Đào tạo học sinh về các phương pháp giải toán nhanh không chỉ có ý nghĩa trong việc vận dụng kiến thức mà còn giúp họ phát triển kỹ năng xử lý vấn đề và tư duy linh hoạt.Phương pháp tăng
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIÁO DỤC
TIỂU LUẬN CUỐI KÌ
Đề số 3: Phân tích và vận dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để dạy học bài tập hoá học phổ thông Lấy ví dụ minh hoạ một giờ dạy sử dụng phương pháp đó (thiết kế kế hoạch bài dạy cụ thể).
Học phần: DẠY HỌC BÀI TẬP HOÁ HỌC PHỔ THÔNG (TMT2032)
Trang 2PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG TRONG HÓA HỌC
LỜI CẢM ƠN
Quá trình thực hiện, hoàn thiện môn học “Dạy học bài tập Hóa học trong phổ thông” có lẽ là giai đoạn quan trọng trong quãng đường mỗi sinh viên chúng em, là tiền đề nhằm trang bị cho chúng em những kĩ năng nghiên cứu, những kiến thức quý báu trước khi lập nghiệp và vào nghề Qua đây, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người đã giúp đỡ em trong suốt thời gian vừa qua:
Em xin gửi lời cảm ơn tới Ban giám hiệu, Ban chủ nhiệm Khoa sư phạm, trường Đại học Giáo dục – Đại học Quốc gia Hà Nội đã giúp đỡ và tạo điều kiện về cơ sở vật chất, đặc biệt là hệ thống thư viện hiện đại, đa dạng các loại sách, tài liệu thuận lợi cho việc tìm kiếm, nghiên cứu thông tin và rất tiện ích cũng như dễ dàng cho quá trình tiếp thu kiến thức.
Em xin chân thành cảm ơn TS Phạm Thị Kim Giang – người đã tận tình hướng dẫn, động viên em trong suốt quá trình học tập.
Tuy nhiên, em cảm thấy em vẫn còn nhiều hạn chế trong việc xây dựng các hoạt động học tập, các dạng bài tập chắc chắn sẽ không trành khỏi những thiếu sót Em rất mong nhận được sụ nhận xét, ý kiến đóng góp, phê bình từ phía thầy cô Đó sẽ là hành trang quý giá để em có thể hoàn thiện mình sau này, chắc chắn sẽ tốt hơn và tự tin hơn khi bước vào nghề.
Em xin chân thành cảm ơn!
Trang 3LỜI NÓI ĐẦU
Hóa học, là một môn khoa học tự nhiên, đòi hỏi sự hiểu biết sâu rộng về các quy luật và phản ứng của chất Bài tập hóa học không chỉ đóng vai trò quan trọng trong việc củng cố kiến thức, mà còn tạo ra một cơ hội học tập logic và cấu trúc Thông qua việc giải bài tập, học sinh có cơ hội học tập một cách hệ thống, ghi nhớ kiến thức một cách có trình tự, từ đó rèn luyện khả năng tư duy logic và sáng tạo.
Khi hình thức thi được chuyển từ tự luận sang trắc nghiệm, việc giải toán nhanh trở nên quan trọng hơn bao giờ hết Đào tạo học sinh về các phương pháp giải toán nhanh không chỉ có ý nghĩa trong việc vận dụng kiến thức mà còn giúp họ phát triển kỹ năng xử lý vấn đề và tư duy linh hoạt.
Phương pháp tăng giảm khối lượng, một phương pháp giải bài tập khá đơn giản và hiệu quả, có thể áp dụng rộng rãi trong hóa học phổ thông Tuy nhiên, việc học sinh gặp khó khăn và không tự tin khi sử dụng phương pháp này có thể xuất phát từ việc họ chưa thực sự hiểu rõ về cách áp dụng linh hoạt và phù hợp của nó vào từng bài tập cụ thể.
Do đó, đề tài "Phân tích và vận dụng phương pháp tăng giảm khối lượng để dạy học bài tập hoá học phổ thông" sẽ tập trung vào việc nghiên cứu sâu về cách thiết kế bài tập theo phương pháp tăng giảm khối lượng, từ đó giúp học sinh hiểu rõ và linh hoạt áp dụng phương pháp này vào các bài tập cụ thể Điều này sẽ giúp nâng cao khả năng giải quyết vấn đề của học sinh và tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình học tập hiệu quả trong môn Hóa học Vì vậy, em quyết định chọn đề tài này để trình bày.
