skkn sử dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh một số dạng bài tập trắc nghiệm hóa học thpt doàn kểtt

KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU:1... TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.

I LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI :

Trong quá trình dạy học bộ môn hóa học , bài tập được xếp trong hệ thống phương pháp giảng dạy ( phương pháp luyện tập ), phương pháp này được coi là một trong các phương pháp quan trọng nhất để nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn Thông qua việc giải bài tập ,giúp học sinh rèn luyện tính tích cực , tính sáng tạo , khả năng tư duy , và bồi dưỡng hứng thú trong học tập Việc lựa chọn phương pháp thích hợp để giải bài tập ngày càng có ý nghĩa quan trọng hơn Mỗi bài tập có nhiều phương pháp giải khác nhau , Nếu biết lựa chọn phương pháp hợp lí , sẽ giúp học sinh nắm vững hơn bản chất của các hiện tương hóa học ,đồng thời giải nhanh bài tập trắc nghiệm một cách chính xác Một trong những yêu cầu để học sinh làm tốt bài kiểm tra trắc nghiệm là phải giải chính xác các bài toán hóa hóa học trong khoảng thời gian ngắn nhất Phương pháp đồ thị là một phương pháp giải nhanh – tỏ ra có ưu thế hơn trong

việc giúp học sinh giải quyết nhanh ,đúng và không bỏ sót nghiệm của các dạng

toán tạo kết tủa cực đại sau đó kết tủa tan

Từ những lí do trên tôi đã chọn đề tài “ “Sử dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh một số dạng bài tập trắc nghiệm Hóa học”

II.TỔ CHỨC THỰC HIỆN ĐỀ TÀI :

1 Cơ sở lí luận :

Một trong những ứng dụng của toán đồ thị là biện luận số nghiệm của phương trình , cụ thể nếu đố thị của hàm y = f (x) cắt đồ thị của y = g(x) tại n điểm là phương trình có n nghiệm

Các nghiệm này được xác định dễ dàng nhờ vào các tính chất đặc biệt của đồ thị Dựa trên nguyên tắc đó chúng ta có thể áp dụng vào hóa học để giải nhanh các bài toán hóa học Đó là trường hợp mà trong thí nghiệm hóa học có quá trình lượng kết tủa tăng dần đến cực đại rồi sau đó giảm dần đến hết khi lượng chất phản ứng có dư

Trên cở sở nghiên cứu kết quả sử dụng phương pháp đồ thị để giải các dạng toán Zn2+ tác dụng với dung dịch OH-; CO2 phản ứng với Ca(OH)2 Tôi tiếp tục nghiên cứu và vận dụng phương pháp đồ thị trong các dạng toán sau :

- Muối Al3+ tác dụng với dung dịch OH-

- Muối AlO

2 tác dụng với dung dịch axit

- Dung dịch H+ vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol AlO

2 và b mol OH

-2 Cơ sở thực tiển:

Trong các giờ luyện tập hoá học, việc học sinh không nắm được phưong pháp giải quyết bài toán và phân dạng được dạng toán, dẫn đến tình trạng mất thời gian, có khi cả một tìết dạy học sinh chỉ giải được một,hay hai bài toán Chính vì vậy giáo viên nên nêu phương pháp và phân dạng bài toán để giúp các

em giải bài toán một cách nhanh nhất và chính xác

3 Nội dung , biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài :

3.1.Nội dung

Dạng 1: Dung dịch OH - tác dụng với dung dịch chứa a mol Al 3+

Cho từ từ dung dịch OH- vào a mol dung dịch AlCl3 cho đến dư

• Hiện tượng quan sát : Xuất hiện kết tủa tăng dần cực đại , sau đó tăng dần cho đến hết

• PTPƯ : Al3+ + 3OH-  Al(OH)3 ( 1)

a 3a a

Al(OH)3 + OH-  AlO2- +2 H2O (2)

a a a

•Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa số mol kết tủa và số mol OH -

Nhận xét:

• Nếu n ↓> a Thì bài toán vô nghiệm →y = n↓ không cắt đồ thị

• Nếu n ↓= a thì bài toán có 1 nghiệm duy nhất nOH- = 3a ( kết tủa cực đại )

• Nếu 0 < n↓ <a Thì bài toán có hai nghiệm x1 và x2

x1 = n OH- = 3 n↓ ; hay x2 = nOH-= 4 a –n↓

Ví dụ 1 : Cho từ từ dung dịch NaOH 1M vào 400ml dung dịch AlCl3 0,2M cho đến khi thu được 4,68g gam kết tủa thì dừng lại Thể tích dung dịch NaOH đã dùng là :

