Thiết kế hệ thống bài toán hóa học nhiều cách giải nhằm phát triển tư duy và nâng cao hiệu quả dạy học ở trường Trung học phổ thông

Thiết kế hệ thống bài toán hóa học nhiều cách giải nhằm phát triển tư duy và nâng cao hiệu quả dạy học ở trường Trung học phổ thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM TP HỒ CHÍ MINH Dương Thị Kim Tiên Chuyên ngành Mã số : Lý luận phương pháp dạy học mơn hố học : 60 14 10 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIÁO DỤC HỌC NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS TRỊNH VĂN BIỀU Thành phố Hồ Chí Minh – 2010 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT Bộ GD- ĐT Bộ Giáo dục – Đào tạo BTHH Bài tốn hóa học dd dung dịch ĐC đối chứng HS học sinh GV giáo viên p/ư phản ứng SL số lượng t/d tác dụng THPT trung học phổ thông TN thực nghiệm TT thứ tự MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Xu hướng dạy học chuyển trọng tâm người dạy sang người học Người học tự làm chủ kiến thức mình, tự tìm tịi khám phá kiến thức, giành lấy kiến thức cho thân Vì vậy, dạy học việc cung cấp kiến thức cho học sin h việc nâng cao khả tư cho học sinh vấn đề quan trọng Tư phát triển người học có khả tự học, tự chiếm lĩnh kiến thức cho riêng Bài tập hóa học xem phương tiện tốt để rèn tư cho học sinh Tuy nhiên sử dụng tập để rèn tư cách hiệu vấn đề Qua trình giảng dạy trường phổ thông nhận thấy việc dạy học sinh giải tập nhiều cách có tác dụng phát triển tư tốt việc dạy học sinh giải nhiều tập cách việc sử dụng tập nhiều cách giải cịn nâng cao hiệu dạy học hóa học Tuy nhiên, vấn đề sử dụng tập nhiều cách giải chưa thật nhiều giáo viên quan tâm trình tìm kiếm phương pháp để nâng cao hiệu dạy học hóa học Xuất phát từ thực tế đó, chúng tơi chọn nghiên cứu đề tài: “Thiết kế hệ thống tốn hóa học nhiều cách giải nhằm phát triển tư nâng cao hiệu dạy học trường trung học phổ thông” Khách thể đối tượng nghiên cứu 2.1 Khách th nghiên cứu : Quá trình d y học hóa học trường trung học phổ thơng ể (THPT) 2.2 Đối tượng nghiên cứu: Việc thiết kế sử dụng tốn hóa học (BTHH) nhiều cách giải để phát triển tư nâng cao hiệu dạy học Mục đích nghiên cứu Thiết kế hệ thống BTHH nhiều cách giải nhằm phát triển tư nâng cao hiệu dạy học trường THPT Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu lí luận tốn hóa học nhiều cách giải phát triển tư học s inh q trình dạy học hóa học - Xây dựng hệ thống tốn hóa học nhiều cách giải - Đề xuất số biện pháp sử dụng toán hóa học nhiều cách giải - Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra kết đề tài nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu 5.1 Nội dung nghiên cứu: Chương trình hóa học trường THPT 5.2 Địa bàn nghiên cứu: trường THPT Tây Ninh, Thành phố Hồ Chí Minh, Bà Rịa – Vũng Tàu Giả thuyết khoa học Nếu thiết kế hệ thống tốn hóa học nhiều cách giải phương pháp sử dụng tốn hợp lí phát triển tư cho học sinh nâng cao hiệu dạy học hóa học Phương pháp nghiên cứu • Các phương pháp nghiên cứu lí luận: - Nghiên cứu sở lý luận tư (trong tài liệu Tâm lý học, Giáo dục học, Lý luận dạy học ), vấn đề toán hoá học, tập hố học đại cương, vơ cơ, hữu - Nghiên cứu nội dung chương trình, chuẩn kiến thức kỹ mơn hố học THPT - Nghiên cứu phân tích tập hố học sách mạng internet - Phân tích tổng hợp • Các phương pháp nghiên cứu thực tiễn: - Phương pháp điều tra thu thập thông tin - Thực nghiệm sư phạm để kiểm tra đắn giả thuyết đặt • Các phương pháp tốn ọc: sử dụng phương pháp thống kê tốn học xử lí kết thực h nghiệm Chương 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Tổng quan vấn đề nghiên cứu