Hóa học là một môn khoa học vô cùng lí thú đối với các em học sinh bởi các em có thể khám phá được nhiều hiện tượng hóa học vừa hấp dẫn, vừa gần gũi với cuộc sống xung quanh mình. Tuy nhiên, đó chỉ là một khía cạnh tích cực khi đề cập đến môn hóa học. Bởi vì, học hóa không chỉ đơn giản là được quan sát thí nghiệm, giải thích các hiện tượng mà học hóa phải kèm theo việc nắm vững các kiến thức lí thuyết và biết giải nhiều dạng bài tập khác nhau. Có những em có năng khiếu, đam mê hay ít nhất có tính cần cù, chăm chỉ thì học hóa vô cùng dễ dàng. Ngược lại, một số em cảm thấy khó khăn và áp lực khi học môn hóa vì phải vận dụng kiến thức chương trước mới có thể giải được bài tập của chương sau. Bên cạnh đó, có một số dạng bài tập cần có phương pháp giải riêng mà kể cả học sinh khá giỏi đôi khi phải lúng túng, một số dạng bài tập có ý nghĩa quan trọng, làm nền tảng xuyên suốt trong quá trình học hóa học của các em ở phổ thông.
Trang 1LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI
Hóa học là một môn khoa học vô cùng lí thú đối với các em học sinh bởi các
em có thể khám phá được nhiều hiện tượng hóa học vừa hấp dẫn, vừa gần gũi với cuộc sống xung quanh mình Tuy nhiên, đó chỉ là một khía cạnh tích cực khi đề cập đến môn hóa học Bởi vì, học hóa không chỉ đơn giản là được quan sát thí nghiệm, giải thích các hiện tượng mà học hóa phải kèm theo việc nắm vững các kiến thức lí thuyết và biết giải nhiều dạng bài tập khác nhau Có những em có năng khiếu, đam mê hay ít nhất có tính cần cù, chăm chỉ thì học hóa vô cùng dễ dàng Ngược lại, một số em cảm thấy khó khăn
và áp lực khi học môn hóa vì phải vận dụng kiến thức chương trước mới có thể giải được bài tập của chương sau Bên cạnh đó, có một số dạng bài tập cần có phương pháp giải riêng mà kể cả học sinh khá giỏi đôi khi phải lúng túng, một số dạng bài tập có ý nghĩa quan trọng, làm nền tảng xuyên suốt trong quá trình học hóa học của các em ở phổ thông
Về mặt lí luận, bài tập hóa học là một nội dung hết sức quan trọng giúp giáo viên có thể kiểm tra, đánh giá kiến thức cũng như năng lực học tập của học sinh, từ đó
có thể kịp thời củng cố, bổ sung kiến thức cho học sinh yếu kém, đồng thời phát hiện, bồi dưỡng học sinh giỏi của bộ môn Hơn nữa, đó cũng là một công cụ hữu hiệu để giáo viên có thể nhìn nhận lại phương pháp giảng dạy của mình mà điều chỉnh, sửa đổi để có phương pháp mới tốt hơn, giúp học sinh dễ tiếp thu hơn
Chính vì tính quan trọng của bài tập hóa học và mục tiêu trang bị cho học sinh những kiến thức căn bản và toàn diện nhất để các em làm hành trang bước sang cấp ba
và xa hơn nữa, tôi luôn suy nghĩ làm thế nào để đưa ra phương pháp giải bài tập đơn giản, dễ hiểu, dễ nhớ nhất cho học sinh của mình Sau quá trình tích lũy kinh nghiệm từ việc giảng dạy của bản thân và học hỏi kinh nghiệm từ quý thầy cô đồng nghiệp, tôi đã rút ra được một số phương pháp giải bài tập hiệu quả hơn so với phương pháp tôi đã áp dụng trước đó
Thông qua đề tài này, tôi xin giới thiệu những phương pháp mà tôi đã áp dụng