A 0,18 lít hoặc 0,26lít B 0,06 lít hoặc 0,26 lít

C 1,8 lít hoặc 2,6 lít D 0,45 lít hoặc 0,65 lít

Cách giải thông thường Phương pháp đồ thị

x

y

C A

B

O

1

a

Trường hợp 1 : OH- hết , Al3+

còn dư

Al3+ + 3OH- 

Al(OH)3 ↓ (1)

0,06 0,18

0,06

 nNaOH = 0,18 mol  VNaOH=

0,18 lit

Trường hợp 2: Xảy ra cả 2

phương trình : Al3+ hết , OH- dư sau

khi xảy ra phương trình tạo kết tủa

: Al3+ + 3OH-  Al(OH)3

(1)

0,08 0,24 0,08

 nAl(OH)3 bị hòa tan :0,08- 0,06 =

0,02

Al(OH)3 + OH-  AlO2- +

H2O (2)

0,02 0,02

 Tổng số mol OH- = 0,26 mol

 VNaOH = 0,26 lit

Nhận xét : n ↓ < nAl3+-

 Giá trị số mol OH- tương ứng hai nghiệm :

• n OH- = 3 n↓= 0,18mol 

VNaOH= 0,18 lit

• nOH-= 4 a –n↓ = 0,32-0,06=0,26mol

 VNaOH = 0,26 lit

Ví dụ 2: Cho 200ml dung dịch AlCl3 l,5M tác dụng với V lít dung dịch NaOH 0,5M lượng kết tủa thu

được là 15,6 gam Giá trị lớn nhất của V là A 1,8 B 2,4

C 2 D.1,2

HD: Dựa vào đồ thị , để tính giá trị V lớn nhất Ta chỉ xét trường hợp 2 :

• nOH-= 4 a –n↓= 4.0,3 – 0,2 = 1mol  V NaOH= 1:0,5 = 2 lit

Dạng 2: dung dịch axit tác dụng với Muối AlO

2 Cho từ từ đến dư dung dịch axit H+ vào dung dịch chứa a mol AlO2 -cho đến dư

• Hiện tượng quan sát : Xuất hiện kết tủa tăng dần cực đại , sau đó tăng dần cho đến hết

• PTPU: AlO

2 + H+ + H2O  Al(OH)3

a a a

Al(OH)3 + 3 H+  Al3+ + 3 H2O

•Đồ thị biểu thị mối quan hệ giữa số mol kết tủa và số mol H +

a

4a a

Nhận xét:

+ Nếu n ↓> a Thì bài toán vô nghiệm →y = n↓ không cắt đồ thị

+ Nếu n ↓= a thì bài toán có 1 nghiệm duy nhất nH+ = a ( kết tủa cực đại ) + Nếu 0 < n↓ <a Thì bài toán có hai nghiệm x1 và x2

x1 = nH+= n↓ hay x2 = nH+= 4 a – 3 n↓

Ví dụ 3: Cho từ từ V (l) dung dịch HCl 0,5M vào 200ml dung dịch KAlO2 1 M sau phản ứng thu được 11,7 kết tủa Tính giá trị V đã dùng

A 0,3 hay 0,4 B 0,4 hay 0,7 C 0,3 hay 0,7 D.0,35 hay 0,7

Cách giải thông thường Phương pháp đồ thị

Trường hợp 1 : H+ hết , AlO2

-còn dư sau khi xảy ra phương trình sau

AlO2- + H+ + H2O  Al(OH)3 ↓

0,15 0,15 ← 0,15

Nhận xét : n ↓ < nAlO2-

 Giá trị số mol H+ tương ứng hai nghiệm :

x1 = nH+= n↓ = 0,15mol  VHCl=

 n HCl = 0,15  VHCl = 0,15 :

0,5= 0,3 (lit )