Vấn đề phát triển tư cho học sinh qua hệ thống tập nhiều nhà giáo đầu ngành quan tâm, nghiên cứu Cụ thể có số dạng sau: • Một số sách tham khảo luận văn: - Nguyễn Ngọc Quang nghiên cứu lý luận toán hoá học Sách Lí luận dạy học hóa học Tập 1, Nxb Giáo dục(1994), Hà Nội Cơng trình nghiên cứu có ý nghĩa to lớn đặt tảng để nhà giáo sau tiếp tục nghiên cứu, phát triển - Nguyễn Xuân Trường nghiên cứu phương pháp giải nhanh toán hoá học, tập phát triển tư duy, cách biên soạn tập hoá học Sách xuất bản: Bài tập hóa học trường phổ thơng (2005), Nxb Giáo dục, Hà Nội; Ôn tập kiến thức luyện giải nhanh tập hố học vơ trường trung học phổ thơng - Tập 2, Ơn tập kiến thức luyện giải nhanh tập hoá học hữu trường THPT - Tập (2008), NXB Đại học Quốc gia Hà Nội - Lê Văn Dũng (2001), Phát triển lực nhận thức tư cho học sinh trung học phổ thông thông qua ập hóa học , Luận án tiến sĩ Giáo dục học chuyên ngành phương pháp giảng t dạy hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội - Nguyễn Thị Thanh Thủy (2006), Phát triển lực nhận thức tư cho học sinh trung học phổ thông thông qua tập hóa học vơ cơ, Luận văn thạc sĩ Giáo dục chuyên ngành Lý luận phương pháp dạy học hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội - Nguyễn Chí Linh (2009), Sử dụng tập để phát triển tư duy, rèn luyện trí thơng minh cho học sinh dạy học hóa học trường THPT, Luận văn thạc sĩ Giáo dục học chuyên ngành Lý luận phương pháp dạy học Hóa học, Trường ĐHSP Tp HCM, - Trần Thị Trà Hương (2009), Xây dựng hệ thống tập hóa vô lớp 10 trung học phổ thông nhằm cố kiến thức phát triển tư sáng tạo cho học sinh, Luận văn thạc sĩ Giáo dục học chun ngành Lí luận phương pháp dạy học mơn hóa học, Trường ĐHSP Tp.HCM - Nguyễn Cao Biên (2008), Rèn luyện lực độc lập sáng tạo cho học sinh lớp 10 trung học phổ thông thông qua hệ thống tập hóa học, Luận văn Thạc sĩ Giáo dục học chuyên ngành Lý luận phương pháp dạy học mơn Hóa học, Trường ĐHSP Tp HCM - Vương Cẩm Hương (2006), Rèn luyện lực chủ động sáng tạo cho học sinh dạy hóa học trường trung học sở, Luận văn thạc sĩ chuyên ngành Lý luận phương pháp dạy học hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội Trong cơng trình nghiên ứu nêu luận c án TS Lê Văn D ũng gần với đề tài nghiên cứu Trong luận án, tác giả xây dựng hệ thống phương pháp luận vững chắc, hệ thống tập phong phú toán nhi u cách giải phần toán ề nhằm phát triển tư ông Các tập mà tác giả chọn hay sâu sắc phần nhỏ luận văn nên tốn nhiều cách giải đa phần quen thuộc So với thời điểm đề thi trắc nghiệm tốn cũ q dài mang tính ch tốn ất học nhiều PGS.TS Nguyễn Xuân Trường có đề cập đến toán nhiều cách giải “bài tập hóa học trường phổ thơng” với nhận định:“ra tập yêu cầu học sinh giải nhiều cách, tìm cách giải ngắn nhất, hay cách rèn luyện trí thơng minh cho em” Bài tốn hóa học nhiều cách giải dạng tập mà qua học sinh rèn kĩ phát triển tư tốt Tuy nhiên dạng tập chưa quan tâm cách mực Trước năm 2006, thi cử hình thức tự luận nên giáo viên không quan tâm nhiều đến vấn đề có cách có th giải được, cách giải nhanh tối ưu nhất, cần k ết ể xác mà thơi Từ sau năm 2006 đến hình thức thi trắc nghiệm sử dụng kì thi học kì, tuyển sinh…, nhiều dạng tập khai thác với phương pháp giải ý tối đa, mục đích chủ yếu giải tập trắc nghiệm nhanh, xác Vì dạng tập nhiều cách giải giáo viên quan tâm nhiều Chúng xin đơn cử số báo, trang Web, chuyên đề liên quan đến vấn đề này: • Một số trang Web Một số trang Web hóa học hóa học có nói đến tốn hóa học nhiều cách giải: - http://edu.goonline.vn/e-tap-chi/tin/9/52/1191/bai-toan-kinh-dien-cua-hoa- hoc - http://my.opera.com/hoangtucoi87/blog/bai-toan-hoa-hoc-sieu-kinh-dien - http://diendan.hocmai.vn/archive/index.php/t-18246.html • Một số báo - Năm 2006, cách giải cho tốn vơ cơ, tạp chí Hóa học Ứng dụng, PGS TS Nguyễn Xuân Trường - Tháng 2/2009, 18 cách giải cho tốn hóa học , tạp chí Hóa học Ứng dụng, tác giả Vũ Khắc Ngọc, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội - Tháng 3/2009, Bài tốn vơ nhi u cách giải dùng giảng dạy phương pháp giải ề tốn hóa h phát triển tư logic cho học sinh , tạp chí Hóa học Ứng dụng, tác giả ọc Hoàng Minh Thắng, sinh viên khóa K40A, trường ĐHSP Thái Nguyên - Tháng 6/2009, toán hữu nhiều cách giải, tạp chí Hóa học Ứng dụng, tác giả Vũ Khắc Ngọc, Viện Khoa học Công nghệ Việt Nam, Hà Nội • Một số chuyên đề, tiểu luận - Lê Phạm Thành (2006), Xây dựng tốn hóa học giải nhiều cách nhằm phát triển tư cho học sinh, Chuyên đề Hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội - Lê Phạm Thành (2006), Các phương pháp giải cho tốn hóa học, Chun đề Hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội - Lê Văn Dũng (1994), Bài tập hóa học rèn luyện trí thơng minh cho học sinh phổ thơng trung học, Tiểu luận Hóa học, Trường ĐHSP Hà Nội Qua báo, trang Web chun đề dạng tốn hóa học nhiều cách giải khơng cịn vấn đề lạ lẫm nữa, vấn đề quan tâm nhiều, vấn đề nóng hổi Tuy nhiên số lượng tập nhiều cách giải chưa khai thác nhiều mà xoáy sâu vào vài kinh điển Nhiều trang web hóa học lập lập lại dạng tập kinh điển này! Ví dụ tốn xuất nhiều: “Một sắt có khối lượng m gam để lâu ngồi khơng khí bị oxi hóa thành hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 có khối lượng 12 gam Cho A tan hồn tồn HNO sinh 2,24 lít khí NO (ở điều kiện tiêu chuẩn) Tính m?” Qua lượng báo, trang web, chuyên đề lu văn c ận ũng thấy rõ tốn nhiều cách giải có ảnh hưởng quan trọng đến việc nâng cao chất lượng học tập phát triển tư cho học sinh Vì lẽ trên, thiết nghĩ nên tăng cường việc sử dụng dạng tốn hóa nhiều cách giải vào giảng dạy hóa học tăng cường số lượng tốn cần có lí luận rõ ràng cho việc thiết kế dạng toán hóa học nhiều cách giải Tuy nhiên, chưa có luận văn có số lượng tốn hóa học nhiều cách giải đáp ứng yêu cầu học học sinh yêu cầu dạy thầy cô giáo Luận văn khai thác nhiều cách thiết kế toán nhiều cách giải, biện pháp sử dụng tốn hóa học nhiều cách giải thiết kế số lượng tốn phong phú hóa đại cương, vơ cơ, hữu xun suốt chương trình phổ thơng nhằm phục vụ tốt cho việc giảng dạy thầy giáo 1.2 Bài tập hóa học 1.2.1 Khái niệm tập hóa học Bài tập hóa học nhiệm vụ mà giáo viên đặt cho người học, buộc người học phải vận dụng kiến thức học kinh nghiệm thực tiễn sử dụng hành động trí tuệ hay hành động thực tiễn để giải nhiệm vụ nhằm chiếm lĩnh tri thức, kỹ cách tích cực, chủ động, sáng tạo [29] 1.2.2 Tác dụng tập hóa học Qua tham khảo số tài liệu [29], [12],[44], chúng tơi tóm tắt số tác dụng tập sau: - Bài tập có tác dụng phát huy tính tích cực, sáng tạo học sinh - Bài tập giúp học sinh hiểu rõ khắc sâu kiến thức - Thơng qua tập hệ thống hóa kiến thức học: số lớn bà i tập hóa học đòi hỏi học sinh phải vận dụng kiến thức nhiều nội dung bài, chương Dạng tổng hợp đòi hỏi học sinh phải vận động vốn hiểu biết nhiều chương, nhiều mơn (Hóa, Tốn ) - Cung cấp thêm kiến thức mới, mở rộng hiểu biết học sinh vấn đề thực tiễn sống sản xuất hóa học - Rèn luyện số kỹ năng, kỹ xảo cho học sinh như: + Sử dụng ngơn ngữ hóa học + Lập cơng thức, cân phương trình hóa học + Tính theo cơng thức phương trình + Các tính tốn đại số: quy tắc tam suất, giải phương trình hệ phương trình… + Kỹ giải loại tập khác - Phát