Trang 4I MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Giúp học sinh nắm vững kiến thức, hiểu đúng đắn về phương pháp tăng giảm khối lượng và phạm vi áp dụng trong giải bài tập hóa học phổ thông.
Học simh biết cách sử dụng và vận dụng linh hoạt phương pháp tăng giảm khối lượng trong các dạng bài tập khác nhau giúp tăng tốc độ giải toán và đạt kết quả cao trong các kì thi.
II ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu phương pháp tăng giảm kối lượng trong giải bài tập hóa học cấp cơ sở, cấp phổ thông.
Nghiên cứu các dạng bài tập liên quan và áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng.
III PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu qua sách, báo, internet, bài nghiên cứu, … Sử dụng bài tập hóa học
Phương pháp tổng kết, rút kinh nghiệm Phương pháp thực nghiệm.
IV KẾ HOẠCH VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 1 Kế hoạch nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu trong năm học 2023-2024 2 Phạm vi nghiên cứu
Học sinh khối THCS và THPT
Trang 5NỘI DUNG I CƠ SỞ CỦA PHƯƠNG PHÁP
1 Nguyên tắc
Mọi sự biến đổi hóa học (được mô tả bằng phương trình phản ứng) đều có liên quan đến tăng hoặc giảm khối lượng.
Dựa vào sự tăng hoặc giảm khối lượng khi chuyển 1 mol chất X thành 1 hoặc nhiều mol chất Y (có thể qua các giai đoạn trung gian) ta dễ dàng tính được số mol của các chất và ngược lại từ số mol hoặc quan hệ số mol của các chất ta sẽ biết được sự tăng giảm khối lượng của các chất X,Y.
Dấu hiệu: Đề bài cho khối lượng, mối quan hệ khối lượng giữa các chất trong phản ứng hóa học.
Chú ý:
+ Xác định đúng mối liên hệ tỉ lệ giữa các chất đã biết với chất cần xác định, sử dụng định luật bảo toàn nguyên tố để xác định chính xác tỉ lệ này
+ Xác định khi chuyển từ chất X thành Y ( hoặc ngược lại) thì khối lượng tăng lên hoặc giảm đi theo tỉ lệ phản ứng và theo đề bài cho
+ Lập phương trình toán học để giải 2 Ưu điểm
Đa dạng hóa quá trình học: Phương pháp này cho phép giáo viên điều chỉnh lượng kiến thức cung cấp cho học sinh Bằng cách tăng hoặc giảm độ phức tạp của bài tập, nó tạo ra sự linh hoạt trong quá trình học tập.
Tăng tương tác: Bằng cách thay đổi độ khó của bài tập, phương pháp này khuyến khích sự tương tác giữa giáo viên và học sinh Học sinh có cơ hội nhận phản hồi và sự hỗ trợ cá nhân hơn từ giáo viên.
Phù hợp với đa dạng hóa học sinh: Phương pháp này có thể phù hợp với nhiều mức độ học tập khác nhau Từ những bài tập cơ bản cho đến những thách thức cao hơn, nó có thể phục vụ được nhu cầu học tập của từng học sinh.
3 Nhược điểm
Đòi hỏi kỹ năng đánh giá: Để điều chỉnh khối lượng thông tin một cách hiệu quả, giáo viên cần có kỹ năng đánh giá rất tốt về năng lực và tiến độ học tập của học sinh Điều này đôi khi có thể là một thách thức đối với giáo viên.
Trang 6Cần thời gian và kế hoạch chuẩn bị: Việc thiết kế và chuẩn bị các bài giảng, bài tập phù hợp với từng mức độ khó khăn đòi hỏi thời gian và công sức.
Khó khăn trong việc duy trì sự cân đối: Đôi khi, việc điều chỉnh khối lượng kiến thức có thể không được cân đối, dẫn đến sự chênh lệch trong kiến thức học sinh nhận được.
Yêu cầu sự linh hoạt: Phương pháp này yêu cầu giáo viên phải linh hoạt trong việc thay đổi cách tiếp cận dạy học, điều này có thể đòi hỏi một số giáo viên phải thay đổi phong cách dạy học của họ.
4 Phạm vi áp dụng
+ Các bài toán hỗn hợp nhiều chất.
