A- ĐẶT VẤN ĐỀ : I- Lời mở đầu : Tính theo phương trình hóa học PTHH là một trong những kiến thức trọng tâm xuyên suốt chương trình hóa học THCS và cả THPT sau này , chỉ có nắm vững phươ
Trang 1
A- ĐẶT VẤN ĐỀ :
I- Lời mở đầu :
Tính theo phương trình hóa học (PTHH ) là một trong những kiến thức trọng tâm xuyên suốt chương trình hóa học THCS và cả THPT sau này , chỉ có nắm vững phương pháp và thực hành thành thạo việc tính theo PTHH mới có thể giải quyết được những bài tập hóa họcvề PTHH - loại bài tập cơ bản của bộ môn hóa học
Trong quá trình dạy học bộ môn chúng ta đã chú ý đến việc hướng dẫn học sinh các phương pháp tính theo PTHH , yêu cầu học sinh giảI được các bàI tập thông thường trong sách giáo khoa , tuy nhiên còn nhiều học sinh rất lúng túng khi giảI các bàI tập loại này , đặc biệt là n hững học sinh đang học lớp 9 ĐIều đó chứng tỏ học sinh chưa được rèn luyện kỹ năng thực hành tính theo PTHH , đặc biệt trong việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay : làm thế nào đẻ giúp học sinh chủ dộng , sáng tạo tiếp thu kiến thức đồng thời có kỹ năng tính theo PTHH vấn đề đwocj nhiều giáo viên bộ môn hóa quan tâm và coi đây là một nội dung quan trọng trong việc rèn luyện tay nghề , nghiệp vụ sư phạm
Nhận thức được ý nghĩa và tầm quan trọng củ ván đề nêu trên , tôi vạch
ra nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu , tìm tòi , sáng tạo để rút ra kinh nghiệm trong việc rèn luyện kỹ năng tính theo PTHH cho học sinh lớp 8 và coi đây là cơ sở khoa học quyết định để đạt đượchiệu quả cao trong việc giảng dạy kiến thức về PTHH nói riêng và bộ môn hoa học ở trường THCS Hoàng Tân nói chung
II- Thực trạng của vấn đề nghiên cứu :
Trang 2
1- Thực trạng : Trong chương trình hóa học lớp 8 , những kiến thức liên quan đến kiến thức tính theo PTHH chủ yếu ở các bài : 15 , 16,19,20,21,22 Đực biệt
là bài 22 : Tính theo phương trình hóa học
Mức độ yêu cầu của bài là Học sinh biết cách xác định khối lượng của những chất tham gia hoặc khối lượng của các sản phảm , đông thời từ PTHH và số liệu của bàI toán học sinh biết cách xác định thẻ tích của những chất khí tham gia hoặc thể tgích chất khí tạo thành
Thực tế đòi hỏi về kiến thức của học sinh ( theo sách giáo khoa - thông qua các bàI tập , câu hỏi ) đa dạng và phức tạp hơn nhiều , học sinh phảI có kỹ năng về lập PTHH ( áp dụng linh hoạt ) thì mới giảI quyết được
Qua khảo sát một số học sinh lớp 9 năm học 2005 -2006 về các bàI tập tính theo PTHH theo các mức độ khác nhau :
1- Bài tập dạng đơn giản và cơ bản
2- Bài tập dạng kép ( gồm 2 PTHH cơ bản )
3- Bài tập tổng hợp phức tạp
Kết quả như sau :
Tổng
số
HS
Mức
độ
BT
Từ kết quả trên đây và thực tế học tập của HS đặc biệt những sai sót khi là bàI , tôI nhận thấy :
- Đa số học sinh chưa có phương pháp học tập bộ môn đặc biệt là kĩ năng lập PTHH và tính theo PTHH , nhiều học sinh viết sai PTHH , chưa có phương pháp giảI bàI tập đặc biệt những bàI tập khó , phức tạp còn một số học sinh nhầmg lẫn giữa các đại lượng m, M hoặc V tính theo mol
