kiến thức hoá học thì nhận thấy n H 2 SO 4  n H 2 O, giải theocách 2

Cách 2: Bảo toàn khối lượng

BTKL: moxit mHSO mmuèi mHO 2,81 98.0,05 mmuèi 18.0,05

2 4

SO cation

muèi

O cation oxit

mm

m

mm

m

 mmuối– moxit = m SO 2  - m O 2  = 96.0,05 – 16.0,05 = 4 gam

 mmuối = 2,81 + 4 = 6,81 gam

Cũng có thể làm theo phương pháp tăng giảm khối lượng

Cách 4: Tăng giảm khối lượng

1 mol O2- trong oxit thế bằng 1 mol SO42- khối lượng tăng (96 - 16 = 80)gam

0,05 mol O2- trong oxit thế bằng 0,05 mol SO42- khối lượng tăng 0,05.80= 4 gam

 mmuối = moxit + mtăng = 2,81 + 4 = 6,81 gam

Bài 2 : Hòa tan hết a gam hỗn hợp 2 oxit sắt bằng dung dịch HCl dư sau phản ứng

thu được dung dịch chứa 9,75 gam FeCl3 và 8,89 gam FeCl2 Tính giá trị của a

Đặt công thức oxit chung cho hỗn hợp là FexOy

 Tổng số mol 2 muối = 0,07 + 0,06 = 0,13 mol

Phản ứng :

x

Fe O + 2yHCl  FeCl + yH O

Cách 2 : Bảo toàn khối lượng + bảo toàn điện tích

Sơ đồ phản ứng : oxit sắt + 2HCl   muối sắt (FeCl2 và FeCl3) + H2O

Cách 3 : Bảo toàn điện tích

BTĐT : n = 2nCl- FeCl2 + 3nFeCl3= 2.0,07 + 3.0,06 = 0,32 mol.

Cách 4: Tăng giảm khối lượng + bảo toàn điện tích

BTĐT :

FeCl FeCl Cl

1 mol O2- trong oxit thế bằng 2 mol Cl- khối lượng tăng (2.35,5 - 16 = 55) gam

0,16 mol O2- trong oxit thế bằng 0,32 mol Cl- khối lượng tăng 0,16.55 = 8,8 gam

 moxit = mmuối - ∆mtăng = (9,75 + 8,89) – 8,8 = 9,84 gam

HS có tư duy tốt hơn, có thể giải bài này bằng cách kết hợp cả 3 định luật : bảotoàn nguyên tố, bảo toàn điện tích và bảo toàn khối lượng

Cách 5 : Bảo toàn nguyên tố + Bảo toàn điện tích + Bảo toàn khối lượng

BTĐT : nHCl = n = 2nCl- FeCl2 + 3nFeCl3= 2.0,07 + 3.0,06 = 0,32 mol.

Cách 6 : Quy đổi hỗn hợp thành 2 oxit bất kỳ

Cách 6.1 Quy đổi hỗn hợp 2 oxit thành FeO và Fe 2 O 3

Ở cách làm này, ta có 2 cách nhỏ : đó là dùng sơ đồ liên hệ hoặc dùng định luật BTNT

để xác định số mol mỗi oxit trong hỗn hợp

Trong 3 cách quy đổi về hỗn hợp 2 oxit sắt bất kỳ thì cách quy đổi về FeO và

Fe2O3 là đơn giản và hiệu quả nhất Ngoài ra, có thể quy đổi về hỗn hợp của (FeO,

Cách 6.3 Quy đổi hỗn hợp 2 oxit thành Fe 2 O 3 và Fe 3 O 4

Quy đổi hỗn hợp thành (Fe2O3 : x mol ; Fe3O4 : y mol)

 BTKL : m = (- 0,04).160 + 0,07.232 = 9,84 gam.

3.1.2 Bài tập trắc nghiệm

Bài 3: Hòa tan hoàn toàn 20,88 gam một oxit sắt bằng dung dịch H2SO4 đặc, nóng thuđược dung dịch X và 3,248 lit SO2 (sản phẩm khử duy nhất ở đktc) Cô cạn dung dịch

X, thu được m gam muối sunfat Giá trị của m là :

A 52,2 gam B 48,4 gam C 54,0 gam D 58,0 gam

LỜI GIẢI

Đây là một bài toán chỉ mang tính chất tính toán, nhưng đòi hỏi HS phải có kĩnăng vận dụng phương pháp giải, đa số HS sẽ làm theo hướng xác định công thức củaoxit sắt rồi mới tính khối lượng muối sunfat

 Khối lượng muối sunfat là : m = 0,145.400 = 58 gam  Đáp án D

Nếu giải theo cách 1, rất phức tạp vì phải đòi hỏi kĩ năng cân bằng phản ứng oxihóa khử với oxit sắt chưa biết công thức phân tử HS có tư duy tốt hơn, sẽ giải bài toánnày bằng phương pháp bảo toàn electron

Cách 2 : Bảo toàn electron

Đặt số mol oxit sắt FexOy là a mol

 Khối lượng muối sunfat là : m = 0,145.400 = 58 gam  Đáp án D.

