skkn HƯỚNG dẫn học SINH GIỎI hóa lớp 9 GIẢI bài tập hóa học vô cơ THEO PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO YÊN LẠCTRƯỜNG THCS TRUNG NGUYÊN BÁO CÁO KẾT QUẢ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên sáng kiến kinh nghiệm: HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIỎI HÓA LỚP 9 GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC VÔ CƠ T

PHÒNG GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO YÊN LẠC

TRƯỜNG THCS TRUNG NGUYÊN

BÁO CÁO KẾT QUẢ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Tên sáng kiến kinh nghiệm:

HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIỎI HÓA LỚP 9

GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC VÔ CƠ THEO PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯỢNG

MỤC LỤC

PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐỀ……… 5

I Lý do chọn đề tài……… 5

1 Cơ sở lý luận……… 5

2 Cơ sở thực tiễn……… 5

II Mục đích ngiên cứu……… 6

III Đối tương và khách thể nghiên cứu ……… 6

1 Đối tượng nghiên cứu ……… 6

2 Khách thể nghiên cứu ……… 6

IV Phạm vi nghiên cứu ……… 6

1 Giới hạn về không gian, thời gian nghiên cứu ……… 6

2 Giới hạn về đối tượng nghiên cứu ……… 6

V Phương pháp nghiên cứu ……….………… 6

PHẦN II: NỘI DUNG ……….………… 7

I Cơ sở lý luận về bài toán giải theo phương pháp tăng giảm khối lượng II Kinh nghiệm vận dụng đề tài vào thực tiễn ……… 8

Dạng 1: Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng giải bài toán xảy ra phản ứng trao đổi trong dung dịch ……… ……… 8

1 Phương pháp giải 2 Bài tập mẫu Dạng 2: Áp dụng tăng giảm khối lượng giải bài toán có phản ứng phân huỷ ……….…… 11

1 Phương pháp giải: 2 Bài tập mẫu: Dạng 3: Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng giải bài toán xảy ra phản ứng thế ……… ……… 13

1 Khi nhúng thanh kim loại A vào dung dịch muối của kim loại B.13 a Phương pháp giải: b Bài tập mẫu: 2 Nhúng 2 kim loại A và B vào dung dịch muối của kim loại C … 15 3 Kim loại A phản ứng với dung dịch muối của kim loại B, C … 18

a Phương pháp giải:

b Bài tập mẫu:

Dạng 4: Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng giải bài toán xảy ra

phản ứng hoá hợp ……… 19

1 Phương pháp 2 Bài tập mẫu. III Bài tập vận dụng và nâng cao ……… 20

IV Kết quả đạt được ……… 23

PHẦN III - KẾT LUẬN ……… 24

TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

mà không phải trường nào cũng có thể làm tốt được, vì nhiều lý do như: Hóahọc là một môn khoa học mới đối với các em học sinh ở trường THCS nên kỹnăng của học sinh còn nhiều hạn chế; Chương trình hóa học THCS đồng tâm vớichương trình Trung học phổ thông, nên lượng kiến thức với HSG là rất rộng(nhiều bài toán trong các kỳ thi HSG lớp 9 cấp huyện, cấp tỉnh tương đương với

đề thi vào các trường đại học, cao đẳng trong cả nước); Một bộ phận giáo viênchưa có đủ các tư liệu cũng như kinh nghiệm để đảm nhiệm công tác bồi dưỡngHSG

Mặt khác, số tiết luyện tập trong chương trình lại rất ít chỉ có 5 trong số

70 tiết học (chương trình hóa học lớp 9), nên việc rèn kỹ năng cho học sinh vớigiáo viên gặp không ít khó khăn Điều đó đòi hỏi giáo viên hóa phải có phươngpháp dạy học phù hợp để giúp học sinh dễ hiểu, dễ làm, dễ nhớ, dễ vận dụng

