BỒI DƯỠNG MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH BÀI TOÁN HOÁ HỌC CHO HỌC SINH GIỎI

SKKN – Nguyễn Đình Hành MỤC LỤC Nội dung đề tài Trang LỜI CẢM ƠN A- PHAÀN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: II-MUÏC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: III-ĐỐI TƯNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : 2- Khách thể nghiên cứu : IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: V- PHẠM VI NGHIÊN CỨU: VI- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1- Phương pháp chủ yếu: 2-Các phương pháp hỗ trợ: .4 B- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN .6 I- CÔ SỞ LÝ LUẬN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC .6 II- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VÀ VÀ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH 1-Thực trạng chung: 2- Chuẩn bị thực đề tài: III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TÀI VÀO THỰC TIỄN CHỦ ĐỀ 1: PHƯƠNG PHÁP TỰ DO CHỌN LƯNG CHẤT .8 CHỦ ĐỀ 2: PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯNG MOL TRUNG BÌNH .10 CHỦ ĐỀ : PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯNG .12 CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG PHÁP TÍNH THEO LƯNG CỦA NGUYÊN TỬ HOẶC NHÓM NGUYÊN TỬ 15 CHỦ ĐỀ 5: PHƯƠNG PHÁP HP THỨC 17 C - BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC: 20 I- BAØI HỌC KINH NGHIỆM: .20 II- KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC: 20 D- KẾT LUẬN CHUNG: 21 E- PHẦN PHỤ LỤC: .22 I- PHIẾU ĐIỀU TRA : 22 II- TÀI LIỆU THAM KHẢO: .23 - - Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành Lời m ơn Đề tài hoàn thành nhờ giúp đỡ, động viên Ban giám hiệu trường THCS Chu Văn An huyện Đak Pơ số đồng nghiệp cung cấp tài liệu phục vụ cho việc nghiên cứu Đồng thời đề tài cộng tác nhiệt tình giáo viên tổ bồi dưỡng, giáo viên có nhiều kinh nghiệm em học sinh đội tuyển HS giỏi huyện Đak Pơ Tôi xin chân thành cảm ơn Ban giám hiệu nhà trường, thầy cô giáo hợp tác trao đổi kinh nghiệm trợ giúp tài liệu; cảm ơn thầy cô giáo em học sinh tham gia trả lời câu hỏi phiếu điều tra, tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành đề tài này./ Tôi xin chân thành cảm ơn ! Người thực đề tài Nguyễn Đình Hành Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành A- PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Dạy học hóa học trường đổi tích cực nhằm góp phần thực thắng lợi mục tiêu trường THCS Mục tiêu đổi phương pháp dạy học nhằm đào tạo bồi dưỡng người phát triển toàn diện, có đủ kiến thức khoa học, có lực thực hành biết vận dụng kiến thức vào thực tiễn Để thực mục tiêu đó, nhà trường trọng đến việc bồi dưỡng học sinh, tạo điều kiện cho học sinh rèn luyện lực tư duy, khả sáng tạo, có ý thức vận dụng cách linh hoạt kiến thức học vào sống thực tiễn Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng bồi dưỡng đại trà nhà trường phải trọng đến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, coi trọng việc hình thành phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Đây nhiệm vụ địa phương làm tốt nhiều lý khác Có thể nêu số lý như: môn học mẻ nên kiến thức kỹ học sinh nhiều chỗ khuyết; nhiều giáo viên chưa có đủ tư liệu thiếu kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi … Là giáo viên thường xuyên tham gia công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, có dịp trao đổi kinh nghiệm với nhiều đồng nghiệp ( An Khê ĐakPơ ), tiếp xúc với nhiều hệ học trò nhận thấy kinh nghiệm giải toán hoá học em vào đội tuyển nhiều hạn chế, trình bày lời giải nhiều lúng túng, dài dòng gây nhiều thời gian Điều làm cho em khó đạt kết cao kỳ thi học sinh giỏi Từ khó khăn vướng mắc, mong muốn đạt kết cao, sưu tầm tài liệu ;tìm tòi; nghiên cứu tích luỹ số kinh nghiệm giúp học sinh giải toán hoá học cách nhanh chóng hiệu Với lý chọn áp dụng đề tài “ BỒI DƯỢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC” nhằm giúp cho em HS giỏi có kinh nghiệm