Trường hợp 2: Xảy ra cả 2 phương

trình : AlO2- hết , H + dư sau khi xảy ra

phương trình tạo kết tủa AlO2- + H+

+ H2O  Al(OH)3 ↓

0,2 0,2 0,2

n Al(OH)3 ↓ bị hòa tan : 0,2 –

0,15 = 0,05 mol

Al(OH)3 + 3 H+  Al3+ +3

H2O

0,05 0,15

 tổng số mol H+ = 0, 35mol 

VHCl = 0,7 lit

0,15:0,5= 0,3 lit

x2 = nH+= 4 a – 3 n↓ = 4.0,2 -3.0,15= 0,35 mol

 VHCl = 0,35:0,5 = 0,7 lit

Tương tự; như vậy ta cũng xét dạng 3

Dạng 3: Cho từ từ dung dịch H+ vào dung dịch hỗn hợp chứa a mol AlO

2 và b mol OH

-Hiện tượng : - Đầu tiên chưa xuất hiện kết tủa (xảy ra phản ứng(1), đồ thị là đoạn OA)

- Một lúc sau xuất hiện kết tủa và kết tủa tăng dần đến cực đại (xảy ra phản ứng (.2), đồ thị là đoạn AB)

- Cuối cùng kết tủa tan dần đến hết (xảy ra phản ứng (3), đồ thị là đoạn BC)

Các phản ứng lần lượt xảy ra như sau:

b b

H + AlO

2 + H2O  Al(OH)3 (.2)

a a a

3H + Al(OH)3  Al3+ + 3H2O (.3)

Từ đây đồ thị của dạng bài tập này như sau:

Nhận Xét :

: nH(min)  n  nOH ;

3

( ax) 4 3

n   n   n  n 

Ví dụ 4: Cho 200ml dung dịch HCl vào 100ml dung dịch hỗn hợp

NaAlO2 0,15M và NaOH 0,1M thì thu được 0,78 (g) kết tủa Nồng độ M của dung dịch HCl là:

A 0,01 hoặc 0,03 B 0,01 hoặc 0,02 C 0,02 hoặc 0,03 D 0,01 hoặc 0,04

y

x

B a

(4a+b)

C

Đồ thị như sau

Giải: n 0 , 015

2  

AlO mol ; nOH =0,01mol; nAl (OH)3 =0,01mol Vì nAl (OH)3 < n AlO2-  Giá trị số mol H+ tương ứng hai nghiệm :

• nH+= n↓+ nOH- = 0,01+0,01=0,02mol  CM = 0,02: 0,2= 0,1 (M)

• nH+= 4 nAl3+ - 3 n↓+ nOH- = 4.0,015 - 3.0,01 + 0,01= 0,04mol

 CM = 0,04 : 0,2 = 0,2 (M )

3.2 Biện pháp thực hiện :

Thông qua tiết luyện tập tự chọn , với các dạng bài tập kết tủa tăng dần đến cực đại rồi kết tủa tan dần đến hết cụ thể vận dụng trong các bài SGK, SBT lớp 12 , một số câu trong đề thi đại học

Bài ( sách giáo khoa12, sách bài tâp chương trình

nâng cao ) một số câu trong đề thi đại học

Tiết

Kim loại kiềm thổ , hợp chất quan trọng của kim

loại kiềm thổ

47,48,49,50, Nhôm và hợp chất của nhôm – luyện tập 56,57,58,

y

G B

O

C

Chọn lớp thực nghiệm 12A3 và lớp đối chứng 12A9 - Trường THPT Thanh Bình

Vận dụng phương pháp đồ thị trong giảng dạy lớp thực nghiệm 12A3 và phương pháp truyền thống trong giảng dạy lớp đối chứng 12A9

Tiến hành khảo sát với nội dung

Câu 1: Cho 0,5 lít dung dịch NaOH tác dụng với 300ml dung dịch

Al2(SO4)3 0,2M thu được 1,56g kết tủa Nồng độ mol/lít của dung dịch NaOH Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn

A 0,12M và 0,92M B.1,2M và 9,2M C 0,72 M D.0,12M

Câu 2: Cho 200 ml dung dịch NaOH vào 200 ml dung dịch 200 ml dung dịch AlCl3 2M, thu được một kết tủa, nung kết tủa đến khối lượng không đổi được 5,1 gam chất rắn Nồng độ mol/lít của dung dịch NaOH là:

A 1,5 M và 7,5 M B 1,5 M và 3M C 1M và 1,5 M D 2M và 4M

Câu 3: Cho V lít dung dịch NaOH 2M vào dung dịch chứa 0,1 mol Al2(SO4)3 và 0,1 mol H2SO4 đến khi phản ứng hoàn toàn, thu được 7,8 gam kết tủa Giá trị lớn nhất của V để thu được lượng kết tủa trên làA 0,05 B 0,45 C 0,25 D 0,35