Trong thực tế có nhiều phương pháp giải bài tập hóa, mỗi phương phápđều có những ưu điểm riêng song việc giải bài tập hóa học theo phương pháptăng giảm khối lượng là một trong những phương pháp có những ưu điểm nổibật như: phù hợp với nhận thức của lứa tuổi học sinh THCS; áp dụng được chonhiều bài toán cả vô cơ và hữu cơ; tránh được việc lập nhiều phương tình, từ đóhọc sinh không phải giải các phương trình phức tạp; giúp học sinh tìm ra kết quảcủa một sồ bài toán nhanh hơn, độ chính xác cao hơn

2 Cơ sở thực tiễn.

Là một giáo viên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HSG Hóa 9 nhiều năm, tôi

đã có dịp được trao đổi với nhiều giáo viên dạy đội tuyển HSG hóa để có thêmkinh nghiệm giảng dạy bồi dưỡng đội tuyển Qua giảng dạy và khảo sát từ thực

tế, tôi đã thấy được nhiều vấn đề mà trong đội tuyển HSG hóa còn nhiều lúngtúng, nhất là khi giải quyết các bài toán phải xét nhiều trường hợp, những bàitoán phải lập nhiều phương trình, hay những bài tập không biết rõ hiệu suất phảnứng, … Trong khi loại bài tập này hầu như năm nào cũng có trong các đề thiHSG cấp huyện, cấp tỉnh

Hơn nữa, trong các kỳ thi vào đại học, cao đẳng, với hình thức thi trắcnghiệm như hiện nay thì hướng dẫn cho học sinh giải toán theo phương pháptăng giảm khối lượng ngay ở bậc THCS là việc làm rất cần thiết Nhất là đối vớihọc sinh giỏi Hóa 9

Từ những vấn đề nêu trên cá nhân tôi đã tìm tòi, nghiên cứu, tham khảo

tài liệu để viết và áp dụng đề tài “Hướng dẫn học sinh giỏi hóa lớp 9 giải bài

tập hóa học vô cơ theo phương pháp tăng giảm khối lượng” vào bồi dưỡng

học sinh giỏi với mong muốn cung cấp cho học sinh một phương pháp giải bài

tập mới, và vận dụng phương pháp này vào giải bài tập một cách hiệu quả nhằmnâng cao chất lượng của bộ môn Đồng thời bước đầu cho học sinh được tiếpcận và làm quen với một phương pháp trong hệ thống các phương pháp giảinhanh các bài tập trắc nghiệm làm tiền đề cho học sinh học tập bộ môn tốt hơn ởcác bậc học tiếp theo

II Mục đích ngiên cứu.

Hướng dẫn học sinh giỏi giải bài tập hóa học theo phương pháp tăng giảmkhối lượng ở bậc THCS

Đưa ra một số dạng bài tập có thể giải bằng phương pháp tăng giảm khốilượng giúp học sinh dễ nhận dạng, dễ học, dễ nhớ, dễ vận dụng

III Đối tương và khách thể nghiên cứu

1 Đối tượng nghiên cứu

Hướng dẫn học sinh giỏi lớp 9 giải bài tập hóa học theo phương pháp tăng

giảm khối lượng

2 Khách thể nghiên cứu

Học sinh giỏi lớp 9 trường THCS Trung Nguyên, huyện Yên Lạc, Tỉnh VĩnhPhúc

IV Phạm vi nghiên cứu

1 Giới hạn về không gian, thời gian nghiên cứu

Do hạn chế về thời gian và nguồn lực nên đề tài này tôi chỉ nghiên cứutrong phạm vi trường THCS Trung Nguyên huyện Yên Lạc, tỉnh Vĩnh Phúc.Thời gian nghiên cứu là 7 năm từ năm 2006 đến năm học 2013

2 Giới hạn về đối tượng nghiên cứu

Nghiên cứu cách giải một số dạng bài tập theo phương pháp tăng giảmkhối lượng tập trung vào hóa vô cơ

V Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tham khảo tài liệu: Sử dụng các phương pháp nghiên cứuphân tích, tổng hợp, hệ thống và khái quát các tư liệu

Phương pháp nghiên cứu thực tiễn (phỏng vấn, trò chuyện, điều tra), tổngkết kinh nghiệm

PHẦN II: NỘI DUNG

I Cơ sở lý luận về bài toán giải theo phương pháp tăng giảm khối lượng.