giải tập cách tự tin, nhanh chóng hiệu II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: 1- Nghiên cứu số phương pháp giải toán hoá học 2-Nêu phương pháp giải theo chủ đề nhằm giúp học sinh giỏi rèn luyện kỹ năng, giải tốt nhiều toán hoá học nhằm nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi III-ĐỐI TƯNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu phương pháp giải toán hoá học, nguyên tắc áp dụng phương pháp, cách tổ chức bồi dưỡng học sinh giỏi theo nguyên tắc “ Kế thừa - phát triển - sáng tạo” 2- Khách thể nghiên cứu : Khách thể nghiên cứu học sinh lớp dự thi học sinh giỏi cấp ( Tỉnh huyện) Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài nhằm giải số vấn đề sau : 1-Những sở lý luận phương pháp giải nhanh toán hoá học; nêu số phương pháp cụ thể nguyên tắc áp dụng cho phương pháp 2-Thực trạng trình độ điều kiện học tập học sinh đội tuyển học sinh giỏi lớp đảm nhiệm bồi dưỡng trước sau vận dụng đề tài -Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút học kinh nghiệm để phát triển thành diện rộng, góp phần nâng cao chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi huyện Đak Pơ V- PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Do hạn chế thời gian nguồn lực nên mặt không gian đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi huyện ĐakPơ Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài nghiên cứu chủ đề phương pháp giải toán hoá học.Các ví dụ nêu chủ đề đề cập đến phần tập vô có nội dung ngắn gọn VI- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1- Phương pháp chủ yếu: Căn vào mục đích nhiệm vụ nghiên cứu, sử dụng phương pháp chủ yếu tổng kết kinh nghiệm, thực theo bước: • Xác định đối tượng: xuất phát từ khó khăn vướng mắc làm nhiệm vụ bồi dưỡng HS giỏi, xác định cần phải nghiên cứu tích luỹ kinh nghiệm phương pháp giải nhanh tập hoá học để bồi dưỡng cho học sinh giỏi Qua việc áp dụng đề tài để đúc rút, tổng kết kinh nghiệm • Phát triển đề tài đúc kết kinh nghiệm : Một số năm học trước đây, đề thi học sinh giỏi huyện tỉnh có tập thuộc nội dung đề tài nghiên cứu Lúc có nhiều em bế tắc không tìm hướng giải, thực giải dài dòng dẫn đến việc không đủ thời gian để giải phần khác đề thi Trước thực trạng đó, mạnh dạn áp dụng đề tài Trong trình vận dụng đề tài, suy nghó tìm tòi, học hỏi áp dụng nhiều biện pháp Ví dụ : tổ chức trao đổi tổ bồi dưỡng, trò chuyện HS, thể nghiệm đề tài, kiểm tra đánh giá kết dạy học nội dung đề tài Đến nay, trình độ kỹ giải tập hoá học lớp học sinh giỏi nâng cao đáng kể 2-Các phương pháp hỗ trợ: Ngoài phương pháp chủ yếu, dùng số phương pháp hỗ trợ khác phương pháp nghiên cứu tài liệu điều tra nghiên cứu: Đối tượng điều tra: Các HS giỏi phòng giáo dục gọi vào đội tuyển, đội ngũ giáo viên tham gia bồi dưỡng HS giỏi, số giáo viên có kinh nghiệm khác Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành Câu hỏi điều tra: chủ yếu tập trung nội dung xoay quanh việc dạy học phương pháp giải toán hoá học; điều tra tình cảm thái độ HS tiếp xúc với tập phức tạp mà có số phương pháp đặc biệt giải nhanh chóng Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành B- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC Hệ thống tập hoá học phong phú đa dạng Mỗi dạng tập hoá học có nguyên tắc riêng có phương pháp giải đặc trưng riêng Tuy nhiên việc phân loại tập hoá học mang tính tương đối, loại tập loại thường chứa đựng vài yếu tố loại tập Điều giải thích có nhiều toán hoá học giải nhiều cách giải khác Đối với học sinh giỏi đơn giải đáp số mà việc biết giải khéo léo, tiết kiệm thời gian mà cho kết xác điều quan trọng Về nguyên tắc, muốn giải nhanh xác toán hoá học thiết học sinh phải hiểu sâu sắc nội dung đặc điểm toán đó, nắm vững mối quan hệ lượng chất tính chất chất, viết phương trình phản ứng xảy Thực tế có nhiều toán phức tạp: kiện đề cho không ( tổng quát ), không rõ, thiếu nhiều kiện … tưởng chừng không giải Muốn giải xác nhanh chóng toán loại phải chọn phương