Mà cái khó của học sinh đối với môn Hoá học chính là bài tập, học sinh thường rất lúng túng đối với các bài tập Hoá học, sự đa dạng của bài tập Hoá học thường làm học sinh bế tắc khi mà
Trang 1A ĐẶT VẤN ĐỀ
Hoá học là môn học có vai trò quan trọng trong việc thực hiện mục tiêu đào tạo ở bậc THCS Chương trình Hoá học THCS có nhiệm vụ cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, phổ thông và thói quen làm việc khoa học Góp phần hình thành ở học sinh các năng lực nhận thức và các phẩm chất, nhân cách mà mục tiêu giáo dục đã đề ra
Là một giáo viên đang trực tiếp giảng dạy bộ môn Hoá học ở trường THCS Qua nghiên cứu nội dung chương trình và quá trình học tập môn Hoá học của học sinh tôi nhận thấy:
Học sinh tiếp thu môn Hoá học rất chậm, dù rằng đây là môn học còn mới đối với các em vì đến lớp 8 các em mới được làm quen Nhưng không phải vì thế mà chúng ta có thể thờ ơ với mức độ nhận thức của các em
Từ chỗ khó tiếp thu ngay ban đầu sẽ dẫn đến sự hời hợt của học sinh đối với môn Hoá học về những năm học sau
Mà cái khó của học sinh đối với môn Hoá học chính là bài tập, học sinh thường rất lúng túng đối với các bài tập Hoá học, sự đa dạng của bài tập Hoá học thường làm học sinh bế tắc khi mà ở trên lớp các em luôn tiếp thu bài một cách thụ động, nhớ một cách máy móc những bài toán mà giáo viên làm mẫu vì các em không có những phương pháp giải áp dụng cho từng dạng toán Hoá học
Đã thế, nhiều giáo viên vẫn không nhận thấy những yếu điểm này của học sinh để tìm cách khắc phục mà vẫn để học sinh tiếp thu một cách thụ động và nhớ máy móc khi giải một bài toán hoá học
Vì vậy để nâng cao chất lượng học môn Hoá học mỗi học sinh cần phải tích cực chủ động học tập song bên cạnh đó giáo viên phải đóng vai trò quan trọng, giáo viên phải cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức cơ bản từ đó học sinh sẽ khai thác kiến thức đó vào những vấn đề cụ
Trang 2thể Đặc biệt là phương pháp giải các dạng toán hoá học vì chỉ nắm được phương pháp giải, học sinh mới có thể chủ động trước các dạng toán
Nhận thức được vấn đề này nên tôi đã đi sâu vào nghiên cứu để đưa ra một số phương pháp giải phù hợp với từng dạng toán hoá học Xây dựng và đưa ra các dạng toán hoá học thường gặp để các em học sinh có một tư liệu học tập và không bị lúng túng trước các bài toán hoá học, đồng thời cũng là một cẩm nang để các đồng nghiệp có thể sử dụng làm tư liệu trong quá trình giảng dạy để mức độ nhận thức của học sinh ngày một nâng cao
Chương trình Hoá học THCS ngoài nhiệm vụ hình thành ở học sinh những kiến thức hoá học cơ bản thì việc bồi dưỡng các kỹ năng: năng lực nhận thức cho học sinh là một nhiệm vụ không kém phần quan trọng
Căn cứ vào yêu cầu, nhiệm vụ đó và dựa vào kinh nghiệm giảng dạy
Hoá học ở trường THCS trong đề tài này tôi xin được đưa ra một số phương pháp giúp học sinh giải nhanh các bài toán hoá học ở trường THCS.
Để nghiên cứu và hoàn thành đề tài này tôi đã sử dụng các phương pháp sau:
- Phương pháp thực nghiệm
- Phương pháp nghiên cứu tài liệu
IV TÀI LIỆU NGHIÊN CỨU.