để quý thầy cô tham khảo, đóng góp ý kiến giúp tôi có thể khắc phục những hạn chế
1
Trang 2cũng như phát huy những ưu điểm của phương pháp, góp phần nâng cao chất lượng của
bộ môn
Tôi xin chân thành cảm ơn
Trang 3NỘI DUNG ĐỀ TÀI
I MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN HÓA HỌC CẦN RÈN LUYỆN CHO HỌC SINH TRUNG HỌC CƠ SỞ
Trong quá trình giảng dạy và kiểm tra đánh giá, tôi nhận thấy một bộ phận không nhỏ các em học sinh luôn gặp khó khăn khi giải các bài toán hóa học Điều này đặt ra yêu cầu phải tập trung rèn luyện các dạng bài toán này cho các em hơn nữa Sau đây là một số dạng bài toán phổ biến mà các em học sinh sẽ gặp không chỉ trong chương trình trung học cơ sở mà còn ở chương trình trung học phổ thông:
1 Tính theo phương trình hóa học (không có dư)
2 Tính theo phương trình hóa học (có dư)
3 Toán hỗn hợp
4 Toán hiệu suất phản ứng
5 Toán tìm nguyên tố chưa biết dựa theo phương trình hóa học
II PHƯƠNG PHÁP CHUNG ĐỂ HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI BÀI TOÁN
1 Phương pháp chung:
Bước 1 Giới thiệu cho học sinh các bước giải bài toán
Bước 2 Cho ví dụ minh họa để học sinh hiểu rõ hơn các bước giải bài toán Bước 3 Cho bài tập áp dụng để học sinh vận dụng
Thông thường để học sinh hiểu và nhớ cách làm một bài toán phải mất khá nhiều thời gian Do đó, để tiết kiệm thời gian tôi thường chuẩn bị sẵn phiếu học tập cho học sinh Trường hợp không chuẩn bị kịp phiếu học tập, tôi thường khuyến khích học sinh chép bài nhanh bằng cách cho điểm cộng 5 đến 10 học sinh chép bài nhanh nhất và
có chữ viết rõ ràng
Khi làm ví dụ minh họa, nên cho học sinh tự giải những bước nào nằm trong khả năng của các em (viết phương trình, tính số mol, khối lượng, thể tích, …) Bước nào
3
Trang 4khó thì giáo viên mới hướng dẫn chi tiết hơn (tính khối lượng thực tế khi có hiệu suất, lập hệ phương trình, …) Những bài ví dụ nên có tính chọn lọc cao để loại bỏ được những nhầm lẫn mà học sinh thường mắc phải khi giải toán
Bước 3, cho học sinh làm bài dựa theo bài mẫu Có thể khuyến khích học sinh thi đua với nhau bằng cách nộp bài để được tính điểm
2 Những kĩ năng nền tảng cần trang bị cho học sinh trước khi giải toán hóa học:
Những kĩ năng nền tảng để học sinh vận dụng khi giải toán hóa học bao gồm:
- Vận dụng qui tắc đường chéo để lập nhanh công thức hóa học
- Viết phương trình
- Tính số mol, khối lượng, thể tích, nồng độ dung dịch,
Đây là những kĩ năng học sinh được hình thành từ năm lớp 8 Tôi xin chia sẻ một số kinh nghiệm mà tôi đã tích lũy và học hỏi được khi rèn luyện cho học sinh như sau:
a Vận dụng qui tắc đường chéo để lập nhanh công thức hóa học:
Có 3 trường hợp thường gặp khi lập công thức hóa học:
- Trường hợp 1 Hai hóa trị bằng nhau: không ghi chỉ số Ví dụ: Công thức hóa học của hợp chất tạo bởi Ca(II) và SO4 (II) là CaSO4 , tạo bởi Na (I) và Cl (I) là NaCl
- Trường hợp 2 Hai hóa trị cùng là số chẵn: lấy hóa trị nguyên tố này làm chỉ