triển tư duy: học sinh rèn luyện thao tác tư như: phân tích, so sánh, quy nạp, diễn dịch, tổng hợp, suy luận tương tự… - Bài tập giúp giáo viên đánh giá kiến thức kỹ học sinh Học sinh tự kiểm tra biết lỗ hổng kiến thức để kịp thời bổ sung - Giải tập rèn cho học sinh tính kiên trì, chịu khó, tính cẩn thận, xác khoa học…Làm cho em u thích mơn, say mê với khoa học (những tập gây hứng thú nhận thức) 1.2.3 Phân loại tập hóa học Trên sở nội dung [29], tập hóa học chia thành bốn loại: - Bài tập định lượng (bài tốn hóa học) - Bài tập lý thuyết - Bài tập thực nghiệm, tập có nội dung thí nghiệm - Bài tập tổng hợp, loại tập có nội dung chứa loại Dựa sở phân chia tập hóa học chúng tơi chọn tập định lượng (bài tốn hóa học) làm đề tài nghiên cứu 1.2.4 Bài tốn hóa hoc 1.2.4.1 Khái niệm tốn hóa học Bài tốn hóa h nhiệm vụ mà giáo viên đặt cho người học, buộc người học phải vận ọc dụng kiến thức học sử dụng hành động trí tuệ để giải nhiệm vụ nhằm chiếm lĩnh tri thức, kỹ cách tích cực, chủ động, sáng tạo Một tốn hóa học có hai tính chất: Tính chất tốn học: cần dùng phép tính số học, đại số học, kĩ tốn học để giải Tính chất hóa học: cần dùng đến kiến thức hóa học, ngơn ngữ hóa học giải 1.2.4.2 Phân loại tốn hóa học Dựa vào nội dung hóa học tốn mà chúng tơi phân tốn hóa học thành loại: - Bài tốn hóa học đại cương - Bài tốn hóa học vơ - Bài tốn hóa học hữu 1.2.4.3 Các phương pháp giải tốn hóa học Hiện có 10 phương pháp giải tốn hóa học, nhiều tác giả viết vấn đề này, luận văn tổng hợp số phương pháp tài liệu [30], [31], [44], [51] Với phương pháp nêu đc điểm nhận xét ưu nhược điểm, giúp người đọ c dễ dàng ặ chọn lựa phương pháp phù hợp cho loại tập a Phương pháp đại số • Đặc điểm + Viết phương trình phản ứng + Đặt ẩn số cho đại lượng cần tìm cho đơn giản + Tính theo PTPU đề cho để lập PT toán học + Giải PT hay hệ PT biện luận kết cần • Nhận xét Đây cách khơng hay lại áp dụng nhiều thói quen, cần hạn chế làm theo cách vì: - Một số có hệ phương trình phức tạp, khơng giải mặt tốn học (số phương trình ẩn), khó để biện luận để tìm đại lượng cần tìm - Tính chất tốn học tốn lấn át tính chất hóa học, làm tính chất hóa học bị lu mờ Vì khơng có tác dụng khắc sâu kiến thức hóa học, làm giảm tác dụng tập b Phương pháp bảo toàn • Đặc điểm: Phương pháp gồm phương pháp sau: + Phương pháp bảo toàn khối lượng Trong phản ứng hóa học tổng khối lượng sản phẩm tổng khối lượng chất tham gia phản ứng Khi cạn dung dịch khối lượng hỗn hợp muối thu tổng khối lượng cation kim loại anion gốc axit + Phương pháp bảo tồn điện tích Tổng điện tích dương ln tổng điện tích âm giá trị tuyệt đối Dung dịch ln trung hịa điện + Phương pháp bảo tồn nguyên tố Một nguyên tố tham gia phản ứng hóa học chuyển từ chất sang chất khác, nghĩa số mol nguyên tố trước sau phản ứng phải Công thức: Trước phản ứng, nguyên tố X có chất A, B Sau phản ứng, nguyên tố X có chất C, D Áp dụng công thức sau: nA.Số ngtử X A + nB.Số ngtử X B = nC Số ngtử X C + nD Số ngtử X D + Bảo toàn electron: Đây trường hợp riêng bảo tồn điện tích, áp dụng cho PU oxi hóa khử Khi n e cho = ne nhận • Nhận xét: Đây phương pháp gi i tốn hóa học dựa vào chất phản ứng hóa học, dùng thuật ả tốn Phương pháp thích hợp cho việc giải nhanh trắc nghiệm c Phương pháp sơ đồ đường chéo • Đặc điểm: Trộn lẫn dung dịch: Dung dịch 1: có khối lượng m 1, thể tích V 1, nồng độ C1 (C% C M), khối lượng riêng d Dung dịch 2: có khối lượng m2, thể tích V2, nồng độ C2 (C2 > C1), khối lượng riêng d2 Dung dịch thu có m = m1 + m2, V = V1 + V2, nồng độ C (C1 < C < C2), khối lượng riêng d Sơ đồ đường chéo công thức