+ Chưa biết rõ phản ứng xảy ra hoàn toàn hay không hoàn toàn + Các bài toán liên quan đến phản ứng thế
+ Các bài toán về nhiệt luyện
Các phản ứng thường áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng
- Phản ứng kim loại tác dụng với dd acid loãng
muối
tăng gốc acid muối KL ( gốc acid acid) - Phản ứng kim loại A tác dụng với muối của kim loại B
muối muối
sau phản ứng khối lượng thanh KL A tăng (VD:…)
sau phản ứng khối lượng thanh KL A giảm (VD:…)
- Phản ứng muối carbonate (carbonic acid) tác dụng với dd acid loãng
tăng muối chloride muối carbonate (VD: …)
tăng muối sunfat muối carbonate (VD: …)
- Phản ứng oxygende kim loại tác dụng với dd acid loãng
Trang 7- Phản ứng tác dụng với dung dịch
khối lượng dung dịch giảm so với ban đầu giảm
khối lượng dung dịch giảm so với ban đầu giảm
- Phản ứng tác dụng với oxygende
hỗn hợp khí tăng chất rắn giảm oxygen trong oxygende phản ứng II PHÂN LOẠI CÁC DẠNG BÀI TẬP VÀ MỘT SỐ LƯU Ý KHI GIẢI TOÁN
1 Dạng 1: Kim loại + acid HCl, H2SO4 loãng hoặc hợp chất có nhóm OH linh động.
Từ (1) và (2) ta thấy: khối lượng kim loại giảm vì đã tan vào dung dịch dưới dạng ion, nhưng nếu cô cạn dung dịch sau phản ứng thì khối lượng chất rắn thu được sẽ tăng lên so với khối lượng kim loại ban đầu, nguyên nhân là do có anion gốc acid thêm vào.
Từ (3) ta thấy: khi chuyển 1 mol Na vào trong muối sẽ giải phóng 0,5 mol khí hydrogen tương ứng với sự tăng khối lượng là Do đó, khi biết số mol hydrogen và ta sẽ suy ra được
2 Dạng 2: Kim loại + Muối KL + muối muối mới + KL mới
Độ giảm: = khối lượng muối mới – khối lượng muối Độ tăng: = khối lượng muối – khối lượng muối mới 3 Dạng 3: Muối này chuyển hóa thành muối khác
Khối lượng muối thu được có thể tăng hoặc giảm do có sự thay thế anion gốc acid này bằng gốc anion gốc acid khác, sự thay thế luôn tuân theo quy tắc hóa trị (nếu hóa trị của nguyên tố kim loại không thay đổi)
Trang 8(cứ 1 mol được thay thế bằng 2 mol )
(cứ 1 mol được thay thế bằng 1 mol ) 4 Dạng 4: Muối + Muối
Cho dung dịch dư tác dụng với dung dịch hỗn hợp có hòa tan 6,25 gam hai muối KCl và KBr thu được 10,39 gam hỗn hợp AgCl và AgBr Hãy xác định số mol hỗn hợp đầu.
Cách giải:
Đặt công thức chung của và là , khi đó ta có phương trình:
Vậy tổng số mol ban đầu là
5 Dạng 5: Muối cacbonat (muối sunfit) + HCl
Cho 3,06 gam hỗn hợp hai muối và tác dụng với dung dịch HCl thu được V lít khí (đktc) và dung dịch X Cô cạn dung dịch X được 3,39 gam muối khan Tính giá trị của V?
Cách giải: Ta có:
Trang 9Vậy
6 Dạng 6: Bài toán nhiệt luyện
Oxygende
Ta thấy: dù không xác định được Y gồm những chất gì nhưng ta luôn có số mol các chất vì oxygen bị tách ra khỏi oxygende và thêm vào (hoặc ) tạo
hoặc 7 Dạng 7: Bài toán nhiệt phân
Nung 100 gam hỗn hợp gồm và cho đến khi khối lượng hỗn hợp không đổi thu được 69 gam chất rắn TÍnh số mol sau phản ứng Cách giải
Chỉ có muối bị nhiệt phân:
8 Đánh giá về phương pháp tăng giảm khối lượng
Phương pháp này cho phép ta giải nhanh được nhiều bài toán khi đã biết quan hệ về khối lượng cũng như tỉ lệ của mỗi chất trước và sau phản ứng.
Trong trường hợp, chưa biết phản ứng có xảy ra hoàn toàn hay không thì sử dụng phương pháp này sẽ giúp đơn giản hóa bài toán đã cho.
Với mọi bài toán được giải bằng phương pháp tăng giảm khối lượng thì cũng được giải bằng phương pháp bảo toàn khối lượng.