số nguyên tố kia, rồi chia mỗi chỉ số vừa chéo cho 2 Ví dụ: Công thức hóa học của hợp chất tạo bởi Mn (IV) và O (II) được lập như sau:
Trang 5- Trường hợp 3 Hai hóa trị có ít nhất 1 hóa trị lẻ: lấy hóa trị của nguyên tố này làm chỉ số của nguyên tố kia Ví dụ: Công thức hóa học của hợp chất tạo bởi Al (III)
và O (II) được lập như sau:
b Viết phương trình hóa học
Để viết đúng phương trình, trước tiên học sinh cần xác định đúng công thức hóa học của các chất tham gia và sản phẩm, chỉ cần sai 1 công thức hóa học bất kì thì toàn bộ phương trình đó sẽ sai hết Tiếp theo, không kém phần quan trọng là chọn hệ số thích hợp để phương trình được cân bằng Cân bằng là bước khó nhất đối với học sinh Tôi thường hướng dẫn học sinh cân bằng theo thứ tự: Kim loại Phi kim hay nhóm nguyên tử H O, tìm hệ số bằng phương pháp tương tự như qui tắc đường chéo khi lập công thức hóa học kết hợp phương pháp làm chẵn số lẻ (chéo số nguyên tử trước làm hệ số cho số nguyên tử sau và ngược lại)
Bước 1 Đếm số nguyên tử Al:
Trước: 1 Al Sau: 2 Al, ta chéo như sau:
2Al + O2 Al2O3 (1 không ghi) Bước 2 Đếm số nguyên tử O:
Trước: 2O, sau: 3O, ta chéo như sau:
Bước 3 Đếm lại số nguyên tử Al: Trước phản ứng có 2Al, sau phản ứng có 4Al, ta chia số nguyên tử hai vế trước và sau cho 2, ta được 1Al (trước) và 2Al (sau), chéo số nguyên tử thì kết quả là Al trước phải nhân thêm 2 và ta có kết quả như sau:
5
Trang 6Phương pháp cân bằng này có thể không nhanh như phương pháp khác nhưng
nó gần gũi vì tương tự với cách lập công thức hóa học, có thể nói là chậm mà chắc
c Tính số mol, khối lượng, thể tích, nồng độ dung dịch:
- Để cho học sinh dễ dàng vận dụng công thức, chúng ta cần giới thiệu cho học sinh bảng tóm tắt gồm tên đại lượng, kí hiệu và đơn vị tính của từng đại lượng để từ
đó học sinh dễ dàng xác định đề cho gì và cần tính gì
Việc xác định đúng dữ kiện đề cho đóng vai trò quyết định đối với kết quả bài toán
Trang 7III PHƯƠNG PHÁP GIẢI MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN HÓA HỌC CỤ THỂ:
DẠNG 1 TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC (KHÔNG CÓ DƯ)
A Nhận dạng bài tập: Từ đề chỉ tìm được số mol của 1 chất trong phản ứng.
B Các bước giải:
Bước 1 Tìm số mol từ số liệu đề cho:
- Nếu đề cho khối lượng m (số + “g”), áp dụng: n M m (1)
- Nếu đề cho thể tích khí ở đktc V (số + “lít” đktc), áp dụng: n Vdktc22,4
- Nếu đề cho nồng độ mol CM với thể tích dung dịch Vdd, áp dụng:
n = CM V dd
- Nếu đề cho nồng độ phần trăm C% và khối lượng dung dịch – mdd thì ta phải tìm số mol theo 2 bước:
+) Tìm khối lượng chất tan (mct) : mct =
% 100
%
.C mdd
+) Tìm số mol chất tan (n) theo công thức (1)
Bước 2 Viết phương trình hóa học (Phải cân bằng)
- Ghi tỉ lệ mol theo phương trình
- Thay số mol vừa tính được vào phương trình (ngay dưới CTHH của chất đó)
Bước 3 Tính số mol của các chất cần xác định khối lượng hoặc thể tích (theo quy
tắc tam suất: nhân chéo chia ngang)
Ví dụ: nB = 0,6 mol
7
nhân nhân chia chia
Trang 8x = 0,36.2 = 0,4 mol y = 0,63.4 = 0,8 mol
Bước 4 Tính theo yêu cầu đề bài từ số mol vừa tính ở bước 3.