Trang 3
- Một số học sinh có năng lực toán học nhưng vẫn lúng túng khi lập và tính theo PTHH , hoặc nếu tính được thì cách diễn đạt còn dàI , chưa khoa học Thực trạng trên đây đòi hỏi chúng ta phảI có giảI pháp cảI tiến phương pháp và lựa chọn nội dung phù hợp đặc biệt chú ý đến các tiết luyện tập , ôn tập hoặc dạy tự chọn trong chương trình , kết hợp các tiết lí thuyết , rèn luyện kỹ năng cho học sinh từ đó có hướng bồi dưỡng học sinh khá giỏi
B GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
I- CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN : lựa chọn nội dung và lựa chọn phương pháp , cụ thể như sau :
I.1 - Lựa chọn kiến thức để rèn luyện kỹ năng :
Căn cứ vào thời gian cho phép trên lớp ( các tiết lí thuyết , tiết luyện tập , tiết ôn tập )ta lựa chọn một số nội dung bổ sungcho học sinh dưới dạng bài tập , luyện tập có gợi ý của giáo viên
I.1.1- Rèn luyện kỹ năng lập PTHH : Lập PTHH là yếu tố tiên quyết để giải bài toán tính theo PTHH , chỉ có thể học tốt khi học sinh có kỹ năng lập PTHH một cách thành thạo
-Kiến thức sách giáo khoa mới cho học sinh biết sơ lược một số sơ đồ phản ứng và cá bước lập PTHH ( ba bước ) song còn đơn giản , đặc biệt là cách cân bằng PT ( chọn hệ số ) vì vậy trước hết nên cho HS nắm vững vểnèn luỵên kỹ năng chọn hệ số thật thành thạo
Có thể lựa chọn bổ sung 3 phương pháp sau đây cho học sinh
Ví dụ : cân bằng PTHH theo sơ đồ sau :
Al + O2 -> AL2O3
Trang 4
Phương pháp 1 : - tìm BSCNN cho số nguyên tử ( của các nguyên tố có số
ôxi
Ta có BSCNN ( 2, 3 ) = 6
- Chọn hệ số cho số nguyên tử O băng BSCNN theo thứ tự
Al + O2 - -> AL2O3
(2 ) (1 )
- Chọn hệ số cho các nguyên tố còn lại( ở đây là Al hệ số 4 )
Ta có : 4Al + 3O2 2Al2O3
(3) (2) (1)
( con số trong ( ) chỉ thứ tự chọn hệ số )
Phương pháp 2 : ( phương pháp chẵn lẻ )
- Nếu bên trái và bên phải mũi tên có số nguyên tử của một nguyên tố nào
đó không bằng nhau mà lại có một bên có số nguyên tử chẵn một bên lẻ (ở đây là O )
Ta lập luận như sau : Muốn có số nguyên tử hai vế bằng nhau tghif buộc cả hai vế phải có số nguyên tử đều chẵn , ta phải chon hệ số chẵn là 2, 4, 6… cho các CTHH chứa các nguyên tố có số nguyên tử lẻ
- trương hợp ở PƯHH trên :O ở vế trái có số nguyên tử luôn luôn chẵn nên
tiếp tục chọn các hệ số còn lại, cụ thể :
: 4Al + 3O2 2Al2O3
(3) (2) (1)
Phương pháp 3 ( phương pháp logic toán học )
Chọn một công thức hóa học có liên quan nhiều đến các CTHH khác và cho nó một hệ số đơn giản nhất ( có thể là 1 ) , dựa vào phép suy luận
Trang 5
logic để xá dịnh các hệ số khác, nếu các hệ số là phân số thì ta quy đồng và khử mẫu số :
nhất là 1
- Để có số nguyên tử Al ở vế trái là 2 thì hệ số AL phải là 2
- ta có : 2Al + 23 O2 Al2O3
- Để khử mẫu số ta quy đồng và nhân hai vế với 2:
Ta được : : 4Al + 3O2 2Al2O3
Ví dụ 2 : chọn hệ số để được PTHH theo sơ đồ sau ( chọ PP3 ):
FeS2 + O2 - -> Fe2O3 + SO2
các CTHH có nhiều liên quan là : FeS2 , Fe2O3 & SO2
- Ta cho FeS2 hệ số 1 thì :