Dựa vào tăng giảm khối lượng khi chuyển từ chất này sang chất khác, đểxác định khối lượng hỗn hợp hay một chất Dựa vào PTHH tìm sự thay đổi vềkhối lượng của 1 mol chất A thành 1 mol chất B hoặc x mol chất A thành y molchất B (có thể xảy ra qua giai đoạn trung gian) ta có thể tính được số mol cácchất tham gia phản ứng và ngược lại

Phương pháp này thường được áp dụng để giải các bài toán vô cơ và hữu

cơ mà phản ứng xảy ra thuộc phản ứng phân hủy, phản ứng hóa hợp, phản ứnggiữa kim loại mạnh không tan trong nước đẩy kim loại yếu hơn ra khỏi dungdịch muối, phản ứng trao đổi trong dung dịch ,… Đặc biệt các bài toán đề chokhông đủ dữ kiện, bài toán không biết hiệu suất phản ứng

Để áp dụng tốt phương pháp này ngoài việc vận dụng tốt kiến thức, kỹnăng trong chương trình học sinh cần lưu ý:

* Với phản ứng của kim loại với dung dịch muối:

- Dãy hoạt động hóa học của kim loại

K, Ba, Ca, Na, Mg, Al, Zn, Fe, Ni, Sn, Pb, H, Cu, Hg, Ag, Au

- Nếu một kim loại A cho vào dung dịch muối của một kim loại B

Điều kiện phản ứng:

+ Kim loại tham gia mạnh hơn kim loại trong muối

+Muối tham gia và tạo thành phải tan

- Nếu một kim loại A cho vào dung dịch chứa 2 muối của kim loại B, C.Giả sử trong dãy hoạt động hóa học A đứng trước B, B đứng trước C, thứ tựphản ứng xảy ra như sau;

A + Cn+ → Am+ + C↓

- Nếu sau phản ứng trên vẫn còn dư muối của kim loại C, sẽ xảy ra tiếp phảnứng

* Với phản ứng trao đổi trong dung dịch

Điều kiện xảy ra phản ứng:

Các chất tham gia phản ứng tan

Sản phẩm có ít nhất một chất kết tủa hoặc chất khí hoặc chất dễ bay hơi

II Kinh nghiệm vận dụng đề tài vào thực tiễn.

Khi thực hiện đề tài này trước tiên tôi thường giới thiệu sơ đồ định hướnggiải bài tập theo phương pháp tăng giảm khối lượng, áp dụng cho tất cả cácdạng

Gồm 4 bước:

- Bước 1: Mô tả quá trình biến đổi về chất dưới dạng các PTHH, hoặc dạng

sơ đồ chuyển hóa

- Bước 2: Mô tả quá trình biến đổi về lượng ở dạng số mol, hoặc khốilượng, hoặc thể tích khí

- Bước 3: Lập mối quan hệ lượng – chất dưới dạng các phương trình hoặcbiểu thức toán học

- Bước 4: Giải phương trình các mối quan hệ để trả lời bài toán

Tiếp theo tôi hướng dẫn học sinh phương pháp giải theo từng dạng Mức độbồi dưỡng từ dễ đến khó, dần hình thành cho học sinh các kỹ năng từ biếtlàm đến thành thạo, linh hoạt và sáng tạo Khi dạy mỗi dạng tôi chia thành 3phần:

- Giới thiệu phương pháp giải

- Một số bài tập mẫu

- Bài tập vận dụng và nâng caoTùy vào độ khó của mỗi dạng mà trong quá trình thực hiện tôi có thể hoánđổi thứ tự thực hiện các bước trên

Sau đây là một số dạng bài tập giải theo phương pháp tăng giảm khốilượng được tôi thực hiện và đúc kết từ thực tế Trong giới hạn của đề tài, tôi chỉnêu 4 dạng thường gặp sau:

Dạng 1: Áp dụng phương pháp tăng giảm khối lượng giải bài toán xảy ra phản ứng trao đổi trong dung dịch.