tương ứng với trường hợp là: a) Đối với nồng độ % khối lượng: m muối = mkl + m anion gốc axit = mkl + mCl- = 12,15 + 0,5 x 35,5 = 29,9 gam Cách 4: Ag không tác dụng với HCl 2,16 gam chất rắn B khối lượng Ag => mMg,Zn= 14,31 – 2,16 = 12,15 gam Vì kl có hóa trị nên ta gọi 2kl M Ta có PTPU: M + HCl → MCl2 M= + H2 m kl 12,15 = = 48,6g n 0,25 => m MCl = n.M=0,25 x (48,6 + 71) = 29,9 g Hoặc tính theo ĐLBTKL; theo cách Phụ lục Đề kiểm tra khối 11 ĐỀ KIỂM TRA HÓA HỌC 11 Đề Thời gian: 20 phút Câu 1: Hịa tan hồn toàn 4,16 gam hỗn hợp A gồm Mg Cu dung dịch HNO đặc thu 4,032 lít NO2 (đktc) Tìm khối lượng kim loại có hỗn hợp Câu 2: Hịa tan hồn tồn 28,8 gam kim loại A hóa trị khơng đổi dung dịch HNO3 thu 0,3 mol NO2 0, mol khí NO Tính khối lượng muối thu sau phản ứng Đáp án Học sinh chọn cách đáp án cách giải Câu Cách 1: Phương pháp đại số Mg + 4HNO3 → Mg(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (1) x 2x Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (2) y 2y 4, 032 = 0,18(mol) 22, = n NO2 Gọi x, y số mol Mg Cu tham gia phản ứng (1) (2) Theo phương trình phản ứng đề ta có hệ: 24x +64y = 4,16 2x + 2y = 0,18 Giải hệ ta được: x= 0,04; y = 0,05 Khối lượng Mg = 24 x 0,04 = 0,96 gam Khối lượng Cu = 64 x 0,05= 3,2 gam Cách 2: Phương pháp bảo toàn electron Quá trình nhường electron: Mg → Mg2+ + 2e x 2x Cu→ Cu2+ + 2e y 2y Gọi x, y số mol Mg Cu Quá trình nhận electron: N+5 + 1e → N+4 0,18 0,18 ⇒ 24x +64y = 4,16 Theo định luật bảo toàn electron: 2x +2y = 0,18 Ta có hệ: 24x +64y = 4,16 2x + 2y = 0,18 Giải hệ ta được: x = 0,04; y = 0,05 Khối lượng Mg = 24 x 0,04 = 0,96 gam Khối lượng Cu = 64 x 0,05= 3,2 gam Cách 3:Phương pháp đại số Dựa vào phương trình ta nhận xét ∑n KL = 2∑ n NO2 ⇒ n 2KL= 0,18/2= 0,09 (mol) Ta có hệ phương trình: 24x +64y = 4,16 x + y = 0,09 Giải hệ ta được: x = 0,04; y = 0,05 Khối lượng Mg = 24 x 0,04 = 0,96 gam Khối lượng Cu = 64 x 0,05= 3,2 gam Cách : phương pháp trung bình Vì kim loại có hóa trị nên gọi CTTB kim loại M Ta có ptpu: M + 4HNO3 → M(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O n M = n NO2 =0,09 mol ⇒= MM 4,16 416 = 0, 09 Mà : M M = 24 x + 64 y 416 (1) = x+ y Và x + y = 0,09 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình; giải hệ phương trình ta có kết cách giải khác Câu Cách 1: 3A + 8HNO3 → 3A(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) 0,3 0,3 0,2 A + 4HNO3 → A(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (2) 0,15 0,15 0,3 Dựa vào phương trình phản ứng, ta có: nA = 0,3 + 0,15 = 0,45 mol ⇒ MA = 28,8 =64 (gam) ⇒ A ≡ Cu 0,45 ⇒ nCu(NO3)2 = nCu = 0,45 mol ⇒ m Cu(NO3)2 = n x M = 0,45 x 188 = 84,6 gam Cách 2: Bảo toàn e Quá trình nhường electron: A→ A2+ + 2e x Quá trình nhận electron: N+5 + 3e → N+2 2x 0,6 0,2 N+5 + 1e → N+4 0,3 0,3 Theo định luật bảo toàn electron: 2x = 0,6 + 0,3 = 0,9 ⇒ x = 0,45 ⇒ MA = 28,8 =64 (gam) ⇒ A ≡ Cu 0,45 ⇒ nCu(NO3)2 = nCu = 0,45 mol ⇒ m Cu(NO3)2 = n x M = 0,45 x 188 = 84,6 gam Cách 3: 3A + 8HNO3 → 3A(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) A + 4HNO3 → A(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (2) mmuối = m kim loại phản ứng + m NO-3 Dựa vào PTPU ta nhận xét sau: n NO (1)= 3n NO = 0,6 mol n NO- (2)= n NO = 0,3 mol mmuối = m kim loại phản ứng + m NO-3 = 28,8 + 0,9 x 62 = 84,6 gam Cách 4: 3A + 8HNO3 → 3A(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) A + 4HNO3 → A(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (2) Vì tỉ lệ n NO 0,2 nên ta viết thành phương trình ta phải cho phương trình = = n NO2 0,3 có tỉ lệ số mol Với ta nhân phương trình cho phương trình cho Ta