pháp phù hợp ( phương pháp giải thông minh ) Tôi nghó, giáo viên làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi không đạt mục đích chọn lọc phương pháp giải toán thông minh, nêu đặc điểm phương pháp nguyên tắc áp dụng Các phương pháp cẩm nang giúp học sinh biết tìm hướng giải dễ dàng, hạn chế tối đa sai lầm trình giải tập, đồng thời phát triển tìm lực trí tuệ cho học sinh ( thông qua tập tương tự mẫu tập vượt mẫu ) Trong phạm vi đề tài này, xin mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi dưỡng số phương pháp giải nhanh tập hoá học cho học sinh giỏi Nội dung đề tài xếp theo chủ đề, chủ đề có nêu nguyên tắc áp dụng ví dụ minh hoạ Sau tên số phương pháp giải tập hoá học thể đề tài: 1) Phương pháp tự chọn lượng chất 2) Phương pháp khối lượng mol trung bình 3) Phương pháp tăng giảm khối lượng 4) Phương pháp tính theo lượng nguyên tử nhóm nguyên tử 5) Phương pháp hợp thức Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành II- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VÀ VÀ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH 1-Thực trạng chung: Khi chuẩn bị thực đề tài, lực giải toán hoá học học sinh nói chung yếu Đa số học sinh thường tỏ mệt mỏi phải gặp tập phức tạp : dạng có kiện không (tổng quát), tập nhiều phản ứng, tập kiện đề cho không rõ… Vì họ thụ động buổi học bồi dưỡng hứng thú học tập Học sinh sách tham khảo viết phương pháp nêu đề tài Một số em có sách tham khảo sách “ Học tốt “ “ Bài tập nâng cao “ chưa phù hợp với đối tượng học sinh giỏi Lý chủ yếu HS chưa biết tìm mua loại sách hay điều kiện kinh tế gia đình khó khăn (Đa số em học sinh giỏi huyện nông dân ) 2- Chuẩn bị thực đề tài: Để áp dụng đề tài vào công tác bồi dưỡng HS giỏi thực số khâu quan trọng sau: a) Điều tra trình độ HS, tình cảm thái độ HS nội dung đề tài; điều kiện học tập HS Nêu yêu cầu để học tốt môn, hướng dẫn cách sử dụng sách tham khảo giới thiệu số sách hay tác giả để HS có điều kiện tìm mua; HS khó khăn mượn sách bạn để học tập b) Xác định mục tiêu, chọn lọc nhóm toán theo dạng, chọn lọc phương pháp, xây dựng nguyên tắc áp dụng, biên soạn tập mẫu ; tập vận dụng nâng cao Ngoài phải dự đoán tình xảy bồi dưỡng chủ đe tập c) Sưu tầm tài liệu, trao đổi kinh nghiệm đồng nghiệp; nghiên cứu đề thi HS giỏi, đề thi vào trường chuyên tỉnh ta số tỉnh, thành phố khác Trò chuyện, giải đáp thắc mắc học sinh d) Chuẩn bị nội dung cho buổi bồi dưỡng lập kế hoạch thời lượng cho chủ đề ( thường chủ đề gắn liền với phương pháp chủ yếu ), chuẩn bị câu hỏi mở để HS phát cách giải hay Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TÀI VÀO THỰC TIỄN Khi thực đề tài vào giảng dạy, giơi thiệu cho HS bước chung để giải toán hoá học ( sau nghiên cứu kỹ đề cho ? hỏi ? kiến thức hoá học có liên quan ? mối quan hệ điều kiện yêu cầu ? xác định cách thức để thực thao tác để hoàn thành yêu cầu đề bài); gồm bước sau : -Bước 1: Chuyển kiện không thành kiện ( theo số mol ) (dữ kiện không thường : chất không tinh khiết, đại lượng chưa chuẩn đơn vị, … ) -Bước 2: Đặt ẩn cho số mol, hoá trị, nguyên tử khối … ( Nếu cần ) -Bước 3: Viết tất phương trình hoá học xảy -Bước 4: Thực kỹ tính toán theo CTHH, theo PTHH, biện luận … -Bước 5: Kiểm tra Tiếp theo, tiến hành bồi dưỡng kỹ theo dạng Mức độ rèn luyện từ minh họa đến khó, nhằm bồi dưỡng học sinh phát triển kỹ từ biết làm đến đạt mềm dẻo, linh hoạt sáng tạo Để bồi dưỡng dạng thường thực theo bước sau: - Bước 1: Giới thiệu tập mẫu hướng dẫn giải - Bước 2: Rút nguyên tắc phương pháp áp dụng - Bước 3: HS tự luyện nâng cao - Bước 4: Kiểm tra đánh giá theo chủ đề Tuỳ theo độ khó chủ đề hoán đổi thứ tự bước Sau số phương pháp giải tập hoá học, cách nhận dạng, kinh nghiệm giải thực đúc kết từ thực tế Trong giới hạn đề tài, nêu chủ đề giới thiệu phương pháp thường gặp có tác dụng giúp học sinh giải nhiều toán với độ xác cao tiết nhiều thời gian CHỦ ĐỀ 1: PHƯƠNG PHÁP TỰ DO CHỌN LƯNG CHẤT 1) Nguyên tắc áp dụng: GV cần