Phương pháp này cũng thường được dùng trong các bài tập hỗn hợp nhiều chất III MỘT SỐ VÍ DỤ VÀ BÀI TẬP
Trang 101 Một số ví dụ cơ bản
Câu 1.Hòa tan 23,8 g muối và vào thấy thoát ra mol khí Cô cạn dung dịch thu được bao nhiêu gam muối khan?
Lời giải
Gọi số mol của là , của là , phương trình phản ứng xảy ra là:
Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng, ta có: Sau phản ứng khối lượng muối tăng:
Câu 2.Cho 20,15 gam hỗn hợp 2 acid no đơn chức tác dụng vừa đủ với dung dịch thì thu được V lít khí (đktc) và dung dịch muối Cô cạn dung dịch thì thu được 28,96 gam muối Giá trị của V là?
Trang 11Câu 3.Nhúng một thanh Kẽm và một thanh Sắt vào cùng dung dịch Sau một thời gian lấy 2 thanh kim loại ra thấy trong dung dịch còn lại nồng độ mol của bằng 2,5 lần nồng độ Mặt khác khối lượng dung dịch giảm 2,2 gam Khối lượng bám lên Kẽm và Sắt lần lượt là?
Lời giải
Gọi số mol của là Nồng dộ mol tỉ lệ với số mol
PTHH:
Khối lượng dung dịch giảm: sinh ra p/ư p/ư
Theo ta có khối lượng bám vào thanh Kẽm là: g
Theo ta có khối lượng bám vào thanh Sắt là: g 2 Bài tập áp dụng
Trang 12Câu 1.Cho một cái đinh sắt nhúng vào trong 100ml dung dịch 1M Sau một thời gian lấy đinh sắt lau khô thấy khối lượng đinh sắt tăng 0,08g Tính CM của dung dịch sau phản ứng, coi như thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể.
Câu 2.Cho 16g tác dụng vừa đủ với 120ml dung dịch HCl Sau phản ứng thu được 32,5g muối khan Tính CM của dung dịch HCl.
Câu 3.Cho (g) tác dụng vừa đủ với (g) dung dịch tạo thành dung dịch (A) Cho (A) bay hơi đến khô, thu được (m1 + 1,65) g muối khan Tính
Câu 4.Có 1 lít dung dịch hỗn hợp 0,1 mol/l và 30,25 mol/l Cho 43 gam hỗn hợp và vào dung dịch đó.
Trang 13Câu 5.Hoà tan hoàn toàn 23,8 gam hỗn hợp một muối carbonat của kim loại hoá trị (I) và một muối carbonat của kim loại hoá trị (II) bằng dung dịch HCl thấy thoát ra 4,48 lít khí (đktc) Cô cạn dung dịch thu được sau phản ứng thì khối lượng muối khan thu được là bao nhiêu?
Câu 6.Cho dung dịch dư tác dụng với dung dịch hỗn hợp có hòa tan 6,25 gam hai muối KCl và KBr thu được 10,39 gam hỗn hợp AgCl và AgBr Hãy xác định số mol hỗn hợp đầu.
Câu 7.Nhúng một thanh graphit được phủ một lớp kim loại hóa trị (II) vào dung dịch dư Sau phản ứng khối lượng của thanh graphit giảm đi 0,24 gam Cũng thanh graphit này nếu được nhúng vào dung dịch thì khi phản ứng xong thấy khối lượng thanh graphit tăng lên 0,52 gam Kim loại hóa trị (II) là kim loại nào sau đây?
Câu 8.Hoà tan hoàn toàn 104,25 gam hỗn hợp X gồm NaCl và NaI vào nước được dung dịch A Sục khí dư vào dung dịch A Kết thúc thí nghiệm, cô cạn dung dịch thu được 58,5 gam muối khan Khối lượng NaCl có trong hỗn hợp X là
Câu 9.Ngâm một vật bằng đồng có khối lượng 15 gam trong 340 gam dung dịch 6% Sau một thời gian lấy vật ra thấy khối lượng trong dung dịch giảm 25% Khối lượng của vật sau phản ứng là
Câu 10 Nung 100 gam hỗn hợp gồm và cho đến khi khối lượng hỗn hợp không đổi được 69 gam chất rắn Xác định phần trăm khối lượng của mỗi chất tương ứng trong hỗn hợp ban đầu.
Câu 11 Cho 4,48 lít CO (đktc) tác dụng với FeO ở nhiệt độ cao một thời gian, sau phản ứng thu được chất rắn X có khối lượng bé hơn 1,6gam so với khối lượng FeO ban đầu Tính khối lượng Fe thu được và % thể tích trong hỗn hợp khí sau phản ứng?