phương trình với hệ số sau 9A + 28HNO3 → 9A(NO3)2 + 4NO + 6NO2 + 14H2O (3) 0,2 0,3 Dựa theo phương trình ta suy nA = 0,45 mol MA = 28,8 =64 (gam) ⇒ A ≡ Cu 0,45 nCu(NO3)2 = nCu = 0,45 mol m Cu(NO3)2 = n x M = 0,45 x 188 = 84,6 gam ĐỀ KIỂM TRA HÓA HỌC 11 Đề Thời gian: 20 phút Câu 1: Hòa tan hoàn toàn 9,65 gam hỗn hợp A gồm Fe Al dung dịch HNO3 đặc, nóng thu 16,8 lít NO2 (đktc) Tìm khối lượng kim loại có hỗn hợp Câu 2: Hịa tan hồn tồn 42,25 gam kim loại A hóa trị khơng đổi dung dịch HNO thu 0,4 mol NO2 0, mol khí NO Tính khối lượng muối thu sau phản ứng Đáp án Học sinh chọn cách đáp án cách giải Câu Cách 1: Phương pháp đại số Fe + 6HNO3 → Fe(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (1) x 3x Al + 6HNO3 → Cu(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O (2) y 3y n NO2 = 16,8 = 0, 75(mol) 22, Gọi x, y số mol Mg Cu tham gia phản ứng (1) (2) Theo phương trình phản ứng đề ta có hệ: 56x + 27y = 9,65 3x + 3y = 0,75 Giải hệ ta được: x = 0,1; y = 0,15 Khối lượng Fe = 56 x 0,1 = 5,6 gam Khối lượng Al = 27 x 0,15= 4,05 gam Cách 2: Phương pháp bảo tồn electron Q trình nhường electron: Q trình nhận electron: Fe → Fe3+ + 3e N+5 + 1e → N+4 x 3x 0,75 0,75 Al→ Al3+ + 3e y 3y Gọi x, y số mol Fe Al ⇒ 56x +27y = 9,65 Theo định luật bảo toàn electron: 3x + 3y = 0,75 Ta có hệ: 56x +27y = 9,65 3x + 3y = 0,75 Giải hệ ta được: x = 0,1; y = 0,15 Khối lượng Fe = 56 x 0,1 = 5,6 gam Khối lượng Al = 27 x 0,15= 4,05 gam Cách 3:Phương pháp đại số Dựa vào phương trình ta nhận xét ∑n KL = 3∑ n NO2 ⇒ n 2KL= 0,75/3 = 0,25 (mol) Ta có hệ phương trình: 56x + 27y = 4,16 x + y = 0,25 Giải hệ ta được: x = 0,1; y = 0,15 Khối lượng Fe = 56 x 0,1 = 5,6 gam Khối lượng Al = 27 x 0,15= 4,05 gam Cách : phương pháp trung bình Vì kim loại có hóa trị nên gọi CTTB kim loại M Ta có ptpu: M + 6HNO3 → M(NO3)3 + 3NO2 + 3H2O n M = n NO2 =0,25 mol 9, 65 = 38, 0, 25 ⇒= MM 56 x + 27 y = 38, (1) x+ y Mà : M M = Và x + y = 0,25 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình; giải hệ phương trình ta có kết cách giải khác Câu Cách 1: 3A + 8HNO3 → 3A(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) 0,45 0,45 0,3 A + 4HNO3 → A(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (2) 0,2 0,2 0,4 Dựa vào phương trình phản ứng, ta có: nA = 0,45 + 0,2 = 0,65 mol ⇒ MA = 42,25 =65(gam) ⇒ A ≡ Zn 0,65 ⇒ nZn(NO3)2 = nZn = 0,65 mol ⇒ m Zn(NO3)2 = n x M = 0,65 x 189= 122,85 gam Cách 2: Bảo tồn e Q trình nhường electron: A→ A2+ + 2e x Quá trình nhận electron: N+5 + 3e → N+2 2x 0,9 0,3 N+5 + 1e → N+4 0,4 0,4 Theo định luật bảo toàn electron: 2x = 0,9 + 0,4 = 0,13 ⇒ x = 0,65 ⇒ MA = 42,25 =65(gam) ⇒ A ≡ Zn 0,65 ⇒ nZn(NO3)2 = nZn = 0,65 mol ⇒ m Zn(NO3)2 = n x M = 0,65 x 189 = 122,85 gam Cách 3: 3A + 8HNO3 → 3A(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) A + 4HNO3 → A(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (2) mmuối = m kim loại phản ứng + m NO-3 Dựa vào PTPU ta nhận xét sau: n NO (1)= 3n NO = 0,9 mol n NO- (2)= n NO = 0,4 mol mmuối = m kim loại phản ứng + m NO-3 = 42,25 + 1,3 x 62 = 122,85gam Cách 4: 3A + 8HNO3 → 3A(NO3)2 + 2NO + 4H2O (1) A + 4HNO3 → A(NO3)2 + 2NO2 + 2H2O (2) Vì tỉ lệ n NO 0,3 nên ta viết thành phương trình ta phải cho phương trình = = n NO2 0,4 có tỉ lệ số mol Với ta nhân phương trình cho phương trình cho Ta phương trình với hệ số sau 13A + 40HNO3 → 13A(NO3)2 + 6NO + 8NO2 + 20H2O (3) 0,65 0,3 Dựa theo phương trình ta suy nA = 0,65 mol MA = 42,25 =65 (gam) ⇒ A ≡ Zn 0,65 ⇒ nZn(NO3)2 = nZn = 0,65 mol ⇒ m Zn(NO3)2 = n x M = 0,65 x 189 = 122,85 gam Phụ lục Đề kiểm tra khối 12 ĐỀ KIỂM TRA HÓA HỌC 12 