= 2a 35,5 – a.16 = 55a (g)

- Nếu biết độ tăng khối lượng ta có thể tìm được số mol chất phản ứng:

2 Bài tập mẫu

Bài tập 1: Hoà tan 8,18 gam hỗn hợp Na2CO3, CaCO3 bằng dung dịchHCl dư thu được dung dịch X và 1,792 lít (đktc) Cô cạn dung dịch X được mgam mối khan

* Gợi ý học sinh:

- Trong các muối bạc halogenua chỉ có AgF không kết tủa.

- HS phát hiện Nếu X, Y là Flo thì kết tủa thu được chỉ có AgCl => bài toán này chia 2 trường hợp.

57,34 – 31,84 = 25,5 (g)

Số mol của Na 

R phản ứng là:

3 , 0 85

5 , 25 23 108

5 , 25

84 , 31



=> M 

R = 83,1Vậy X, Y là Brôm và Iốt

=> công thức của muối X, Y là NaBr và NaI

Phương trình tổng số mol hỗn hợp là: x + y = 0,3 (I)

Phương trình tổng khối lượng hỗn hợp là: 103x + 150y = 31,84 (II)

Giải (I) và (II) được x = 0,28 (mol)

Dạng 2: Áp dụng tăng giảm khối lượng giải bài toán có phản ứng phân huỷ.

Nếu biết độ giảm khối lượng ta tính được số mol muối phản ứng.

3

m a

HCO CO

m a

31



 = 1 (mol)Phần trăm của NaHCO3 có trong hỗn hợp là:

% NaHCO3 = 100 % 84 %

100

84 1

Bài tập 2:

Đem nung một khối lượng Cu(NO3)2 Sau một thời gian thì thấy khốilượng hỗn hợp giảm 0,54g Vậy khối lượng muối Cu(NO3)2 đã bị nhiệt phân làbao nhiêu

- Nếu MB > MA thì khối lượng thanh kim loại tăng

Độ tăng khối lượng (m) = B(kết tủa) - A tan ra

Khối lượng thanh A sau phản ứng = A tan ra + Độ tăng khối lượngVD: Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu

Ta thấy MCu > MFe => khối lượng thanh kim loại tăng

- Nếu M < M thì khối lượng thanh kim loại giảm

t 0

m

Độ giảm khối lượng = A tan – B (kết tủa)

Khối lượng thanh kim loại A sau phản ứng là:

Thanh A sau phản ứng = A ban đầu – m giảm

Độ tăng khối lượng kim loại = Độ giảm khối lượng dung dịch sau phảnứng và ngược lại

Chú ý:

- Bài toán dạng này chỉ giải được khi giả thiết cho là toàn bộ lượng kim loại sinh ra đều bám vào kim loại phản ứng.

- Các phản ứng trong trường hợp này thường người ta lấy thanh kim loại

ra khỏi dung dịch trước khi phản ứng kết thúc, nên phản ứng có thể không hoàn toàn.