cho HS nắm số nguyên tắc áp dụng phương pháp nhằm tránh tượng HS tuỳ tiện chọn lượng chất chưa hiểu rõ phạm vi sử dụng nó: - Khi gặp toán có lượng chất đề cho dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ mol, tỉ lệ % theo thể tích, khối lượng , lượng chất đề cho có chứa chung tham số : m (g), V(l), x(mol)…) toán có kết không phụ thuộc vào lượng chất cho - Phương pháp tối ưu tự chọn lượng chất cụ thể theo hướng có lợi cho việc tính toán, biến toán từ phức tạp trở nên đơn giản Sau chọn lượng chất Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành thích hợp toán trở thành dạng bản, việc giải toán lúc thuận lợi nhiều - Lưu ý : Nếu toán khảo sát % m ( % V ) hỗn hợp nên coi hỗn hợp có khối lượng 100 gam Trong phản ứng hoá học thường chọn số mol chất hệ số PTHH 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Hoà tan lượng oxit kim loại R vào dd H 2SO4 4,9% ( vừa đủ ) thu dung dịch muối có nồng độ 5,87% Xác định CTPT oxit kim loại * Gợi ý HS: - GV: Chỉ cho HS thấy trường hợp lượng chất đề cho dạng tổng quát ( dạng tỉ lệ % ), tự chọn lượng chất - HS : Đề xuất cách chọn lượng chất : chọn mdd H2SO4 = 100 gam giả sử có mol oxit tham gia phản ứng * Giải : Đặt công thức tổng quát oxit R2Ox ( x hoá trị R ) Giả sử hoà tan mol R2Ox R2Ox + xH2SO4 → R2 (SO4)x + xH2O 1mol x(mol) 1mol (2MR + 16x) g 98x (g) (2MR + 96x)g Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có : mdd sau pư = (2 M R +16 x) + 98.x × 100 = (2 M R + 2016 x)g ,9 Phương trình nồng độ % dung dịch muối : M R + 96 x ⋅100% = 5,87 M R + 2016 x suy ta coù MR = 12x Vì x hoá trị kim loại oxit bazơ nên : ≤ x ≤ Biện luận: x MR 12 24 36 48 Vậy kim loại Mg ; oxit kim loại : MgO Ví dụ 2: Cho a gam dung dịch H2SO4 loãng nồng độ C% tác dụng hoàn toàn với hỗn hợp kim loại K Fe ( Lấy dư so với lượng phản ứng ) Sau phản ứng, khối lượng khí sinh 0,04694 a (g) Tìm giá trị C% * Gợi ý HS : - GV : gợi ý cho HS phát kim loại lấy dư nên toàn lượng axit nước dung dịch phản ứng Các lượng chất cho dạng tổng quát ( chứa chung tham số a ), toán không phụ thuộc vào lượng a (gam ) Trang SKKN – Nguyễn Đình Hành - HS : Nêu cách chọn lượng chất : chọn a = 100 gam * Giải : mH SO4 = c( gam)  Giả sử a = 100 g ⇒ mH 2O = 100 − c( gam)  mH = 4, 694( gam) Vì hỗn hợp kim loại Fe, Na lấy dư nên xảy phản ứng sau : → 2K + H2SO4  K2SO4 + H2 ↑ (1) → Fe + H2SO4  FeSO4 + H2 ↑ (2)  2KOH → 2K (dư)+ 2H2O + H2 ↑ (3) Theo ptpư (1),(2),(3) ta coù : ∑n H2 = ∑ nH SO4 + ×nH 2O ⇒ 31 C = 760 ⇔ ⇒ C 100 − c 4, 694 + × ( )= 98 18 C = 24,5 Vậy nồng độ dung dịch H2SO4 dùng C% = 24,5% CHỦ ĐỀ 2: PHƯƠNG PHÁP KHỐI LƯNG MOL TRUNG BÌNH 1) Nguyên tắc áp dụng - Nguyên tắc phương pháp dựa vào việc tính khối lượng mol trung bình hỗn hợp Khối lượng mol trung bình hỗn hợp xác định theo công thức: ∑ mhh = n1M1 + n2 M2 + M= n1 + n2 + ∑ nhh tích +) Đối với hỗn hợp khí thay số mol n 1,n2 … thể tích % thể +) Nếu hỗn hợp có chất khí , với x% % thể tích khí thứ : M= x%.M1 + (100 − x%).M2 100% +) Giá trị M nằm khoảng : M1 < M < M2 ( giả sử M1 < M2 ) - Đây phương pháp cho phép giải nhanh chóng nhiều toán hoá học phức tạp Phương pháp mạnh giải tập xác định kim loại phân nhóm thuộc chu kỳ liên tiếp bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học, xác định công thức phân tử hợp chất hữu đồng đẳng liên tiếp Ngoài phương pháp sử dụng hiệu giải toán xác định thành phần % hỗn hợp - Phương pháp chung : +) Căn kiện đề cho để tính M hỗn hợp Trang 10 SKKN – Nguyễn Đình Hành +) Từ khối lượng mol trung bình tìm giới hạn khối lượng mol nguyên tố cần tìm ( toán tìm CTHH ), giới hạn lượng chất +) Từ khối lượng mol trung bình tìm thành phần % chất hỗn hợp +) Nếu hỗn hợp gồm chất có cấu tạo tính chất hoá tương tự ( kim loại phân nhóm chính, hợp chất vô có công thức tổng quát, hợp chất hữu đồng đẳng … ) đặt công thức đại diện cho hỗn hợp Các đại lượng tìm chất đại diện giá trị hỗn hợp (mhh; nhh ; M hh ) 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Hỗn hợp