m = n.M V(đktc) = n 22,4 CM = Vdd n
C Ví dụ
Đốt cháy 6,5g kẽm trong không khí Tính khối lượng kẽm oxit thu được và thể tích O 2 (đktc) đã phản ứng.
Giải
nZn = 665,5 = 0,1 (mol)
mZnO = nZnO.MZnO = 0,1 81 = 8,1 g
VO2 (đktc) = nO2.22,4 = 0,05 22,4 = 1,12 lít
DẠNG 2 TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC (LOẠI TOÁN DƯ)
A Nhận dạng: Từ đề bài tìm được số mol của cả hai chất tham gia phản ứng.
B Các bước giải:
Bước 1 Tìm số mol từ dữ kiện đề cho
Bước 2 Viết phương trình phản ứng, ghi tỉ lệ mol, chừa 1 dòng
Bước 3 Lập tỉ lệ xác định chất hết, chất dư
t o
Trang 9Chất nào có tỉ lệ nhỏ hơn là chất hết, có tỉ lệ lớn hơn là chất còn dư
Bước 4 Thay số mol theo đề của chất hết lên trên phương trình (đúng cột chất hết) Suy
ra số mol của các chất khác trên phương trình theo qui tắc tam suất (nhân chéo chia ngang)
Bước 5 Tính số mol dư của chất còn dư: ndư = ntính theo đề - nphản ứng
Bước 6 Tính theo yêu cầu đề bài từ số mol đã tính trên phương trình (dòng thứ 2) và số
mol chất dư ở bước 5
C Ví dụ:
Cho 5,6g sắt tác dụng với 10,95 g HCl
a Chất nào còn dư? Dư bao nhiêu gam?
b Tính thể tích H2 (đktc) thoát ra
c Tính khối lượng muối thu được sau phản ứng
Giải a nFe = 556,6= 0,1 (mol) nHCl = 1036,95,5 = 0,3 (mol)
Ta có tỉ lệ:
1
nFe
=
1
1
,
0
1
nFe
<
2
nHCl
nên Fe hết, HCl còn dư
2
nHCl
= 02,3= 0,15 Tính theo số mol Fe
nHCl dư = 0,3 – 0,2 = 0,1 (mol)
mHCl dư = 0,1 36,5 = 3,65 g
9
Trang 10b VH2 (đktc) = 0,1 22,4 = 2,24 lít
c m FeCl2 = 0,1 127 = 12,7 g
DẠNG 3 TOÁN HỖN HỢP
Loại 1 Toán hỗn hợp không cần lập hệ phương trình
A Nhận dạng: Có 2 dạng
- Chỉ có 1 chất trong hỗn hợp tham gia phản ứng.
- Cả hai chất đều tham gia phản ứng nhưng số mol chất tính được theo đề chỉ có thể thay trực tiếp lên 1 phương trình hóa học
B Các bước giải
Bước 1 Viết phương trình hóa học, ghi tỉ lệ mol, chừa 1 dòng để thay số mol
Bước 2 Tính số mol từ dữ kiện đề cho
Bước 3 Thay số mol vừa tính lên phương trình cho thích hợp, suy ra số mol của 1 chất
trong hỗn hợp
Bước 4 Tính khối lượng hoặc thể tích của chất vừa tìm được số mol
Bước 5 Tính khối lượng hoặc thể tích chất còn lại trong hỗn hợp (nếu cần) theo công
thức: m2 = mhỗn hợp – m1 hay V2 = Vhỗn hợp – V1
Bước 6 Tính thành phần phần trăm về khối lượng hoặc thể tích mỗi chất trong hỗn hợp
(nếu có) theo công thức:
% V1 =
Vhh
V1
m1
Trang 11Cho 20 lít hỗn hợp gồm etilen và metan (đktc) đi qua dung dịch Br 2 dư thì thấy có 200ml dung dịch Br 2 1M phản ứng Tính phần trăm về thể tích mỗi khí trong hỗn hợp ban đầu.
