Việc vận dụng phương pháp bảotoàn nguyên tố vào giải nhanh một số bài tập hóa học tỏ ra nhiều ưu việt, đặc biệt làkhi các kỳ thi hiện nay đã chuyển đổi sang phương pháp trắc nghiệm khách
Trang 1Qua quá trình giảng dạy, qua tham khảo tài liệu tôi dã tích lũy được một sốkinh nghiệm về phương pháp giải bài tập hóa học Việc vận dụng phương pháp bảotoàn nguyên tố vào giải nhanh một số bài tập hóa học tỏ ra nhiều ưu việt, đặc biệt làkhi các kỳ thi hiện nay đã chuyển đổi sang phương pháp trắc nghiệm khách quan.Trong trường hợp này học sinh tiết kiệm được rất nhiều thời gian tính toán cho kết quảnhanh, chính xác Chính vì vậy tôi chọn đề tài này:
“Hướng dẫn học sinh giải bài tập theo phương pháp bảo toàn nguyên tố”
II-MỤC ĐÍCH CỦA SÁNG KIẾN
Giúp học sinh nghiên cứu cơ sở lý thuyết và phương pháp giải các bài tập trắc nghiệm theo phương pháp bảo toàn nguyên tố
Trang 2III Đối tượng nghiên cứu
3.1 - Cơ sở lý luận về phương pháp giải bài tập toán hóa học theo phương pháp bảotoàn nguyên tố
3.2 - Các dạng toán thường gặp học sinh vận dụng giải một số bài tập trắc nghiệm hóahọc
3.3 - Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài , rút ra bài học kinh nghiệm góp phần nângcao chất lượng dạy và học môn hóa tại trường THPT số 1 Bắc Hà
IV Đối tượng khảo sát thực nghiệm
Đối tượng áp dụng là học sinh lớp 12A1,12A2 năm học: 2008-2009
Lớp 11A2 , 10A1 năm học 2010-2011, lớp 11A2, 11A3 năm học 2011-2012
V Phương pháp nghiên cứu
Đề tài được viết dựa trên cơ sở thực tế giáo viên hướng dẫn học sinh phương pháp giảibài tập trắc nghiệm hóa học Trong đó có phương pháp truyền thống, phương pháp bảotoàn nguyên tố.Tổ chức giảng dạy ở một số lớp, đánh giá việc vận dụng phương phápnày sau khi đã được học tập So sánh kết quả làm bài với một số học sinh khác khôngvận dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố
Trên cơ sở kết quả thu được, đánh giá ưu điểm và khái quát thành phương phápchung cho một số dạng bài tập hóa học có thể giải bằng phương pháp này
VI Phạm vi và kế hoạch nghiên cứu đề tài
1.Phạm vi nghiên cứu
Trang 3Phương phỏp và kỹ thuật giải nhanh bài tập trắc nghiệm mụn húa học
2 Kế hoạch thực hiện đề tài
Nghiờn cứu thực trạng học sinh cỏc lớp dạy từ năm học 2007-2008 đến nay khảo sỏt về khả năng giải bài tập trắc nghiệm húa học
Lập kế hoạch thực hiện đề tài trong học kỳ 1 năm học 2011-2012 ở 2 lớp 11A2,11A3
Nhận xột-kết luận về hiệu quả của đề tài ở học sinh lớp 11A2, 11A3
Hoàn thiện đề tài : Thỏng 4 năm 2012
PHẦN II: NỘI DUNGI.Cơ sở lý luận của phương phỏp bảo toàn nguyờn tố
1 Cơ sở của phương phỏp
Nguyờn tắc chung của phương phỏp này là dựa vào Định luật bảo toàn nguyờn
tố (BTNT): “Trong cỏc phản ứng húa học thụng thường, cỏc nguyờn tố luụn được bảotoàn”.điều này cú nghĩa là: Tổng số mol nguyờn tử của một nguyờn tố X bất kỡ trước
và sau phản ứng là luụn bằng nhau
Điểm mấu chốt của phương phỏp là phải xỏc định được đỳng cỏc hợp phần chứanguyờn tố X ở trước và sau phản ứng , ỏp dụng định luật bảo toàn nguyờn tố với X rỳt
Trang 4ra mối quan hệ giữa các hợp phần kết luận cần thiết.