X gồm hai kim loại kiềm A B thuộc hai chu kỳ liên tiếp bảng tuần hoàn nguyên tố hoá học Chia m ( gam ) hỗn hợp X làm phần nhau: - Phần : Hoà tan vào dung dịch HCl dư thu dung dịch Y Cô cạn Y 23,675 gam muối khan - Phần 2: Đốt cháy hoàn toàn phải dùng hết 1,96 lít khí O2 ( đktc) a) Xác định hai kim loại A,B b) Xác định % khối lượng kim loại hỗn hợp X * Gợi ý HS: Hai kim loại có hoá trị tính chất tương tự nên để đơn giản đặt ký hiệu đại diện cho hỗn hợp kim loại Viết PTHH, Từ số mol O2 khối lượng muối khan ta tính toán để tìm giá trị M hh * Giải: a) Xác định kim loại A,B Đặt M kim loại đại diện cho hỗn hợp hai kim loại kiềm A,B Gọi a số mol hỗn hợp phần Phương trình hoá học: → 2M + 2HCl  M Cl + H2 (1) a a  M 2O → 4M + O2 (2) a a Từ (1),(2) ta có hệ phương trình:  ( M + 35,5) ×a = 23, 675    a=0,35 ⇒   a 1,96  M = 32,14   = 22, = 0, 0875  Hai kim loại kiềm liên tiếp có M = 32,14 thoã mãn Na (23) K(39) b) Xác định % khối lượng hỗn hợp X gọi x số mol K ⇒ số mol Na ( 0,35 – x ) mol Áp dụng công thức tính khối lượng mol trung bình ta có: Trang 11 SKKN – Nguyễn Đình Hành 39 x + (0, 35 − x).23 = 32,14 0,35 ⇒ x = 0, Vaäy nK = 0,2 mol vaø nNa = 0,35 - 0,2 = 0,15 mol %mK = 0, ×39 ×100% = 69, 33% 0, ×39 + 0,15 ×23 Suy ra: %mNa = 30, 67% Ví dụ : Một hỗn hợp khí A gồm : N2, H2, NH3 có tỉ khối O2 0,425 Biết số mol H2 hỗn hợp gấp lần số mol N2 hỗn hợp Tính thành phần % theo thể tích theo khối lượng cuả hỗn hợp khí A * Gợi ý HS: - Đối với hỗn hợp khí % thể tích % số mol - GV tạo hội cho HS phát ý nghóa mối quan hệ đề : Từ tỉ khối hỗn hợp ta tính ? Từ quan hệ số mol H số mol N2 giải điều ? Từ xác định bước để giải phương pháp đại số * Giải: Giả sử có 1mol hỗn hợp khí A gồm : x mol N2 , 3x mol H2 (1- 4x) mol NH3 Theo đề ta có : M hh = 28x + 2.3x + 17 ( – 4x ) = 32.0,425 = 13,6 (1) Giải phương trình (1) : x = 0,1 mol Thành phần % theo thể tích hỗn hợp khí A là: %VN = 0,1 × 100 = 10% Vì tỉ lệ thể tích khí tỉ lệ sô mol chúng, nên : %VH = 3.10 = 30% ⇒ %VNH = 100% − (10% + 30%) = 60% Thành phần % theo khối lượng hỗn hợp khí A là: 0,1× 28 × = 20, 59% 100 13, (3 × 0,1) × = × 100 = 4, 41% ⇒ 13, % mN = % mH %mNH = 100% − (20, 59 + 4, 41) = 75% * Lưu ý : Có thể đặt x % % thể tích N dùng công thức (1) với tổng % 100 % CHỦ ĐỀ : PHƯƠNG PHÁP TĂNG GIẢM KHỐI LƯNG 1) Nguyên tắc áp dụng: -Nguyên tắc phương pháp dựa vào tăng giảm khối lượng trình làm biến đổi chất thành chất khác Về chất phương pháp dựa sở định luật bảo toàn khối lượng, nhiều tài liệu dạy học hoá học nhiều tác giả ví phương pháp phương pháp bảo toàn khối lượng “anh em sinh đôi” -Phương pháp chung: Trang 12 SKKN – Nguyễn Đình Hành +) Tìm độ tăng ( giảm ) khối lượng theo PTHH ( ∆m2 ) +) Tìm độ tăng ( giảm ) khối lượng theo đề ( ∆m1 ) +) Suy luận để tìm số mol chất phản ứng chất sản phẩm, tìm nhanh số mol chất A theo công thức sau : nA = độ tăng theo đề ( ∆ m1 ) × hệ số độ tăng theo ptpư ( ∆ m2 ) Như biết độ tăng ( giảm ) khối lượng theo đề ta tìm số mol chất phản ứng ( ngược lại ) Còn khối lượng tăng ( giảm ) theo phương trình tìm được, kể trường hợp chưa biết CTHH chất tham gia chất sản phẩm 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 28,4 gam hỗn hợp gồm muối cacbonat kim loại thuộc phân nhóm IIA chu kỳ liên tiếp bảng tuần hoàn dung dịch axit HCl, sau phản ứng thu dung dịch X 6,72 lít khí Y ( đktc) a) Cô cạn dung dịch X thu gam muối khan b) Xác định kim loại * Gợi ý HS : - GV: Đây toán quen thuộc mà HS giải phương pháp bảo toàn khối lượng phương pháp ghép ẩn số Tuy nhiên muốn giải nhanh chóng nên dùng phương pháp tăng giảm - HS: Viết PTHH dạng tổng quát tìm độ tăng khối lượng muối theo PTHH * Giải: a) Đặt công thức tổng quát cho hỗn hợp muối cacbonat : M CO3 ( M khối lượng mol trung bình kim loại nhóm IIA ) Phương trình phản ứng: → + 2HCl  M Cl2 + H2O + CO2 ↑ M CO3 1mol 1mol 1mol ⇔ ( M + 60)g ( M + 71)g Theo ptpư : Cứ 1mol muối cacbonat chuyển thành 1mol muối clorua khối lượng muối tăng lên : 71 - 60 = 