Bài 2: Ngâm 1 vật bằng Cu có khối lượng 50 gam vào 250g dung dịch

AgNO3 6% Khi lấy vật ra thì khối lượng AgNO3 trong dung dịch giảm 17%.Xác định khối lượng vật sau phản ứng

Bài làm:

m m

m

m

PTHH: Cu + 2AgNO3 Cu (NO3)2 + 2Ag

0,0075 (mol) 0,015 (mol) 0,015 (mol)

Theo PTHH: Cu = 21 AgNO3 p/ứng = 21 0,015 = 0,0075 (mol)

Ag sinh ra = AgNO3 p/ứng = 0,015 (mol)

Khối lượng của Ag sinh ra là:

Ag = 0,015 108 = 1,62 (g)

Khối lượng Cu phản ứng là:

Cu = 0,0075 64 = 0,48 (g)

Vậy khối lượng của vật sau phản ứng là:

m = Cuban đầu + m = Cuban đầu + 1,62 – 0,48

= 50 + 1,62 – 0,48 = 51,14 (g)

2 Nhúng 2 kim loại A và B vào dung dịch muối của kim loại C

a Phương pháp giải:

Thực hiện theo các bước sau:

- Bước 1: Viết PTHH xảy ra theo đúng thứ tự phản ứng

- Bước 2: Xác định độ tăng, giảm khối lượng của kim loại áp dụng chotừng phương trình phản ứng

- Bước 3: Lập phương trình mối liên hệ về sự tăng, giảm khối lượng bằngphương trình toán học.

- Bước 4: Giải phương trình toán học tìm câu trả lời

Đây là loại bài tập khó vì thế nếu học sinh giải bằng phương pháp truyềnthống sẽ rất lúng túng và khó khăn, sau đây là một ví dụ

b Bài tập mẫu.

Bài tập (trích đề thi HSG huyện Yên Lạc 2010 – 2011)

Cho 5,15g hỗn hợp A gồm Zn, Cu vào 140 ml dung dịch AgNO3 1M Saukhi phản ứng xong thu được 15,76g hỗn hợp kim loại và dung dịch B Chia Bthành 2 phần bằng nhau, thêm KOH dư vào phần 1, thu được kết tủa, lọc kết tủađem nung đến khối lượng không đổi được m gam chất rắn Tính m

Giải:

Cách 1: Trước kia khi gặp dạng toán này tôi thường hướng dẫn học sinh

giải bài tập như sau:

Vì sau phản ứng thu được hỗn hợp kim loại mà tính khử của Zn mạnh hơncủa Cu và Cu mạnh hơn Ag => Cu có thể chưa phản ứng hoặc là phản ứng 1phần => bài toán này gồm 2 trường hợp

TH1: AgNO3 hết, Zn còn dư, Cu chưa phản ứng hỗn hợp kim loại gồm(Ag, Zm, Cu)

PTHH:

Zn + 2AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag

Gọi x,y là số mol của Zn và Cu có trong hỗn hợp

a là số mol của Zn tham gia phản ứng

Ta có: Phương trình tổng khối lượng hỗn hợp A là:

65x + 64x = 5,15 (1)

Phương trình tổng khối lượng hỗn hợp kim loại là:

65 (x – a ) + 65y + 108.2a = 15,76 (II)

Phương trình tổng số mol AgNO3 là:

Zn (NO3)2 Zn(OH)2 K2ZnO2

Cu (NO3)2 Cu(OH)2 CuO

0,02 (mol) 0,02 (mol)

Khối lượng chất rắn thu được sau phản ứng:

CuO = 0,02 80 = 1,6 (g)

Cách 2: Phương pháp giải hiện nay (phương pháp tăng giảm khối lượng).

Sau phản ứng thu được hỗn hợp kim loại => AgNO3 hết, kim loại còn dư.Sau phản ứng khối lượng kim loại tăng là:

m = 15,76 – 5,15 = 10,61 (g)

TH1: Nếu hỗn hợp kim loại chỉ có Ag và Zn,

PTHH: Zn + 2 AgNO3 Zn(NO3)2 + 2Ag

0,07(mol) 0,14 (mol) 0,14 (mol)

AgNO3 =

1000

1 140

Cu(NO3)2 Zn(OH)2 K2ZnO2

Cu(NO3)2 Cu(OH)2 CuO

3 Kim loại A phản ứng với dung dịch muối của kim loại B, C

a Phương pháp giải:

Thực hiện tương tự như dạng 3.2:

b Bài tập mẫu: (Đề thi HSG lớp 9 huyện Yên Lạc 2008 – 2009).