3.21 +2.2 = 112 Vậy hệ số của O2 phảI là 114
Lúc này ta đã cân bằng về toán học :
1FeS2 + 114 O2 - -> 21 Fe2O3 + 2SO2
(1 ) (4) (2) (3)
ta chỉ việc khử mẫu số ( bằng cách nhân các hệ số với 4 )
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
Trang 6
Vậy hệ số của O2 là 112
Ta được 2FeS2 + 112 O2 - -> Fe2O3 + 4SO2
(2) (4) (1) (3)
Đến đây ta chỉ việc nhân các hệ số với 2 là được :
4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2
- Kiến thức về lập sơ đồ phản ứng :HS thường lúng túng khi lập sơ đồ phản ứng , ta phảI rèn luyện cho HS kỹ năng này bằng cách hệ thống một số hình thức và phương pháp xác định :
+ Dựa vào đầu bài toán : Thông thường đầu bài cho biết chất tham gia , chất tạo thành , HS đọc kỹ xác định và viết chính xác CTHH các chất này thì sẽ xác định được sơ đồ phản ứng
+ Dựa vào tính chất hóa học của các chất đã được học ở lớp 8 ( Oxi , hiđro , nước ) , yêu cầu HS phảI nắm vững tính chất của chúng để viết chính xác sơ đồ phản ứng+ Dựa vào loại phản ứng và suy luận :
ở lớp 8 HS được học các loại phản ứng : Hóa hợp Phân hủy Phản ứng thế -Phản ứng ôxi hóa - khử : Khi đã xác định được loại phản ứng tghì suy luận ra các chất sản phẩm Ví dụ : Khi lập sơ đồ phản ứng hóa hợp ( Đặc biệt là ôxi hóa hợp với một nguyên tố khác ) , HS xác định được phản ứng phảI tạo thành một chất ( gồm các nguyên tố thành phần ở các chất tham gia , dựa vào cách lập CTHH để viết đúng CTHH , chẳng hạn khi cho ôxi tác dụng với kim loại ( Đốt cháy , hóa hợp , để ngoàI không khí bị tác dụng ) thì sản phẩm thường phảI
là ôxit kim loại : O2 + M - -> M2On ( n là hóa trị của KL )
Cụ thể khi đốt các kim laọi AL , Mg , Zn , Fe ta thu được các ôxit :
Trang 7
Al2O3 , MgO , ZnO , Fe2O3
Những kiến thức này HS được cung cấp dần trong chương trình lớp
8 và giáo viên cần chú ý rèn luyện củng cố để các em có được kỹ năng viết thành thạo các sơ đồ phản ứng , từ đó lập được PTHH
2- Rèn luyện kỹ năng giảI bàI toán tính theo PTHH :Cần củng cố và bổ sung mọt số kién thức để HS nắm vững từ đó rèn luyện được kỹ năng:
a Trước hết cần xác định rõ các bước tiến hành để giảI một bàI toán ,hiện nay trong SGK đã thể hiện ba bước , theo tôI nên xây dựng thành ba bước chính như sau ;
- Bước 1 : Đọc và tóm tắt đầu bàI ( xác định các chất tham gia , chất tạo thành xác định đIũu kiện đầu bàI : đã cho biết chất nào , cần tìm chất nào ? Đổi từ đơn
vị khối lượng (g) hoặc thể tích (l, ml) ra số mol ) từ đó lập PTHH
Đây là bước quan trọng nhất , HS càn được rèn luyện thành kỹ năng ( Kết hợp các kiến thức đã nêu ở mục 1 )
Cần chú ý viết đúng và đủ các PTHH của mỗi phản ứng xảy ra , tóm tắt những đIều đã biết ,cần tgìm ghi bằng kí hiệu : khói lượng (m) , số mol (n) , thể tíc (V) ghi rõ CTHH các chất phía dưới kí hiệu , ghi rõ đơn vị , nên hình thành thói quen cho học sinh (ghi vào một vị trí xác định trong bàI làm )
Ví dụ : với bàI tập : Bỏ miếng kim loại nhiôm vào dung dịch có chứa 0,4 mol axit HCl , khi nhôm phản ứng hết thu dược 2,24l khí hiđro (đktc), hãy tgìm khối lượng nhôm đã phản ứng Ta có thể tóm tắt như sau ;