11 gam Vậy số mol CO2 = soá mol M CO3 = m − 28, , 72 = = ,3 mol 11 22 , Suy : m = 11 × ,3 + 28,4 = 31, 7gam Vậy khối lượng muối khan thu 31,7 gam b)Khối lượng mol trung bình muối cacbonat : 28, = 94 ,67 ,3 ⇒ M =94,67 - 60 = 34,67 Trang 13 SKKN – Nguyễn Đình Hành Hai kim loại nhóm IIA thuộc chu kỳ liên tiếp có Ca(40) M = 34,67 nên phải Mg(24) Trang 14 SKKN – Nguyễn Đình Hành Ví dụ 2: Thả kim loại Pb vào dung dịch muối nitrat kim loại hoá trị II, đến lượng Pb không đổi lấy khỏi dung dịch, thấy khối lượng giảm 28,6 gam Thả tiếp Fe nặng 100g vào phần dung dịch lại Đến lượng Fe không đổi lấy kim loại khỏi dung dịch, làm khô cân nặng 130,2 gam Tìm công thức muối nitrat ban đầu * Gợi ý HS: -Do lượng kim loại phản ứng không đổi nên R(NO 3)2 Pb(NO3)2 phản ứng hết.Suy số mol Pb(NO3)2 phản ứng -Bài toán giải phương pháp đại số kết hợp với ghép ẩn số * Giải: Đặt công thức muối nitrat ban đầu R(NO3)2 Các phương trình phản ứng:  Pb(NO3)2 + → R(NO3)2 + Pb R (1)  Fe(NO3)2 + → Pb(NO3)2 + Fe Pb (2) Từ đề nhận thấy : Lượng muối phản ứng phản ứng hết Theo (1): khối lượng kim loại giảm 28,6 gam, nên : 2,86 nPb ( NO ) = (mol) 207 − R Theo (2): khối lượng kim loại tăng 130,2 -100 =30,2 gam, nên : 3, 02 nPb ( NO ) = = 0,2 (mol) 207 − 56 28, = 0,2 ⇒ R = 64 ( Cu ) Suy ta coù : 207 − R Vậy công thức phân tử muối nitrat : Cu(NO3)2 3 CHỦ ĐỀ 4: PHƯƠNG PHÁP TÍNH THEO LƯNG CỦA NGUYÊN TỬ HOẶC NHÓM NGUYÊN TỬ 1)Nguyên tắc áp dụng: - Trong phản ứng hoá học, “ tổng số mol nguyên tử nguyên tố nhóm nguyên tử trước phản ứng sau phản ứng nhau” - Ý nghóa phương pháp : Phương pháp giúp giải nhanh nhiều toán hỗn hợp phức tạp, chẳng hạn : toán xảy phản ứng hỗn hợp muối, axit, bazơ … Ví dụ : Phản ứng trung hoà hỗn hợp axit với hỗn hợp bazơ biểu diễn tổng quát:  RyGx + → yR(OH)x + xHyG xyH2O Theo ptpư ta có : nH (của axit) = nOH (của bazơ) = nH2O Vì biết số mol nhóm - OH tìm số mol H axit , số mol H2O ngược lại Trang 15 SKKN – Nguyễn Đình Hành 2- Các ví dụ: Ví dụ 1: Có 190 ml dung dịch chứa đồng thời KOH Ba(OH) có nồng độ tương ứng 3M 4M Tính thể tích dung dịch Axit chứa đồng thời HCl 1,98M H 2SO4 1,1M đủ để trung hoà lượng dung dịch kiềm * Gợi ý HS: - Có thể giải toán phương pháp ghép ẩn số, nhiên phương pháp phức tạp.Vì cần sử dụng phương pháp tính theo nhóm -OH theo -H - Tìm số mol KOH Ba(OH) 2, Suy số mol (OH);suy luận theo PTHH để tìm số mol H ( axit ) * Giải: 4.190 3.190 = 0,76 mol ; nKOH = = 0,57 mol Ta coù : nBa (OH )2 = 1000 1000 Suy : n( − OH ) = 2.nBa (OH )2 + nKOH = 2.0,76 + 0,57 = 2,09 mol Các phương trình phản öùng: → KOH + HCl  KCl + H2O → 2KOH + H2SO4  K2SO4 + H2O → Ba(OH)2 + 2HCl  BaCl2 + 2H2O → Ba(OH)2 + H2SO4  BaSO4 + 2H2O Theo ptpư : n H (của axit) = nOH (của bazơ) = 2,09 mol ⇒ (1) Đặt V (l) thể tích dung dịch Axit ⇒ n H (của axit) = ×n H SO + n HCl = ×1,1V+1,98V= 4,18V (mol) (2) Từ (1),(2) ta có : 4,18 V = 2,09 ⇒ V = 0,5 lít Ví dụ : Có lít dung dịch hỗn hợp Na 2CO3 0,1M (NH4)2CO3 0,25M Cho vào dung dịch 43 gam hỗn hợp BaCl CaCl2 , sau kết thúc phản ứng thu 39,7 gam kết tủa A dung dịch B a) Chứng minh hỗn hợp muối clorua phản ứng hết b) Tính % khối lượng chất có kết tủa A * Gợi ý HS: Để chứng minh muối clorua phản ứng hết ta phải chứng minh hỗn hợp muối cacbonat dư Tức số mol gốc CO3 phản ứng < số mol gốc CO3 ban đầu Trong hỗn hợp Na2CO3 (NH4)2CO3 số mol CO3 = tổng số mol muối ( mol muối có mol CO3 ) * Giải: a) Từ công thức Na2CO3 (NH4)2CO3 ⇒ ngốc CO3 ( ban đầu) = ∑n2muối = 0,1 + 0, 25 = 0,35 mol Đặt RCl2 công thức đại diện cho hỗn hợp BaCl2 CaCl2 Ta có PTPƯ : → Na2CO3 + RCl2  2NaCl + RCO3 ↓ (1) Trang 16 SKKN – Nguyễn Đình Hành → (NH4)2CO3 + RCl2  2NH4Cl + RCO3 ↓ ( 2) Từ (1), (2) nhận thấy : Cứ mol muối clorua biến thành kết tủa RCO3 khối lượng giảm 71 – 60 =11 g 43-39,7 n CO3 ( p.