Giải
CH4 + Br2 không phản ứng
nBr2 = 0,2 1 = 0,2 mol
VC2H4 (đktc) = 0,2 22,4 = 4,48 lít
VCH4 (đktc) = 20 – 4,48 = 15,52 lít
%VC2H4 = 420,48 100% = 22,4%
%VCH4 = 100% - 22,4% = 77,6%
Loại 2 Toán hỗn hợp giải bằng cách lập hệ phương trình
A Nhận dạng:
- Cả 2 chất trong hỗn hợp đều tham gia phản ứng hóa học và số mol tìm được từ đề bài không thể thay trực tiếp lên trên phương trình hóa học nào cả
B Các bước giải:
Bước 1 Viết phương trình hóa học, dưới mỗi phương trình ghi tỉ lệ mol, chừa 1 dòng để
thay số mol
Bước 2 Đặt x, y lần lượt là số mol của từng chất trong hỗn hợp ban đầu (n1 = x mol, n2 = y mol)
Bước 3 Thay x, y lên phương trình thích hợp, từ đó suy ra số mol các chất khác trên
phương trình theo x, y bằng quy tắc tam suất
Bước 4 Từ dữ kiện của đề lập hệ phương trình
11
Trang 12Thường gặp:
m1 + m2 = mhh M1 n1 + M2 n2 = mhh xM1 + yM2 = mhh
Giả sử: từ dữ kiện 20g hỗn hợp gồm Zn và CuO ta lập được phương trình sau: mZn + mCuO = 20 65x + 80y = 20
(Với x, y lần lượt là số mol Zn và CuO trong hỗn hợp)
V1 + V2 = Vhh (các thể tích khí được đo ở đktc)
22,4 n1 + 22,4 n2 = Vhh
Giả sử có 3 lít hỗn hợp gồm C2H2 và CH4 ở đktc ta lập được phương trình:
22,4x + 22,4y = 3 (x, y lần lượt là số mol của C2H2 và CH4)
Từ 2 phương trình vừa lập, ta tổng hợp lại thành hệ phương trình
Bước 5 Giải hệ phương trình vừa lập, tìm được x, y.
Bước 6 Từ x, y vừa tìm được, tính khối lượng, thể tích hoặc thành phần phần
trăm về khối lượng, thể tích các chất theo yêu cầu đề bài
C Ví dụ
Đốt cháy hoàn toàn 22 gam hỗn hợp gồm CH 4 và C 2 H 2 thì thu được 35,84 lít CO 2 đktc Hãy xác định khối lượng mỗi khí trong hỗn hợp.
Giải
t o
t o
Trang 13Theo đề ta có:
* mCH4 + mC2H2 = 22
* VCO2 (1) + VCO2 (2)= 35,84
22,4 x + 22,4 (2y) = 35,84
Từ (*) và (**) ta có hệ phương trình:
22,4x + 44,8y = 35,84
x = 0,4 = nCH4
y = 0,6 = nC2H2 mCH4 = 0,4 16 = 6,4 g mC2H2 = 0,6 26 = 15,6 g
D Lưu ý: Khi học sinh đã quen dần với cách lập hệ phương trình, có thể cho học sinh làm ngắn gọn hơn bằng cách lượt bỏ bước lập từng phương trình riêng lẻ.
DẠNG 4 TOÁN HIỆU SUẤT PHẢN ỨNG
Loại 1 Tìm khối lượng, thể tích, … khi đề cho hiệu suất phản ứng.