- Sách giáo khoa Hoá học 8, 9 hiện hành
- Bài tập chọn lọc Hoá học (Vũ Tá Bình)
- Tuyển tập các bài toán Hoá học (Nhà xuất bản Đại học Sư Phạm)
- Hoá học chọn lọc (Đào Hữu Vinh)
B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Trang 3Trong chương trình THCS nói chung và bộ môn Hoá học nói riêng, mục tiêu đặt ra là không chỉ truyền đạt cho học sinh kiến thức theo yêu cầu
mà phải hình thành ở các em những kiến thức tổng quát để từ đó các em có thể vận dụng trong mọi trường hợp, các em có thể giải quyết được những vấn đề đặt ra
Vì lẽ đó mà mỗi giáo viên cần truyền đạt cho học sinh các phương pháp, để từ những phương pháp được học các em vận dụng vào những vấn
đề cụ thể
Mặt khác đối với môn Hoá học nếu không giải được các bài toán hoá học thì các em cũng sẽ không nắm được kiến thức về lý thuyết một cách cụ thể, về bài tập để củng cố lý thuyết Chính vì điều đó mà vấn đề đặt ra ở đây là phải truyền đạt cho các em một cách đầy đủ và có hệ thống các phương pháp giải toán hoá học, vì các bài toán cũng là thước đo mức độ hiểu bài và trình độ tư duy của học sinh
Vậy làm thế nào để định hướng được cách giải một bài tập hoá học?
Khó khăn lớn nhất của học sinh khi giải một bài tập hoá học là không định hướng được cách giải, nghĩa là chưa xác định được mối liên hệ giữa cái đã cho(giả thiết) và cái cần tìm(kết luận) Khác với bài tập toán học, trong bài tập hoá học người ta thường biểu diễn mối liên hệ giữa các chất bằng phản ứng hoá học và kèm theo các thao tác thí nghiệm như lọc kết tủa, nung nóng đến khối lượng không đổi, cho từ từ chất A vào chất B, lấy lượng dư chất A, cho kết tủa tan hoàn toàn trong axit hay trong bazơ Kết quả qua các lần kiểm tra của học sinh khối 9 bằng các câu hỏi như sau và yêu cầu các em giải để tìm ra kết quả, thì kết quả đạt được là:
Trang 4
Năm học 2006 – 2007: Khi được phân công dạy học ở lớp 9a tôi đã tiến hành công việc ôn tập và kiểm tra khảo sát ở lớp 9a với 30 em thì kết quả đạt được như sau:
1 Cho một luồng khí clo dư tác
dụng với 9,2g kim loại sinh ra
23,4g muối kim loại hoá trị I
Hãy xác định kim loại hoá trị I
và muối kim loại đó
10% 23,33% 40% 26,67%
2 Nhúng một thanh sắt nặng 8
gam vào 500 ml dung dịch
CuSO4 2M Sau một thời gian
lấy lá sắt ra cân lại thấy nặng
8,8 gam Xem thể tích dung
dịch không thay đổi thì nồng
độ mol/lit của CuSO4 trong
dung dịch sau phản ứng là bao
nhiêu?
10% 20% 43,33% 26,67%
Như vậy để có một cách giải bài tập hoá học hay và dễ hiểu thì trước hết người giải phải nắm vững lý thuyết hoá học cơ bản ở cả ba mức độ của
tư duy là hiểu, nhớ và vận dụng Lý thuyết hoá học sẽ giúp chúng ta hiểu được nội dung bài tập hoá học một cách rõ ràng và xác định được chính xác mối liên hệ cơ bản giữa giả thiết và kết luận Sau khi làm được việc này ta chỉ cần sử dụng một số phương pháp giải toán hoá thông thường là có thể giải được bất kỳ bài tập hoá học nào mong muốn Ngay từ bây giờ, chắc
Trang 5vẫn còn chưa muộn, chúng ta nên dành một ít thời gian mỗi ngày vào để ôn luyện lý thuyết trước lúc giải các bài tập hoá học
Qua những luận điểm nêu trên tôi thấy phương pháp giải toán hoá học thực sự là cần thiết đối với học sinh bậc THCS nói riêng và học sinh phổ thông nói chung
II NỘI DUNG.