Câu 4: Cho 200ml dung dịch HCl vào 300ml dung dịch hỗn hợp NaAlO2 1M và NaOH 0,5M thu được 15,6 gam kết tủa keo Nồng độ M của dung dịch HCl là:

A 0,35 hoặc 0,75 B 1 hoặc 3,75 C 1,75 hoặc 3

D 1,75 hoặc3,75

Câu 5: Thêm 0,26 mol HCl vào dung dịch chứa 0,1mol NaOH và 0,1mol NaAlO2 Thì lượng kết tủa tách ra là : A 0,02mol B 0,06mol

C 0,16mol D 0,08mol

III KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU:

1 Kết quả định tính : Trong thời gian giảng dạy giúp cho học sinh nắm các phương pháp giải các dạng bài tập kim loai kiềm thổ và hợp chất kiềm thổ , hợp chất nhôm Trong những giờ luyện tập giáo viên chỉ cần gợi ý dạng bài tập từ đó học sinh tự hoạt đông, kết quả học sinh rất có hứng thú khi vận dụng phương pháp đồ thị để tính toán dễ dàng, và có thể nhẩm nhanh ra kết quả , giúp học sinh tiết kiệm nhiều thời gian và không bỏ soát nghiệm của bài toán

2 Kết quả định lượng :

Lớp Sĩ

số

Điểm > 5 % điểm >5

Qua bảng số liệu trên nhận thấy tỉ lệ % học sinh học lớp thực nghiệm trả lời đúng đáp số cao hơn và nhanh hơn (đa số các em không làm hết bài trong 20 phút) lớp đối chứng

IV ĐỀ XUẤT , KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG

Để vận dụng phương pháp đồ thị trong giải toán hóa học đạt kết quả tốt tôi đề nghị một số ý kiến sau :

-Giáo viên cần giới thiệu cho học sinh cách mô tả đồ thị của từng dạng toán , trước khi yêu cầu học sinh phải nhớ công thức ,nhờ đó mà học sinh có thể hình dung ra cách thành lập công thức để từ đó có thể xử lí nhanh với các bài toán có biến đổi chút it so với dạng cơ bản

-Xây dựng các bài toán ở dạng cơ bản để học sinh vận dụng công thức nhuần nhuyễn Sau đó mới nâng dần lên với các bài toán chọn nghiệm phù hợp

- Vận dụng phương pháp đồ thị khi giảng dạy chương 1 ( phẩn hiđroxit lưỡng tính – pH của dung dịch ) lớp 11 chương cac bon silic lớp 11 , chương kim loại kiềm thổ-Nhôm – lớp 12

V KẾT LUẬN :

Trên đây là một số kỹ năng và phương pháp giải nhanh một số dạng toán của hợp chất nhôm ,là một nội dung rất quan trọng trong việc giúp ích cho học sinh trong việc hoàn thành tốt một số dạng bài tập hoá học phổ thông, rèn luyện

kỹ năng giải bài tập hoá học và phát triển tư duy của học sinh là những kiến thức rất bổ ích cho học sinh, góp phần giúp cho các em làm tốt các bài tập trắc nghiệm khách quan trong các kỳ thi Với chút ít kinh nghiệm của bản thân , tôi

hy vọng đề tài này góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy bộ môn Đề tài này có thể mở rộng , phát triển nhiều hơn nữa Rất mong quí Thầy Cô và các bạn đọc góp thêm ý kiến

Phú Bình ngày 15 tháng 4 năm 2014

Người thực hiện

Trần Thị Thủy

VI TÀI LIỆU THAM KHẢO

1 Lê Xuân Trọng (chủ biên), Sgk Hóa học 12 (nâng cao)- NXB giáo dục,

Hà nội 2008

2 Nguyễn Ngọc Quang , Lí luận dạy hoc – NXB giáo dục 2004

3 Hoàng Nhâm, Hóa học vô cơ – Tập 1 – NXB giáo dục, 2003.

4 Nguyễn Xuân Trường, Ôn luyện kiến thức hóa học đại cương và vô cơ trung học phổ thông – NXB Giáo dục, Hà Nội 2008.

MỤC LUC

………Trang 2

………

………2

………2

3 Nội dung và các biện pháp thực hiện và các giải pháp của đề tài

…………3

………

………

………

IV Đề xuất khuyến nghị khả năng áp dụng

………

khảo………