ứng) = ∑ nNa2CO + n( NH )2 CO = = 0,3mol < 0,35 Do : 11 Vậy lượng (CO3 ) dư nên hỗn hợp BaCl2 CaCl2 phản ứng hết b) Gọi x, y số mol BaCO3 CaCO3 kết tủa A, ta có: 197 x + 100 y = 39, A   x + y = 0,3 Vaäy : %mBaCO =  x=0,1 ⇒   y = 0, 0,1 × 197 × = 49,62% 100 39,7 CHỦ ĐỀ 5: ⇒ %mCaCO3 =50,38% PHƯƠNG PHÁP HP THỨC 1) Nguyên tắc áp dụng: - Đây phương pháp vận dụng chủ yếu cho việc giải toán chứa nhiều PTPƯ nối tiếp ( quan hệ chất trung gian ) - Ngoài phương pháp sử dụng hiệu trường hợp toán có nhiều PTPƯ diễn song song ( chất trung gian ) biết tỉ lệ lượng chất phản ứng khác - Phương pháp chung: +) Nếu phản ứng nối tiếp lập sơ đồ hợp thức chuyển hoá chất đề cho chất đề hỏi +) Nếu phản ứng song song mà biết tỉ số mol chất phản ứng khác nhập PTPƯ thành PTPƯ, lúc việc tính toán nhanh đơn giản Lưu ý : Khi nhập phương trình phản ứng thành phương trình phản ứng phải chọn hệ số chất phù hợp với tỉ lệ mol cho 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Sục 0,672 lít khí CO2 ( đktc) vào V (lít) dung dịch Ca(OH)2 0,015M đến phản ứng hoàn toàn thu muối không tan muối tan có tỉ lệ mol : Tìm V * Gợi ý HS: - Có thể dùng phương pháp đại số ( đặt số mol muối tan muối KT x mol, 2x mol ) - Ta giải nhanh toán cách nhập phản ứng thành phản ứng theo tỉ lệ mol muối 2: *Giải: Số mol CO2 = 0,672 = 0, 03 mol 22,4 Trang 17 SKKN – Nguyễn Đình Hành Các phương trình phản ứng xaûy ra: : → CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 ↓ + H2O (1) × → 2CO2 + Ca(OH)2  Ca(HCO3 )2 (2) Vì tỉ lệ mol CaCO3 : Ca(HCO3)2 = : nên ta có phương trình phản öùng chung: → 4CO2 + 3Ca(OH)2  2CaCO3 ↓ + Ca(HCO3)2 + 2H2O 4mol 3mol 0,03 mol → 0,0225 mol Vậy thể tích dung dịch Ca(OH)2 0,015 M dùng : V= n 0, 0225 = = 1,5 lít CM 0, 015 Lưu ý : Nếu 0,672 lít khí hỗn hợp CO2 SO2 toán phức tạp Tuy nhiên ta giải dễ dàng đặt công thức chung oxit RO ( cấu tạo tính chất oxit tương tự ) Ví dụ 2: Hoà tan hoàn toàn 10,8 gam kim loại Al vào dung dịch HNO sau phản ứng thu dung dịch X hỗn hợp khí Y gồm khí NO N 2O có tỉ khối khí Hiđro 19,2 Tính thể tích khí hỗn hợp Y ( đktc) * Gợi ý HS: ⇒ M hh ⇒ Từ kiện : dY / H tỉ lệ số mol khí ( phương pháp đại số theo phương pháp đường chéo) Biết tỉ số mol khí ta xác nhập phản ứng thành phản ứng Từ PTPƯ : Biết số mol Al ⇒ số mol chất khí * Giải: Vì dY / H = 19,2 ⇒ M hh = 19, × = 38, gam/mol Ta có sơ đồ đường chéo: Khí 1(NO): n1 30 Khí 2(N2O): n2 44 n1 5, = = Suy ta coù : n2 8, 5,6 38,4 8,4 Các phương trình phản ứng : → Al + 4HNO3  Al(NO3)3 + NO + 2H2O (1) × → 8Al + 30HNO3  8Al(NO3)3 + 3N2O + 15H2O (2) Vì tỉ lệ mol NO : N2O = : nên tổng hợp (1) (2)ta có ptpư: → 10Al + 38HNO3  10 Al(NO3)3 + 2NO + 3N2O + 19H2O (3) Theo phương trình (3) ta có : 1 10,8 nNO = ×nAl = × = 0, 08 mol 5 27 Trang 18 SKKN – Nguyễn Đình Hành ⇒ VNO = 0,08 × 22,4 = 1,792 lít ; suy : VN2O = × 1,792 = 2, 688 lít Tóm lại : Trên số phương pháp giải tập hoá học Đây phần nhỏ vô số phương pháp giải tập hoá học nâng cao Để trở thành học sinh giỏi hóa học sinh phải rèn luyện nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, dù áp dụng phương pháp nào, học sinh phải nắm thật vững kiến thức giáo khoa hóa học Không giải toán phản ứng hóa học xảy ra, xảy tạo sản phẩm gì, điều kiện phản ứng ? Như vậy, nhiệm vụ giáo viên giúp HS rèn kỹ giải tập, mà xây dựng tảng kiến thức vững chắc, hướng dẫn em biết kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức kỹ hóa học với lực tư toán học Trang 19 SKKN – Nguyễn Đình Hành C - BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC: I- BÀI HỌC KINH NGHIỆM: Trong trình bồi dướng học sinh giỏi cho huyện, vận dụng đề tài rút số kinh nghiệm thực sau: - Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho chủ đề tập cần bồi dưỡng cho HS Xây dựng nguyên tắc phương pháp giải toán chủ đề - Tiến trình bồi dưỡng kỹ thực theo hướng đảm bảo tính kế thừa phát triển vững Tôi thường tập mẫu, hướng dẫn phân tích đầu cặn kẽ để học sinh xác định hướng giải tự giải, từ em rút phương pháp chung để giải toán loại Sau tổ chức cho HS giải tập tương tự mẫu; phát triển vượt mẫu cuối nêu tập tổng hợp - Mỗi chủ đề đưa nguyên tắc nhằm giúp em dễ nhận dạng loại tập, xác