nHCl =0,4 mol - xác định chất tham gia : HCl , Al
VH2 = 2,24l - chất tạok thành : H2 ( và sản phẩm thế AlCl3)
Bước 2 : từ hệ số của PTHH và số mol bàI ra ta đặt tỷ lệ thức :
a - b
a' x hay a/a' = b/x
Trang 8
-> x= b a' a Từ đó tìm được số mol của chất cần tìm
b- Phân loại bàI tập ở lớp 8 theo 3 loại sau đây :
1- BàI toán cơ bản đơn : là loại bài toán chỉ có 1 phản ứng xảy ra , đầu bài cho biết lượng một chất và yêu cầu phảI tính lượng nhiững chất khác trong phản ứng Đây là dạng cơ bản và đơn giản nhất , yêu cầu 75- 80% HS phảI tính được thành thạo
- Cách giảI : áp dụng ba bước giảI cơ bản
- yêu cầu : thành thục , tính nhanh , chính xác ( có ký năng tính toán , biết giản ước các đơn vị )
2- BàI toán cơ bản kép : yêu cầu tính lượng một chất tham gia hoặc tạo thành trong hai hoặc nhiều phản ứng
- Yêu cầu : - PhảI xác định đầy đủ các phản ứng và lập đúng các PTHH
- Giải thành thạo bài toán cơ bản đơn , áp dụng để giải theo từng PTHH
Ví dụ 2 : Khử 200g hỗn hợp Đồng (II) oxit và sắt (III) oxit bằng khí hiđro Tính thể tích khí hiđro cần dùng biết răng trong hỗn hợp CuO chiếm 20 %về khối lượng
Yêu cầu HS phảI phân tích kĩ đầu bàI , viết dúng hai PTHH , tính toán chính xác
m( CuO , Fe2O3) =200g Các PTHH :
%CuO = 20% CuO + H2 Cu + H2O (1)
VH2 = ? 1mol 1mol
Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O 1mol 3mol
Trang 9
Biết rằng trong hỗn hợp khí hiđro chiểm 20% về khối lượng Tính thể tích không khí đã dùng cho phản ứng và khối lượng nước tạo thành biết oxi chiếm
5
1
về thể tích KK
TT PTHH
mhh = 50g 2H2 + O2 2H2O
Vkk = ? 2mol 1mol 2mol
mH2O = ? CH4 + 2O2 CO2 +2H2O
1 2 2
khối lượng nước cũng tính tương tự
Nếu bài toán có nhiều PTHH ta cũng yêu cầu HS xác định tương tự
3- BàI toán cho biết lượng của cả hai chất tham gia phản ứng và yêu cầu tính lượng chất tạo thành
Yêu cầu HS nắm được kiên thức cơ bản : trong hai chất tham gia phản ứng sẽ có 1 chất phản ứng hết chất còn lại có thể hết hoặc dư Lượng chất tạo thành được tính theo lượng chất nào phản ứng hết
Có nhiều cách xác định chất nào phản ứng hết , ta có thể hướng dẫn và bổ sung kiến thức cho HS , tuy nyhiên nên giới thiệu 2 phương pháp phổ biến sau đây :
PP1 : có PTHH tổng quát :
A + B C + D
Theo PTHH ta có tỷ lệ số mol : nA : nB = = 1 : b
Theo đầu bàI thì : nA : nB = = 1 : b' ( rút gọn về đv)
Ta so sánh b và b'( nB )
Trang 10
- Nếu b' < b thì chất B phản ứng hết
- Nếu b > b' thì B là chất còn dư tức là A phản ứng hết
PP 2 : A + B C + D
Theo PTHH : nA nB
Theo đầu bàI thì : n'A n'B
Ta lập tỷ số : n'A / nA (1) và n'B/nB (2) so sánh giá trị (1) & (2) , nếu : (1) < (2) thì A hết , B dư , nếu (1) > (2) thì A dư B hết
Ví dụ : Lờy vào bình 5,6 lít khí ôxi và 5,6lít khí hiđro ( đktc ) để tổng hợp nước Tính khối lượng nước thu được
VO2 = 5,6l -> n O2 = 0,25mol ta có PTHH
VH2 = 5,6l -> nH2 = 0,25 mol 2H2 + O2 2 H2O
mH2O= ? 2mol 1mol
0,25mol 0,25mol