Cho a gam bột kim loại M có hoá trị không đổi vào 500ml dung dịch hỗnhợp Cu(NO3)2, và AgNO3 đều có nồng độ 0,4M Sau khi các phản ứng xảy rahoàn toàn, ta lọc được (a + 27,2) ga chất rắn gồm 3 kim loại và được một dungdịch chứa, một muối tan Xác định kim loại M và số mol muối Nitrat của nótrong dung dịch

2 0,2(mol)

n 0,2 2 0,2(mol)

n 0,2 (mol) Sau phản ứng thu được chất rắn gồm 3 kim loại và một dung dịch chỉchứa 1 muối duy nhất => sau phản ứng Cu(NO3)2 hết, M còn dư

AgNO3 = Cu(NO3)2 = 01000,4.500 = 0,2 (mol)

Độ tăng khối lượng kim loại sau phản ứng (1)

* Gợi ý học sinh:

- Y tác dụng với HCl không tạo khí cho ta biết thêm điều gì

- Dựa vào PTHH tìm tỉ lệ số mol nguyên tử O trong oxit với số mol HCl phản ứng

O(trong oxit) = 21 HCl = 12 0,8 = 0,4 (mol)

=> Khối lượng oxi có trong oxit là:

Bài 2: Hòa tan 14g hỗn hợp 2 muối MCO3 và N2((CO3)3bằng dung dịch HCl

dư thu được dung dịch A và 0,672 lít khí ở (đktc) Cô cạn dung dịch A thì thuđược m gam muối khan Tính giá trị của m

Đ/A: m = 14,38 g

Bài 3: Cho 2,81 gam hỗn hợp gồm 3 oxit Fe2O3, MgO, ZnO, tan vừ đủ trong

300 ml dung dịch H2SO4 0,1M Tính khối lượng các muối sunfat tạo thành.Đ/A: 5,21 gam

Bài 4: Cho 43g hỗn hợp BaCl2 và CaCl2 vào 1 lít dung dịch hỗn hợp gồm

Na2CO3 0,1m và (NH4)2CO3 0,25M Sau khi các phản ứng kết thúc ta thuđược 39,7g kết tủa A và dung dịch B Tính thành phần phần trăm khối lượngcác chất trong A

Đ/A: % BaCl2 = 49,62%

%CaCl2 = 50,38%

Bài 5: Hòa tan 12g hỗn hợp 2 muối cacbonat kim loại bằng dung dịch HCl

dư ta thu được dung dịch A và 1,008 lit khí bay ra ở (đktc) Tính số gammuối khan khi cô cạn dung dịch A

Đ/A: 12,495g

Dạng 2:

Bài 1: Một loại đá vôi chứa 80% CaCO3 còn lại là tạp chất trơ Nung mg đávôi 1 thời gian thu được chất rắn có khối lượng 0,78 m gam

a Tính hiệu suất của phản ứng phân hủy

b Tính phần trăm về khối lượng của CaO có trong chất rắn sau phản ứngĐ/A: H = 62,5%,

Đ/A: mCu(NO3)2 = 47g

VO2 = 2,8 lít

VNO2 = 11,2 lít

Bài 4: Nung 13,4 gam hỗn hợp 2 muối cacbonat của 2 kim loại thuộc 2 chu

kỳ liên tiếp của nhóm IIA, thu được 6,8 g oxit Xác định công thức hai muối

và phần trăm khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp

Đ/A: MgCO3 và CaCO3

%MgCO3 = 62,69%; %CaCO3 = 37,31%