Câu 12 Nung 47,40 gam kali pemanganat một thời gian thấy còn lại 44,04 gam chất rắn Tính % khối lượng kali pemanganat đã bị nhiệt phân?
Trang 14Câu 13 Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm
trong 500ml dung dịch 0,1M vừa đủ Sau phản ứng hỗn hợp muối sulfat khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là bao nhiêu?
Câu 14 Cho hỗn hợp X gồm NaCl và NaBr tác dụng với dung dịch dư thì lượng kết tủa thu được sau phản ứng bằng khối lượng đã tham gia phản ứng Tính thành phần % khối lượng NaCl trong X?
Câu 15 Hòa tan hoàn toàn 2,43 gam hỗn hợp gồm Mg và Zn vào một lượng vừa đủ dung dịch loãng, sau phản ứng thu được 1,12 lít H2 (đktc) và dung dịch X Khối lượng muối trong dung dịch X là
A 7,23 gam B 7,33 gam C 4,83 gam D 5,83 gam.
Câu 16 Hòa tan hoàn toàn 20,6 gam hỗn hợp gồm và bằng dung dịch HCl dư, thu được V lít khí (đktc) và dung dịch chứa 22,8 gam hỗn hợp muối Giá trị của V là
Câu 17 Hoà tan hoàn toàn 2,81 gam hỗn hợp gồm
trong 500 ml acid HCl 0,2M (vừa đủ) Sau phản ứng, hỗn hợp muối chloride khan thu được khi cô cạn dung dịch có khối lượng là :
A 6,81 gam B 4,76 gam C 3,81 gam D 5,56 gam.
Câu 18 Cho dung dịch dư tác dụng với dung dịch hỗn hợp có hòa tan 6,25 gam hai muối KCl và KBr thu được 10,39 gam hỗn hợp AgCl và AgBr Số mol các chất trong hỗn hợp đầu là :
A 0,08 mol B 0,06 mol C 0,03 mol D 0,055 mol.
Trang 15Câu 19 Có hỗn hợp gồm NaI và NaBr Hòa tan hỗn hợp vào nước Cho brome dư vào dung dịch Sau khi phản ứng thực hiện xong, làm bay hơi dung dịch, làm khô sản phẩm, thì thấy khối lượng của sản phẩm nhỏ hơn khối lượng hỗn hợp 2 muối ban đầu là m gam Lại hòa tan sản phẩm vào nước và cho clo lội qua cho đến dư Làm bay hơi dung dịch và làm khô chất còn lại người thấy khối lượng chất thu được lại nhỏ hơn khối lượng muối phản ứng là m gam Thành phần phần trăm về khối lượng của NaBr trong hỗn hợp đầu là :
Câu 20 Một bình cầu dung tích 448 ml được nạp đầy oxygen rồi cân Phóng điện để ozon hoá, sau đó nạp thêm cho đầy oxygen rồi cân Khối lượng trong hai trường hợp chênh lệch nhau 0,03 gam Biết các thể tích nạp đều ở đktc Thành phần % về thể tích của ozon trong hỗn hợp sau phản ứng là :
A 9,375% B 10,375% C 8,375% D.11,375%.
Câu 21 Cho một lượng bột Zn vào dung dịch X gồm và Khối lượng chất rắn sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn nhỏ hơn khối lượng bột Zn ban đầu là 0,5 gam Cô cạn phần dung dịch sau phản ứng thu được 13,6 gam muối khan Tổng khối lượng các muối trong X là :
A 17,0 gam B 13,1 gam C 19,5 gam D 14,1 gam.
Câu 22 Cho m gam hỗn hợp bột Zn và Fe vào lượng dư dung dịch Sau khi kết thúc các phản ứng, lọc bỏ phần dung dịch thu được m gam bột rắn Thành phần phần trăm theo khối lượng của Zn trong hỗn hợp bột ban đầu là : A 90,27% B 85,30% C 82,20% D 12,67%.
Câu 23 Lấy 2 thanh kim loại M hoá trị II Thanh 1 nhúng vào 250 ml dung dịch ; thanh 2 nhúng vào 250 ml dung dịch Sau khi phản ứng kết thúc, thanh 1 tăng 16 gam, thanh 2 tăng 20 gam Biết nồng độ mol/l của 2 dung dịch ban đầu bằng nhau Vậy M là :