1 Những yêu cầu chung về phương pháp giải toán Hoá học
Khi giải bài toán Hoá học cần phải chú ý không những chỉ mặt tính toán mà phải chú ý đến bản chất Hoá học của bài toán Hoá học nghiên cứu
về chất và những biến đổi của chất Chất và sự biến đổi của chất được xem xét cả về mặt định tính cũng như định lượng Bởi vậy, giải bài toán Hoá học bao gồm 2 phần: Phần Hoá học và phần toán học
Thiếu hiểu biết đúng về mặt Hoá học thì không thể giải đúng được bài toán Hoá học Do đó, sự thống nhất giữa hai mặt định tính và định lượng của các hiện tượng Hoá học là cơ sở phương pháp luận việc giải bất
kỳ một bài toán Hoá học nào Kinh nghiệm đã chỉ rõ rằng, không ít học sinh khi giải toán Hoá học chỉ tập trung chú ý vào mặt tính toán, ít chú ý đến phân tích nội dung Hoá học, dẫn dến tình trạng tính toán dài dòng, đôi khi dẫn đến những kết quả phi lý
Có thể nêu lên các bước chung sau đây cho việc giải một bài toán Hoá học.
Bước 1:
- Đọc kỹ đầu bài, có thể phải đọc đi đọc lại để nắm vững các dữ kiện của bài toán Hoá học Những điều đã biết, những điều cần phải tìm lời giải
- Ghi vắn tắt đầu bài toán làm 2 phần riêng biệt trên trang giấy hoặc phía trái, phía phải hoặc phần trên, phần dưới theo sơ đồ: Phía trái hoặc phần trên ghi những điều đã biết, phía phải hoặc phần dưới ghi những điều cần tìm Những điều chưa biết cần tìm phải đánh dấu hỏi
Trang 6Trong phần ghi tóm tắt cần phải triệt để sử dụng các ký hiệu, công thức và phương trình Hoá học sao cho nhanh chóng, tiết kiệm thời gian và
dễ dàng theo dõi để tìm ra các mối liên quan cần thiết cho việc tìm kiếm cách giải
Bước 2: Phân tích kỹ bài toán để tìm ra 2 nội dung đâu là nội dung
Hoá học đâu là nội dung toán học Đối với nội dung Hoá học thì cần sử dụng các kiến thức nào, công thức hay phương trình Hoá học (PTHH) Đối với nội dung toán học thì cần phải sử dụng các kiến thức về số học hay đại số
Bước 3: Suy nghĩ tìm ra phương pháp giải bài toán Trước hết cần
phân tích xem bài toán thuộc dạng nào, tức là quy về các dạng quen biết, đã được học cách giải, thông thường khi giải một bài toán Hoá học cần phải phân tích kỹ mặt định tính sau đó mới bắt tay vào việc tính toán Chỉ khi nào mặt Hoá học đã được hiểu rõ mới được chuyển sang tính toán
Khi giải các bài tập về công thức Hoá học (CTHH) thì phải vận dụng các kiến thức về cấu tạo chất và định luật thành phần không đổi của chất Khi giải các bài tập về PTHH thì cần phải nhớ lại các khái niệm về PTHH, Viết đúng, cân bằng đúng phương trình và vận dụng định luật bảo toàn khối lượng các chất trong tính toán Khi cần tính toán định lượng về chất thì phải nhớ lại các kiến thức về khối lượng phân tử, khối lượng nguyên tử, mol, khối lượng mol, thể tích mol, số Avogađrô Sau khi đã nắm vững, hiểu rõ và giải được phần Hoá học thì việc chuyển sang phần tính toán đối với học sinh sẽ không có khó khăn gì
Bước 4: Tìm lời giải bằng cách tính toán Toán học Bước này đòi hỏi
vận dụng kỹ năng tính toán cụ thể, cũng có thể kèm theo thực nghiệm nếu bài toán đòi hỏi
Bước 5: Kiểm tra kết quả tính toán, đối chiếu với lời giải (đáp án)
với yêu cầu của câu hỏi bài toán Biện luận và khẳng định đáp án
Trang 7Có thể sơ đồ hoá các bước giải bài toán Hoá học như sau:
ơ
Đề bài toán
Ghi
tóm tắt
dữ kiện
bài toán
Nghiên cứu kỹ bài toán
Phân tích đề bài toán
Phần giải về Hoá học
Chọn phương
pháp giải
Giải bài toán
(tính toán)
Lời giải (đáp án)
Phân tích lời giải (đáp án)
Phần giải bằng tính toán toán học
Trang 82 Một số phương pháp giúp học sinh giải nhanh các bài toán Hoá học thường gặp ở trường THCS
Gồm các phương pháp.