2 Một số chú ý
- Hạn chế viết phương trình phản ứng mà thay vào đó nên viết sơ đồ phản ứng(sơ
đồ hợp thức có chú ý hệ số ) biểu diễn các biến đổi cơ bản của các nguyên tố quantâm
- Đề bài thường cho (hoặc qua dữ kiện bài toán sẽ tính được) số mol của nguyên tốquan tâm, từ đó xác định được lượng (mol, khối lượng) của các chất
- Phương pháp bảo toàn nguyên tố có thể áp dụng cho hầu hết dạng bài tập đặc biệt
là dạng bài hỗn hợp nhiều chất, xảy ra nhiều biến đổi phức tạp
- Khi áp dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố thường sử dụng kèm các phươngpháp bảo toàn khác ( bảo toàn khối lượng, electron)
II Thực trạng vấn đề nghiên cứu
2.1 Khảo sát điều tra
Kháo sát lớp 12A2 (năm 2007), lớp 11A1, 12A2 ( năm 2008) lớp 10A1 (năm2010)
*Giới thiệu hiện trạng khi chưa thực hiện đề tài
Trong mỗi năm học khi dạy bài tập về dạng này, tôi thường cho học sinh làm một
số bài tập nhỏ ( kiểm tra 15 phút) để đánh giá mức độ nắm vững kiến thức và kỹ nănglàm làm bài tập dạng này
Tôi thường cho học sinh làm một số bài tập sau:
Trang 5VD1: Hỗn hợp chất rắn A gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4 Hòa tan hoàn toàn Abằng dung dịch HCl dư, thu được dung dịch B Cho NaOH dư vào B, thu được kết tủa
C Lọc lấy kết tủa, rửa sạch rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi
thu được m gam chất rắn D Tính m
VD2: Hòa tan hoàn toàn hh gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 ( vừa đủ) thì thu được dd X ( chỉ chứa 2 muối sunfat ) và khí duy nhất NO Giá trị của a là baonhiêu ?
Sau khi chấm bài thu được kết quả như sau
sát tại
Năm
SốHS
Khi khảo sát ở các lớp khác nhau với những đối tượng khác nhau,tôi nhận thấy có một
số đặc điểm chung sau:
- Nhiều em không hiểu bài, không biết cách làm bài dạng này
- Phần lớn các em chưa làm xong bài hoặc giải sai, nhầm không ra được kết quả.Điểm khá giỏi it chủ yếu điểm trung bình, yếu
Nguyên nhân chính là do
- Học sinh chưa nắm chắc kiến thức cơ bản, giải theo phương pháp truyền thốngmất nhiều thời gian
Trang 6- Nắm tính chất còn lơ mơ, kỹ năng viết PTHH yếu học sinh mất nhiều thời gian ởphần viết PTHH.
2.2 Những biện pháp thực hiện
2.2.1.Đối với giáo viên
- Hướng dẫn học sinh cơ sở của phương pháp: tóm lược nội dung của phương pháp vàchú ý khi áp dụng
-Tổng hợp các dạng bài tập thường gặp: Đưa ra ví dụ, hướng dẫn học sinh giải chi tiết
có nhận xét, khắc sâu giúp học sinh nhận dạng bài tập trong tài liêu: SGK, SBT, Sáchtham khảo, các đề thi đại học, cao đẳng hàng năm
-Với mỗi bài tập trước khi giải tôi đều hướng dẫn học sinh cách phân tích yêu cầu của
đề bài , định hướng cách giải
-Lưu ý sau khi giải bài tập:
+ Khắc sâu những vấn đề trọng tâm , những điểm khác biệt
+ Nhấn mạnh những điểm mà học sinh hay nhầm, khó hiểu
+ Mối liên hệ giữa các đại lượng,
2.2.2 Đối với học sinh
-Phải nắm vững cơ sở lý thuyết của phương pháp
-Làm hết các bài tập được giao , làm thêm các bài tập trong SGK, SBT, sách thamkhảo
-Nhận dạng loại bài tập và hiểu rõ nội dung của phương pháp và lưu ý khi áp dụng
- Làm bài tập tự luyện nhằm nắm vững nội dung cũng như cách thức áp dụng
Trang 72.3 Mô tả giải pháp
1- Các dạng bài tập thường gặp
Dạng 1: Từ nhiều chất đầu tạo thành một sản phẩm
Giáo viên đưa ra phương pháp chung:
Từ dữ kiện đề bài số mol của nguyên tố X trong các chất đầu tổng số mol Xtrong sản phẩm tạo thành số mol sản phẩm