A Nhận dạng: Đề thường cho khối lượng hoặc thể tích của 1 chất tham gia hoặc sản
phẩm, có kèm theo hiệu suất, yêu cầu tìm khối lượng hoặc thể tích của 1 chất khác trên phương trình
B Các bước giải
Bước 1 Bỏ qua hiệu suất, giải bài toán theo các bước như bài tính theo phương trình
hóa học (dạng 1 hoặc dạng 2) Khối lượng hoặc thể tích vừa tính được xem là khối lượng lí thuyết
Bước 2 Áp dụng 1 trong các công thức sau để tìm khối lượng hoặc thể tích thực tế:
13
Trang 14msản phẩm thực tế = msản phẩm lí thuyết 100H%% ; mchất tham gia thực tế = mchất tham gia lí thuyết 100H%%
Vsản phẩm thực tế = Vsản phẩm lí thuyết
% 100
%
H
; Vchất tham gia thực tế = Vchất tham gia lí thuyết
%
% 100
H
Hướng dẫn học sinh cách ghi nhớ:
Bài toán có hiệu suất là bài toán mà trong đó lượng chất nào đó bị hao hụt trong quá trình phản ứng Giống như việc làm bánh, đáng lẽ 10 kg bột sẽ làm ra 100 cái bánh, đằng này, thực tế 10 kg bột chỉ làm ra được 90 cái bánh thôi, đó là do trong quá trình làm bánh, bánh bị khét phải bỏ đi hoặc do người làm bánh đói bụng ăn bớt Nếu muốn
có đủ 100 cái bánh, thì ban đầu phải lấy nhiều hơn 10 kg bột Ta có thể hiểu nôm na hiệu
suất tức là trước thì lấy nhiều, nhưng sau thì thu được ít Muốn nhiều thì nhân 100 chia
H, ít thì chia 100 nhân H
m chất tham gia lí thuyết x
%
% 100
% 100
%
H
Có thể thay khối lượng (m) bằng thể tích (V)
C Ví dụ
Cho benzen phản ứng với Br 2 lỏng ở nhiệt độ cao có mặt bột sắt làm xúc tác, người ta thu được 125,6 gam brom benzen Biết hiệu suất phản ứng là 80% Hãy tính khối lượng benzen đã phản ứng.
Giải
Trang 151 1 1 1 (mol)
mC6H6 lí thuyết = 0,8 78 = 62,4 g
mC6H6 thực tế = 62,4
% 80
% 100
= 78 g
(Vì C6H6 là chất trước phản ứng nên ta áp dụng công thức: mlí thuyết
%
% 100
H )
D Lưu ý:
Sau khi cho học sinh làm xong ví dụ, giáo viên cho học sinh bài tương tự, trong
đó có bài tính khối lượng thực tế của sản phẩm để học sinh vận dụng thành thạo các công thức
Loại 2 Tính hiệu suất phản ứng.
A Nhận dạng: Đề thường cho 2 giá trị: khối lượng hoặc thể tích của 1 chất tham gia và
khối lượng hoặc thể tích của 1 sản phẩm, yêu cầu tính hiệu suất phản ứng
B Các bước giải
Bước 1 Chọn 1 giá trị đề cho để đổi số mol.
Bước 2 Viết phương trình, ghi tỉ lệ mol, thay số mol vừa tính vào đúng cột trên phương
trình, suy ra số mol của chất thứ hai mà đề đã cho khối lượng hoặc thể tích
Bước 3 Tính khối lượng hoặc thể tích của chất thứ hai (Đề cho khối lượng thì tính khối
lượng, cho thể tích thì tính thể tích) Lưu ý đây là lượng lí thuyết vì được tính toán dựa trên phương trình
Bước 4 Tính hiệu suất của phản ứng theo qui tắc:
H% = x 100% (Vì H% ≤ 100%)
Trong đó:
15
msố nhỏ
msố lớn