Phương pháp 1: Áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng Phương pháp 2: Dựa vào sự tăng, giảm khối lượng.
Phương pháp 3: Chuyển bài toán hỗn hợp thành bài toán chất tương đương.
Nội dung cụ thể.
1/ Phương pháp 1: áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố và khối lượng.
Nguyên tắc: Trong phản ứng hoá học, các nguyên tố và khối lượng của
chúng được bảo toàn
Từ đó suy ra:
+ Tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành
+ Tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng
Phạm vi áp dụng: Trong các bài toán xảy ra nhiều phản ứng, lúc này đôi
khi không cần thiết phải viết các phương trình phản ứng và chỉ cần lập sơ
đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol giữa các chất cần xác định và những chất mà đề cho
Bài 1 Cho một luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh ra 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I và muối kim loại đó
Hướng dẫn giải:
Đặt M là KHHH của kim loại hoá trị I
PTHH: 2M + Cl2 2MCl
Trang 92M(g) (2M + 71)g
9,2g 23,4g
ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71)
suy ra: M = 23
Kim loại có khối lượng nguyên tử bằng 23 là Na
Vậy muối thu được là: NaCl
Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg và Zn bằng một lượng vừa đủ dung dịch H2SO4 loãng, thu được 1,344 lit hiđro (ở đktc) và dung dịch chứa m gam muối Tính m?
Hướng dẫn giải:
PTHH chung: M + H2SO4 MSO4 + H2
nH2 SO 4 = nH2 = 122,344,4 = 0,06 mol
áp dụng định luật BTKL ta có:
mMuối = mX + m H2 SO4 - m H2 = 3,22 + 98 * 0,06 - 2 * 0,06 = 8,98g
Bài 3: Có 2 lá sắt khối lượng bằng nhau và bằng 11,2g Một lá cho tác dụng hết với khí clo, một lá ngâm trong dung dịch HCl dư Tính khối lượng sắt clorua thu được
Hướng dẫn giải:
PTHH:
2Fe + 3Cl2 2FeCl3 (1)
Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2)
Theo phương trình (1,2) ta có:
nFeCl3 = nFe = 1156,2 = 0,2mol nFeCl2 = nFe = 1156,2 = 0,2mol
Số mol muối thu được ở hai phản ứng trên bằng nhau nhưng khối lượng mol phân tử của FeCl3 lớn hơn nên khối lượng lớn hơn
Trang 10mFeCl2 = 127 * 0,2 = 25,4g mFeCl3= 162,5 * 0,2 = 32,5g
2/ Phương pháp 2: dựa vào sự tăng, giảm khối lượng.