+ Hổn hợp kim loại và Oxit kim loại hydroxit kim loại oxit
Al O Al O Fe O
n n
Hướng dẫn học sinh vận dụng vào giải bài tập
VD 1 Hỗn hợp chất rắn A gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4 Hòa tan hoàn toàn Abằng dung dịch HCl dư, thu được dung dịch B Cho NaOH dư vào B, thu được kết tủa
C Lọc lấy kết tủa, rửa sạch rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi
thu được m gam chất rắn D Tính m
A 80,0g B 40,0g C 60,0g D 20,0g
Hướng dẫn học sinh gi¶i nhanh :
Fe2O3 Fe2O3 2Fe3O4 3 Fe2O3
0,1 0,1 0,1 0,15
Tæng nFe2O3 = 0,1 + 0,2 = 0,25 VËy mFe2O3 = 0,25.160 = 40g
VD2: Đun nóng hỗn hợp bột X gồm 0,06mol Al, 0,01mol Fe3O4 và 0,02mol FeO mộtthời gian Hỗn hợp Y thu được sau phản ứng được hòa tan tan hoàn toàn bằng dung
Trang 8dịch HCl dư , thu được dung dịch Z Thêm NH3 vào Z cho đến dư , lọc kết tủa T, đemnung ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn Giá trị của
n n
Dạng 2: Từ một chất đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm
Giáo viên đưa ra phương pháp chung:
Từ dữ kiện đề bài tổng số mol ban đầu, số mol của các hợp phần đã cho sốmol của chất cần xác định
* Axit có tính oxihoa( HNO3, H2SO4 đặc) nX(axit)
o t
Muối + khí
nX(axit) = nX( muối) + nX(khí) ( X:N hoặc S)
* Khí CO2 ( hoặc SO2) hấp thụ vào dung dịch kiềm:
Trang 9- Khi H = 100%: n o oxit( ) n o r n( á ) n honhopkhisau n o ran( ) n hhkhitruóc
Trang 10VD1: Đốt cháy 9,8 g bột Fe trong không khí thu được hỗn hợp rắn X gồm FeO, Fe2O3,
Fe3O4 Để hòa tan X cần dùng vừa hết 500ml dung dịch HNO3 1,6M, thu được V lítkhí NO ( sản phẩm khử duy nhất , đo ở đktc) Giá trị của V là :
Theo BTNT với Fe: n Fe NO( 3 3 ) n Fe 0,175mol
Theo BTNT với N: n NO n HNO3 3n Fe NO( 3 3 ) 0,5.1,6 3.0,175 0, 275 mol
V 0, 275.22, 4 6,16 (đáp án A)
VD2 : Tiến hành crackinh ở nhiệt độ cao 5,8 gam butan Sau một thời gian thu được
hỗn hợp khí X gồm CH4, C2H6, C2H4, C3H6 và C4H10 đốt cháy hoàn toàn X trong khíoxi dư, rồi dẫn toàn bộ sản phẩm sinh ra qua bình đựng H2SO4 đặc Tính độ tăng khốilượng của bình H2SO4 đặc
Hướng dẫn giải
Độ tăng khối lượng của bình H2SO4 đặc chính là khối lượng H2O bị hấp thụ
Theo bài ta có n butan 0,1mol
Sơ đồ phản ứng:
0 2,
O t Crackinh
Theo BTNT với H:
Trang 11H O
n n
Dạng 3: Từ nhiều chất đầu tạo thành hỗn hợp nhiều sản phẩm
Giáo viên đưa ra phương pháp chung:
Trong trường hợp này không nhất thiết phải tìm chính xác số mol của từng chất , mà
chỉ cần quan tâm đến hệ thức: n X dau( ) n X cuoi( )
Tức là chỉ quan tâm đến tổng số mol của nguyên tố trước và sau phản ứng Nếu biết
Hướng dẫn học sinh vận dụng vào giải bài tập
VD1: Đốt cháy hoàn toàn 0,1mol anđehit đơn chức X cần dùng vừa đủ 12,32lit khí
O2(đktc) , thu được 17,6g CO2 X là anđehit nào dưới đây
Theo ĐLBT nguyên tố với O:
Trang 12Nhận thấy: 2 2
2
0, 4 4
VD2: X là một ancol no, mạch hở Đốt cháy hoàn toàn 0,05mol X cần 5,6g oxi, thu
được hơi nước và 6,6g CO2 , Công thức của X là:
A C2H4(OH)2 B C3H7OH C C3H6(OH)2 D C3H5(OH)3
Hướng dẫn giải:
n O2 0,175mol n, CO2 0,15mol
Sơ đồ phản ứng cháy: X + O2 -> CO2 + H2O
Vì X là ancol no, mạch hở n H O2 n X n CO2 0,05 0,15 0, 2 mol
Theo ĐLBT nguyên tố với O:
VD3 : Hòa tan hoàn toàn hh gồm 0,12 mol FeS2 và a mol Cu2S vào axit HNO3 ( vừa
đủ ) thì thu được dd X ( chỉ chứa 2 muối sunfat ) và khí duy nhất NO Giá trị của a làbao nhiêu ?