Với HS thông minh, có năng lực quan sát tốt, nhận thấy rằng ở bài toán phảnứng oxi hóa – khử một oxi sắt thì oxit sắt chỉ có thể là FeO hoặc Fe3O4 (mỗi oxit đềunhường 1 electron) Làm theo cách 3

Cách 3 : Bảo toàn electron

Vì oxit sắt phản ứng tạo sản phẩm khử  Oxit có thể là FeO hoặc Fe3O4 (đều nhường

1 electron) Đặt oxit sắt là FexOy : a mol

Quá trình oxi hóa – khử :

 m = 0,145.400 = 58 gam  Đáp án D

Với HS có khả năng quan sát tinh tế, có khả năng tư duy độc lập, sáng tạo, nhậnthấy oxit sắt được tạo nên bởi 2 nguyên tố Fe và O Làm theo cách 4

Cách 4 : Quy đổi về nguyên tử Fe và O + Bảo toàn electron

Quy đổi oxit sắt thành Fe (x mol) và O (y mol)

Quá trình oxi hóa – khử :

 Khối lượng muối sunfat là : m = 0,145.400 = 58 gam  Đáp án D.

Bài 4 : Hỗn hợp X gồm Fe(NO3)2, Cu(NO3)2 và AgNO3 Thành phần % khối lượng củanitơ trong X là 11,864% Có thể điều chế được tối đa bao nhiêu gam hỗn hợp 3 kimloại từ 14,16 gam X ?

A 10,56 gam B.7,68 gam C 3,36 gam D 6,72 gam

BÀI GIẢI Cách 1 : Phương pháp đại số

Đặt số mol các muối : Fe(NO3)2 (x mol), Cu(NO3)2 (y mol) và AgNO3 (z mol)

 180x + 188y + 170z = 14,16

Số mol nguyên tử N trong hỗn hợp X : nN = 2x + 2y + z = 14,16.11,864

= 0,12 mol14.100

Khối lượng kim loại được điều chế từ X :

m = mFe + mCu + mAg = 56x + 64y + 108z

Ở đây chỉ có hệ 2 phương trình, nhưng có tới 3 ẩn, tất nhiên sẽ không tìm được giá trị

cụ thể của x, y và z HS phải thực hiện biến đổi đại số

Đặt A là giá trị thỏa mãn :

180x + 188y + 170z = (56x + 64y + 108z) + A(2x +2y+ z)

= (56 + 2A)x + (64 + 2A)y + (108 + A)z

 %(Fe, Cu, Ag) = 100% - (11,864% + 40,677%) = 47,459%.

 Khối lượng kim loại : m = 14,16.47, 459 6,72 gam

Với HS có năng lực quan sát tốt, nhận thấy được mối liên hệ giữa số mol Nnguyên tử với số mol NO3- (muối), rồi vận dụng định luật bảo toàn khối lượng Làmtheo cách 3

Cách 3 : Bảo toàn khối lượng

Khối lượng nguyên tử N : mN = 14,16.11,864

A 32,20 B 24,15 C 17,71 D 16,10

BÀI GIẢI

Đây là một bài khó trong dạng bài tập muối Zn2+ phản ứng với dung dịch kiềmthu được kết tủa, xuất hiện trong đề tuyển sinh Đại học khối A năm 2010 của Bộ Giáodục Nếu giải bài này theo phương pháp đại số thông thường thì rất dài và không hềđơn giản đối với HS bình thường

Sơ đồ bài toán: (TN1) ZnSO4 + 0,22 mol OH-   3a gam Zn(OH)2 ↓

(TN2) ZnSO4 + 0,28 mol OH-   2a gam Zn(OH)2 ↓

Cách 1 : Phương pháp đại số

nKOH (TN2) > nKOH (TN1) mà lại tạo lượng kết tủa ít hơn

 ở TN2 đã xảy ra phản ứng hòa tan kết tủa

Cách 1.1 Tính theo phương trình phản ứng

Trường hợp 1 : Ở cả 2 thí nghiệm, kêt tủa đều bị hòa tan

Ta có : m 0, 22

161 2  m < 17,71 gam