Nguyên tắc: So sánh khối lượng của chất cần xác định với chất mà giả
thiết cho biết lượng của nó, để từ khối lượng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol giữa 2 chất này mà giải quyết yêu cầu đặt ra
Phạm vị sử dụng: Đối với các bài toán phản ứng xảy ra thuộc phản ứng
phân huỷ, phản ứng giữa kim loại mạnh, không tan trong nước đẩy kim loại yếu ra khỏi dung dịch muối phản ứng, Đặc biệt khi chưa biết rõ phản ứng xảy ra là hoàn toàn hay không thì việc sử dụng phương pháp này càng đơn giản hoá các bài toán hơn
Bài 1: Nhúng một thanh sắt và một thanh kẽm vào cùng một cốc chứa 500
ml dung dịch CuSO4 Sau một thời gian lấy hai thanh kim loại ra khỏi cốc thì mỗi thanh có thêm Cu bám vào, khối lượng dung dịch trong cốc bị giảm mất 0,22g Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol của ZnSO4 gấp 2,5 lần nồng độ mol của FeSO4 Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa rồi nung ngoài không khí đến khối lượng không đổi , thu được 14,5g chất rắn Số gam Cu bám trên mỗi thanh kim loại và nồng độ mol của dung dịch CuSO4 ban đầu là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải: PTHH
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( 1 )
Zn + CuSO4 ZnSO4 + Cu ( 2 )
Gọi a là số mol của FeSO4
Vì thể tích dung dịch xem như không thay đổi Do đó tỉ lệ về nồng độ mol của các chất trong dung dịch cũng chính là tỉ lệ về số mol
Theo bài ra: CM (ZnSO4 ) = 2,5 CM (FeSO 4 ) Nên ta có: nZnSO 4 = 2,5 nFeSO4
Khối lượng thanh sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g)
Trang 11Khối lượng thanh kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g)
Khối lượng của hai thanh kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g)
Mà thực tế bài cho là: 0,22g
Ta có: 5,5a = 0,22 a = 0,04 (mol)
Vậy khối lượng Cu bám trên thanh sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g)
và khối lượng Cu bám trên thanh kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g)
Dung dịch sau phản ứng 1 và 2 có: FeSO4, ZnSO4 và CuSO4 (nếu có)
Ta có sơ đồ phản ứng:
NaOH dư t0, kk
FeSO4 Fe(OH)2
2
1
Fe2O3
a a a2 (mol)
mFe2 O3 = 160 x 0,04 x a2 = 3,2 (g)
NaOH dư t0
CuSO4 Cu(OH)2 CuO
b b b (mol)
mCuO = 80b = 14,5 - 3,2 = 11,3 (g) b = 0,14125 (mol)
Vậy nCuSO4 ban đầu = a + 2,5a + b = 0,28125 (mol)
CM CuSO4 = 0,281250,5 = 0,5625 M
Bài 2: Nhúng một thanh sắt nặng 8 gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M. Sau một thời gian lấy lá sắt ra cân lại thấy nặng 8,8 gam Xem thể tích dung dịch không thay đổi thì nồng độ mol/lit của CuSO4 trong dung dịch sau phản ứng là bao nhiêu?
Hướng dẫn giải:
Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x 2 = 1 (mol)
PTHH
Fe + CuSO4 FeSO4 + Cu ( 1 )
Trang 121 mol 1 mol
56g 64g làm thanh sắt tăng thêm 64 - 56 = 8 gam
Mà theo bài cho, ta thấy khối lượng thanh sắt tăng là: 8,8 - 8 = 0,8 gam Vậy có 08,8 = 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, thì cũng có 0,1 mol CuSO4 tham gia phản ứng
Số mol CuSO4 còn dư : 1 - 0,1 = 0,9 mol Ta có CM CuSO4 = 00,,59 = 1,8 M
Bài 3: Dẫn V lit CO2 (đktc) vào dung dịch chứa 3,7 gam Ca(OH)2 Sau phản ứng thu được 4 gam kết tủa Tính V?
Hướng dẫn giải:
Theo bài ra ta có:
Số mol của Ca(OH)2 = 374,7 = 0,05 mol
Số mol của CaCO3 = 1004 = 0,04 mol
PTHH
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
- Nếu CO2 không dư:
Ta có số mol CO2 = số mol CaCO3 = 0,04 mol
Vậy V(đktc) = 0,04 * 22,4 = 0,896 lít
- Nếu CO2 dư:
CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O
0,05 0,05 mol 0,05
CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2
0,01 (0,05 - 0,04) mol
Vậy tổng số mol CO2 đã tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol
V(đktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lít