A 0,12 B 0,04 C 0,075 D 0,06
( Đề thi đại học khối A – 2007 )
Giải : X chỉ chứa 2 muối sunfat , nên ta có sơ đồ :
2 FeS2 Fe2(SO4)3 Cu2S 2 CuSO4
Trang 130,12 mol 0,06 mol a mol 2a mol
Theo định luật bảo toàn nguyên tố đối với S , ta có :
0,12 2 + a = 0,06 3 + 2a a = 0,06 mol
Dạng 4: Bài toán đốt cháy trong hóa hữu cơ
Giáo viên đưa ra phương pháp chung:
Xét bài toán đốt cháy tổng quát:
Hướng dẫn học sinh vận dụng vào giải bài tập
VD1: Đốt cháy hoàn toàn m gam một amin đơn chức X bằng lượng không khí vừa đủ
thu được 1,76g CO2 , 1,26gH2O và V lit khí N2 (đktc) Giả thiết không khí chỉ gồm N2
và O2 trong đó oxi chiếm 20% về thể tích CTPT của X và thể tích V lần lượt là:
Trang 14Xl C H NH
Sơ đồ cháy: 2C2H5NH2 + O2 =>4CO2 + 7 H2O + N2
Theo ĐLBT nguyên tố với N: 2( á ) 0,02 0,01
PUch y
X N
VD2: Hỗn hợp A gồm etan,etilen, axetilen và but-1,3-ddien Đốt cháy hết m gam hỗn
hợp A Cho sản phẩm cháy hấp thụ vào dung dịch nước vôi dư, thu được 100g kết tủa
và khối lượng dung dịch nước vôi sau phản ứng giảm 39,8g Trị số của m là:
Trang 15Theo ĐLBTKL: m sau m truocm CO2 m H O2 m CaCO3
Theo bài khối lượng dung dịch nước vôi giảm chứng tỏ mt>ms
Lớp 11A2 năm học 2010-2011, lớp 11A2, 11A3 năm học 2011-2012
Đề bài kiểm tra TNKQ
1 Hỗn hợp chất rắn X gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4 Hòa tan hoàn toàn Abằng dung dịch HCl dư, thu được dung dịch Y Cho NaOH dư vào Y, thu được kết tủa
Z Lọc lấy kết tủa, rửa sạch rồi đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi
thu được m gam chất rắn Tính m
A 32,0g B 16,0g C.39,2g D 40,0g
2 Hòa tan hoàn toàn 0,3mol hỗn hợp gồm Al và Al4C3 vào dung dịch KOH dư thuđược x mol hỗn hợp khí và dung dịch X Sục khí CO2(dư) vào dung dịch X, lượng kếttủa thu được là 46,8g, Giá trị của X là:
Trang 16A 0,55 B 0,60 C 0,40 D 0,45
3 Hòa tan hoàn toàn hỗn hợp gồm 0,27g bột Al và bột Al2O3 trong ducng dịch NaOH
dư thu được dung dịch X Cho CO2 dư tác dụng với dung dịch X thu được kết tủa Y ,nung Y ở nhiệt độ cao dến khối lượng không đổi thu dược chất rắn Z Biết hiệu suấtcác phản ứng đều đạt 100% Khối lượng của Z là:
A 2,04g B 2,31g C 3,06g D 2,55g
4 Đun nóng 7,6g hỗn hợp A gồm C2H4, C2H2 và H2 trong bình kín với xúc tác Ni thu được hỗn họp khí B Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp B, dẫn sản phẩm cháy thu được lầnlượt qua bình 1 đựng H2SO4 đ, bình 2 đựng Ca(OH)2 dư thấy khối lượng bình 1 tăng14,4g Khối lượng tăng lên ở bình 2 là:
A 6,0g B 9,6g C 35,2g D 22,0g
5 Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp 2 ancol đơn chức cùng dãy đồng đẳng cần dùng