định phương pháp phù hợp biết vận dụng kiến thức, kỹ cách xác; hạn chế nhầm lẫn xảy cách nghó cách làm học sinh - Sau chủ đề trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm nhấn mạnh sai lầm mà HS thường mắc phải II- KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC: Những kinh nghiệm nêu đề tài phát huy tốt lực tư duy, độc lập suy nghó cho đối tượng HS giỏi Các em tích cực việc tham gia hoạt động xác định hướng giải tìm kiếm lời giải cho tập.Qua đề tài này, kiến thức, kỹ HS củng cố cách vững chắc, sâu sắc; kết học tập HS nâng cao Từ chỗ lúng túng gặp toán phức tạp, phần lớn em tự tin , biết vận dụng kỹ bồi dưỡng để giải thành thạo tập cách nhanh chóng xác Một số em biết giải tập hoá học cách sáng tạo, có nhiều giải hay, nhanh thông minh Kết thực đề tài : Đề tài góp phần quan trọng vào kết bồi dưỡng học sinh giỏi trường THCS Chu Văn An nói riêng huyện Đak Pơ nói chung Nhìn chung tỉ lệ học sinh đạt giải ngày cao Năm học Tỉ lệ HS đỗ cấp Huyện Số HS trường đỗ cấp Tỉnh 2003 -2004 2004 -2005 2005 -2006 Đạt / 12 em dự thi Đạt 11 / 12 em dự thi Đạt / 10 em dự thi Đạt em Đạt em Đang bồi dưỡng Trang 20 SKKN – Nguyễn Đình Hành ( Năm học 2005-2006 trường THCS Chu Văn An tổ chức bồi dưỡng HS giỏi đủ môn nên số lượng đội tuyển Hoá năm học trước ) D- KẾT LUẬN CHUNG: Việc nghiên cứu, vận dụng phương pháp giải tập hoá học nêu đề tài nhằm mục đích bồi dưỡng phát triển kiến thức kỹ cho HS vừa bền vững, vừa sâu sắc; phát huy tối đa tham gia tích cực người học Học sinh có khả tự tìm kiến thức,tự tham gia hoạt động để củng cố vững kiến thức,rèn luyện kỹ Đề tài tác động lớn đến việc phát triển tìm lực trí tuệ, nâng cao lực tư độc lập khả tìm tòi sáng tạo cho học sinh giỏi, góp phần thực mục tiêu đào tạo người phát triển toàn diện Tuy nhiên cần biết vận dụng phương pháp cách hợp lý biết kết hợp kiến thức hoá học, toán học cho tập cụ thể đạt kết cao Trong viết đề tài chắn chưa thấy hết ưu điểm tồn tiến trình áp dụng, mong muốn góp ý phê bình đồng nghiệp để đề tài ngày hoàn thiện Tôi xin chân thành cám ơn ! Trang 21 SKKN – Nguyễn Đình Hành E- PHẦN PHỤ LỤC: I- PHIẾU ĐIỀU TRA : 1) Điều tra tình cảm, thái độ 20 HS giỏi lực giải BTHH Em tự nhận xét khả giải tập phức tạp ( điền  vào ô tương ứng) a) Giải tốt nhiều b) Giải số c) Giải chưa nắm phương pháp ( mò mẫn ) d) Không biết giải Kết : Thời gian a b c d Trước thực đề tài 7 Sau thực đề tài 15 0 2) Điều tra công tác bồi dưỡng GV ( qua 10 giáo viên có bồi dưỡng HS giỏi ) •Xin vui lòng cho biết Anh (chị) gặp khó khăn việc bồi dưỡng HS giỏi cấp ? ( đánh dấu  vào ô tương ứng) A) Không gặp khó khăn B) Các toán phức tạp ( Dữ kiện không , nhiều phản ứng phức tạp ) C) Dạng thấy khó khăn D) Một loại tập khác • Xin vui lòng cho biết khó khăn cụ thể ? Hướng giải Anh (chị)? - Kết quả: Câu Kết A B C D Trang 22 SKKN – Nguyễn Đình Hành II- TÀI LIỆU THAM KHẢO: • Cao Thị Thặng : Hình thành kỹ giải BTHH - NXB GD 1999 • GS Lê Xuân Trọng: Bài tập nâng cao hoá học - NXB GD 2004 • Ngô Ngọc An : 400 BTHH lớp - NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh 2004 • Vũ Anh Tuấn : Bồi dưỡng hóa học THCS - NXBGD 2004 • GS.TS Đào Hữu Vinh : 250 BTHH lớp - NXB GD 2001 • PGS.TS Nguyễn Xuân Trường : Bài tập nâng cao Hoá học lớp - NXB GD 2005 - - Trang 23 ... nghiệm bồi dưỡng số phương pháp giải nhanh tập hoá học cho học sinh giỏi Nội dung đề tài xếp theo chủ đề, chủ đề có nêu nguyên tắc áp dụng ví dụ minh hoạ Sau tên số phương pháp giải tập hoá học. .. phương pháp giải tập hoá học Đây phần nhỏ vô số phương pháp giải tập hoá học nâng cao Để trở thành học sinh giỏi hóa học sinh phải rèn luyện nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, dù áp dụng phương pháp. .. “ BỒI DƯỢNG CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI NHANH MỘT SỐ BÀI TOÁN HOÁ HỌC” nhằm giúp cho em HS giỏi có kinh nghiệm giải tập cách tự tin, nhanh chóng hiệu II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: 1- Nghiên cứu số phương pháp