Đề Thời gian: 20 phút Câu 1: Khử hoàn toàn 6,64g hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần dùng vừa đủ 2,24lit CO (đktc) Khối lượng Fe thu bao nhiêu? Câu 2: Cho 2,81g hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO tác dụng vừa đủ với 300 ml dung dịch H2SO4 0,1M Tính khối lượng muối sunfat tạo dung dịch Đáp án Học sinh chọn cách đáp án cách giải Câu Cách 1: n CO2 = nCO = 2,24/22,4= 0,1 (mol) mCO = n x M = 0,1 x 28 = 2,8g m CO2 = n x M=0,1 x 44 = 4,4g ĐLBTKL: mA + mCO = mFe + m CO  mFe = mA + mCO – m CO = 6,64 + 2,8 – 4,4 = 5,04 g Cách 2: nO oxit = nCO = 0,1 mol mO=n x M= 0,1 x 16 = 1,6g mFe= moxit – mO = 6,64 – 1,6 = 5,04g Cách 3: FexOy + CO  Fe + CO2 Ta thấy: từ CO  CO2 : thêm nguyên tử O => khối lượng O thêm vào khối lượng oxi oxit: mO= m CO – mCO = 4,4 -2,8 = 1,6g mFe= moxit – mO = 6,64 – 1,6 = 5,04g Cách 4: Gọi x, y, z,t số mol Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 hỗn hợp A FeO + CO  Fe + CO2 y y y Fe3O4 + 4CO  3Fe + 4CO2 z 4z 3z Fe2O3 + 3CO  2Fe + 3CO2 t 3t 2t mFe = (x + y + 3z + 2t) x 56 (1) nCO = y + 4z +3t = 2,24/22,4 = 0,1 mol (2) mA=56x + (56+16)y + (56 x +16 x 4)z + (56 x 2+16 x 3)t = 6,64 = 56x +56y + 56 x 3z +56 x 2t + 16y+16 x 4z+16 x 3t = 6,64 =56(x+y+3z+2t) +16(y+4z+3t) = 6,64 (3) Thế (1,2) vào (3) ta : mFe +16 x 0,1= 6,64 mFe = 6,64-16 x 0,1 = 6,64-1,6 = 5,04gam Câu Cách 1: n H2SO4 = 0,3.0,1 = 0,03 mol m H2SO4 = n.M = 0,03.98 = 2,94 g n H2O = n H2SO4 = 0,03 mol => m H O = n.M = 0,03.18=0,54g Áp dụng ĐLBTKL: mhh + m H SO = mmuối + m H O m muối = mhh + m H SO - m H O m muối = 2,81+2,94-0,54= 5,21 g Cách 2: mO(oxit) = mO (H O) = n H O MO = 0,03.16 = 0,48 g 2 mKL = moxit – mO = 2,81 – 0,48 = 2,33 g mSO4 = n.M = 0,03 96= 2,88 g m muối = mKL + mSO = 2,88 + 2,33= 5,21 g Cách 3: Fe2O3  Fe2(SO4)3; MgO  MgSO4; ZnO  ZnSO4 → → → nO (oxit) = n SO = n H SO = 0,03 mol 4 Từ ta tính mKL; => mSO ; => mmuối = mKL+ mSO 4 Cách 4: Fe2O3 + 3H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + 3H2O x 3x x MgO + H2SO4 -> MgSO4 + H2O y y y ZnO + H2SO4 -> ZnSO4 + H2O z z z m oxit = (56.2+16.3)x + (24+16)y + (65+16)z m muối = (56.2+96.3)x + (24+96)y + (65+96)z =(56.2+16.3)x + (24+16)y + (65+16)z + 240x + 80y +80z = moxit + 80(3x+y+z) =moxit +80.naxit = 2.81 + 80.0,03 = 5,21 g ĐỀ KIỂM TRA HÓA HỌC 12 Đề Thời gian: 20 phút Câu 1: Khử hoàn toàn 8g hỗn hợp A gồm Fe, FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần dùng vừa đủ 3,36lit CO (đktc) Khối lượng Fe thu bao nhiêu? Câu 2: Cho 5g hỗn hợp gồm Fe2O3, MgO, ZnO tác dụng vừa đủ với 500 ml dung dịch H2SO4 0,2M Tính khối lượng muối sunfat tạo dung dịch Đáp án Bài tập đề giống tập đề đổi số Vì chúng tơi giải cách đề trình bày Học sinh làm cách đáp án cách giải Câu n CO2 = nCO = 3,36/22,4= 0.15 (mol) mCO = n x M = 0,15 28 = 4,2g m CO = n x M = 0,15 44 = 6,6g ĐLBTKL: mA + mCO = mFe + m CO  mFe = mA + mCO – m CO = + 4,2 – 6,6 = 5,6g Câu n H2SO4 = 0,5.0,2 = 0,1 mol m H2SO4 = n.M = 0,1.98 = 9,8 g n H2O = n H2SO4 = 0,1mol => m H O = n.M = 0,1.18 =1,8g Áp dụng ĐLBTKL: mhh + m H SO = mmuối + m H O mmuối = mhh + m H SO - m H O m muối = + 9,8 – 1,8 = 13 g Phụ lục Phiếu điều tra giáo viên Trường Đại học Sư Phạm Tp.HCM Lớp cao học khóa 18 PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN Ngày … tháng……năm 200… Để góp phần nâng cao chất lượng dạy - học mơn Hóa học trường THPT hiệu việc sử dụng toán hóa học nhằm phát triển tư cho học sinh, mong q thầy (cơ) vui lịng cho biết ý kiến số vấn đề đây: Xin q thầy (cơ) vui lịng cho biết số thông tin cá nhân: - Nơi công tác : …………………………………………… - Trình độ : Cao đẳng □ Đại