vừa đủ V lít khí O2(đktc), thu được 10,08lit CO2 (đktc) và 12,6g H2O Giá trị của V là:
A 17,92 B 4,48 C 15,12 D 25,76
6 Đốt cháy hỗn hợp hidrocacbon X thu được 2,24l CO2 (đktc) và 2,7g H2O Thể tích
O2 đã tham gia phản ứng cháy(đktc) là:
A 2,8l B 3,92l C 4,48l D 5,06l
III KÉT QUẢ ÁP DỤNG
K t qu h c sinh ch n ết quả học sinh chọn được phương án đúng ả học sinh chọn được phương án đúng ọc sinh chọn được phương án đúng ọc sinh chọn được phương án đúng được phương án đúngc phương án đúngng án úngđ
Trang 17như bài kiểm tra trắc nghiệm.
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 3.1- Kết luận
Bài tập trắc nghiệm hóa học là bài tập nâng cao mức độ tư duy, khả năngphân tích phán đoán, khái quát của học sinh đồng thời rèn kỹ năng kỹ xảo cho họcsinh.Người giáo viên muốn giảng dạy, hướng dẫn học sinh giải bài tập đạt hiệu quảcao thì bản thân phải nắm vững hệ thống kiến thức cơ bản của chương trình, hệ thốngtừng loại bài.Nắm vững cơ sở lý thuyết, đặc điểm và cách giải cho từng dạng bài.từ đómới lựa chọn phương pháp thích hợp cho từng loại bài đồng thời tích cực hóa hoạtđộng học tập của học sinh Để giúp học sinh ôn luyện, luyện tập và vận dụng kiến thứcvào việc giải bài tập trắc nghiệm hóa học , đặc biệt lựa chọn phương pháp tối ưu nhấtkhi giải toán để đạt được kết quả cao nhất trong kỳ thi Để giải tốt đề thi trắc nghiệmđòi hỏi học sinh phải hiểu kiến thức toàn diện về môn học, và hơn thế nữa phải biết
Trang 18phát huy tính sáng tạo, chính xác nhanh, nhạy trong phương pháp làm bài Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài tập trắc nghiệm hóa học lại càng có ý nghĩa quan trọng hơn Vì vậy vận dụng phương pháp bảo toàn nguyên tố để giải một số bài tập trắc nghiệm hóa học là một trong những phương pháp đem lại hiệu quả cao trong quá trình giảng dạy cũng như học tập bộ môn hóa
3.2 Đề xuất và kiến nghị
- Đề nghị Sở giáo dục và các Ban ngành liên quan tạo điều kiện về cơ sở vật
chất để trường THPT số 1 Bắc Hà có đầy đủ phòng học chức năng
- Để nâng cao hiệu quả giảng dạy và học tập môn Hóa đề nghị Sở Giáo dục và các Ban ngành liên quan tạo điều kiện để mỗi trường THPT có một cán bộ phụ trách phòng thí nghiệm có đầy đủ chuyên môn để giáo viên và học sinh có điều kiện thực hiện thí nghiệm được nhiều và tốt hơn Trên đây là một số kinh nghiệm về hướng dẫn học sinh giải bài tập theo phương pháp bảo toàn nguyên tố Tôi rất mong được sự đóng góp của đồng nghiệp
B¾c Hµ, ngµy 10 th¸ng 4 n¨m 2012
NGƯỜI VIẾT
Trang 19
Nguyễn Thị Tâm
HỘI ĐỒNG THẨM ĐỊNH CẤP TRƯỜNG