học □ Thạc sĩ □ Tiến sĩ □ - Số năm tham gia giảng dạy Hóa học trường THPT : …… Q thầy (cơ) vui lịng cho biết số thơng tin việc sử dụng tập hóa học (của thân) dạy học trường THPT: (Đánh dấu X vào nội dung thầy lựa chọn) Hình thức BTHH thầy (cô) sử dụng Không sử dụng - Bài toán (1 cách giải) rèn luyện nhiều kĩ tính tốn - Bài tốn (1 cách giải) có nét độc đáo, khơng thiên tính tốn - Bài tốn nhiều cách giải Không thường xuyên Thường xuyên Rất thường xuyên tập hóa học Dạng tập Xin quý thầy (cơ) vui lịng cho bi ết tác ụng d phát triển tư dạng Mức độ Ít T.bình Tốt Rất tốt - Bài tập lý thuyết - Bài tập thực nghiệm định tính - Bài tốn hóa học (bài tập hóa học có tính tốn) - Bài tập thực nghiệm định lượng Xin quý thầy (cơ) vui lịng cho biết tác dụng phát triển tư dạng đề kiểm tra Mức độ phát triển tư quý Dạng đề kiểm tra - Hình thức trắc nghiệm - Hình thức tự luận - Hình thức khác… Ít T.bình Tốt Rất tốt Xin thầy (cô) cho biết tác dụng phát triển tư biện pháp sử dụng tập Tác dụng Biện pháp sử dụng tập Ít - Dùng BT yêu cầu cách giải kết quả, nặng tính tốn Bình thường Tốt Rất tốt - Dùng BT có nhiều cách giải, khuyến khích HS tìm cách giải mới, nhận nét độc có cách giải tối ưu - Dùng BT yêu cầu học sinh giải nhanh - Cách khác:……………………………………………………… Khi sử dụng toán có nhiều cách giải, biện pháp thầy (cô) sử dụng nào? Không sử dụng Biện pháp Không thường xuyên Thường Rất xuyên thường xuyên - GV hướng dẫn cho HS BTHH theo nhiều cách - Học sinh chọn lựa, đề xuất cách giải cho tốn hóa học - Các nhóm thảo luận đưa cách giải tối ưu cho toán - Cho học sinh tự chọn cách giải nhanh tốn - Các nhóm thảo luận đưa cách giải cho tốn - Cho nhóm học sinh làm báo cáo toán nhiều cách giải theo chương mục - Yêu cầu HS tự đề tập có nhiều cách giải - Cho HS sưu tầm tốn hóa học nhiều cách giải - Phương pháp khác: ………………………………………… …………………………………………………………… Chúng mong nhận nhiều ý kiến đóng góp, bổ sung quý đồng nghiệp Xin chân thành cám ơn ! Phụ lục Phiếu điều tra học sinh Trường Đại học Sư Phạm Tp.HCM Lớp cao học khóa 18 PHIẾU THAM KHẢO Ý KIẾN Ngày … tháng……năm 20… Các em học sinh thân mến! Dưới số câu hỏi nhằm đánh giá mức độ phát triển tư qua toán nhiều cách giải mà em rèn luyện Rất mong em trả lời cách khoanh trò n vào chữ số tương ứng với mức độ từ thấp đến cao Em vui lịng cho biết số thơng tin cá nhân: Học sinh trường: ……………………………… Lớp 10 □ Lớp 11 □ Lớp 12 □ Em vui lòng cho biết ý kiến tác dụng toán hóa học nhiều cách giải: Tác dụng tốn hóa học nhiều cách giải Làm tăng hứng thú học tập môn Mức độ Kích thích trí tị mị, ham học hỏi Tư linh hoạt Kích thích tìm tòi, sáng tạo 5 Biết nhiều phương pháp giải tốn hóa học u thích mơn Hóa Tăng khả tự học hợp tác Khả làm tốn nhanh xác Điểm số cao 5 Bài toán nhiều cách giải giúp em phát triển thao tác tư sau: Các thao tác tư Mức độ phát triển So sánh Phân tích Tổng hợp Khái quát 5 Trừu tượng Quy nạp Diễn dịch Suy luận tương tự Xin chân thành cảm ơn em! Giáo viên thực đề tài Dương Thị Kim Tiên ... hệ thống BTHH nhiều cách giải nhằm phát triển tư nâng cao hiệu dạy học trường THPT Nhiệm vụ đề tài - Nghiên cứu lí luận tốn hóa học nhiều cách giải phát triển tư học s inh trình dạy học hóa học. .. ? ?Thiết kế hệ thống tốn hóa học nhiều cách giải nhằm phát triển tư nâng cao hiệu dạy học trường trung học phổ thông? ?? Khách thể đối tư? ??ng nghiên cứu 2.1 Khách th nghiên cứu : Q trình d y học hóa. .. tác dụng, tốn hóa học, 10 phương pháp giải tốn hóa học Vấn đề tư phát triển tư qua tập nhiều cách giải Mối quan hệ tốn hóa học nhiều cách giải việc nâng cao hiệu dạy học trung học phổ thơng Thực