Xác định chất nào phản ứng hết như sau :
Cách 1 : theo PTHH : nH2 : n O2 = 2 : 1 = 1 : 0,5
theo bàI ra : nH2 : n O2 = 0,25 : 0,25 = 1 : 1
phản ứng hết
Cách 2 : theo PTHH : nH2 = 2 ; n O2 = 1
theo bàI ra : n'H2 = 0,25 ; n' O2 = 0,25
Ta có n'H2/ nH2 = 0,25/2 = 0,125
n' O2 / n O2 = 0,25/1 = 0,25
Ta có n'H2/ nH2< n' O2 / n O2 vậy H2 , O2 dư
II- Lựa chọn phương pháp :Khi đã xác tdịnh dược nội dung kiến thức để rèn
luyện kỹ năng cho HS ta cần căn cứ vào thời gian và lựa chọ phương pháp phù hợp để đạt hiệu quả cao
Trang 11
- Thông thường nên vận dụng PP tích cực hóa học sinh trong việc rút ra kiến thức mới bằng cách hướng dẫn HS giải bài tập và rút ra kiến thức tổng quát , sau đó kiểm tra kiến thức , từ tổng quát giải các bài tập cụ thể
Đặc biệt đói với đối tượng HS khá có thẻ cho các em tự đặt ra các dữ kiện của bàI toán theo từng dạng tương tự ( tập ra đề bàI ) Theo kinh nghiẹm bản thân Hs chỉ thực sự nắm vững kiến thức khi có thể tự ra được các bàI tập tương tự
Chúng ta có thể thể hiện qua ba dạng bài sau đây :
1, Đưa nội dung rèn luyện khi dạy bài mới :
- Giáo viên gợi ý HS rút ra phương pháp lập PTHH dạng cơ bản
- Đưa một số bài tập luyện tập vào phần luỵên thực hành ( cụ thể trong các bàI : Định luật bảo toàn khối lượng , bài phương trình hóa học , bài tính theo PTHH )
Tuy nhiên vìo thời gian trong tiết học là hạn chế nên giáo viên chỉ chọn những nội dung phù hợp , chủ yếu hướng dẫn HSD cách làm , các bước cơ bản Ví dụ : đối với bàI tính theo PTHH thì HS phảI nắm được ba bước giảI thành thạo
2, Đưa nội dung kiến thức trong các bài luyện tập , ôn tập
Với những nội dung lựa chọn đã nêu ở phần I làm thế nào truyền thụ cho HS ? Ta nên dành nội dung cơ bản cho các tiết luyện tập
Cần thiết kế các tiết luyện tập sao cho HS được thực hành nhiều nhất , biết vận dụng các phương pháp lập PTHH , các dạng bài tập cơ bản đẻ giảI các bàI tập cụ thể theo từng đối tượng HS , từ đó tổng kết rút ra các bước giảI và kỹ năng giải , tự ra một số đề bài tương tự ( với HS khá giỏi )
3, Lồng các nội dung kiến thức đã lựa chọn trong các bước củng cố hoặc rèn luyện HS thực hành , kiểm tra kiến thức ở tất cả các bà giảng có liên quan đến PTHH Đặc biệt là phần giải các bài tập tại lớp
Trang 12
Đây là biện pháp quan trọng thường xuyên trong việc rèn luyện kỹ năng cho HS Vì thời gian sử dụng rất ít nên ta lựa chọn những bài tập điển hình , ra thêm bàI tập về nhà cho HS theo các dạng đã lựa chọn
C - KẾT LUẬN :
I- Kết quả nghiên cứu và thực hiện :
Theo dõi kết quả học tập bộ môn trong 2 năm học ( năm học 2009 -2010 và năm học 2010 -2011 ) Tôi thấy HS đã có nhiều tiến bộ , trong đó kiến thức tính theo PTHH đa só HS đã nắm vững và có kỹ năng tính toán khá tốt
Kết luận : Rèn luyện kỹ năng học tập cho HS là một nhiệm vụ của giáo viên bộ
môn , đặc biệt trong phong trào " Hai không " hiện nay, cần phải tổ chức phụ đạo học sinh yếu kém và bòi dưỡng học sinh khá giỏi để có kết quả học tập một cách thực chất ; chúng ta cần thường xuyên quan tâm và giúp đỡ HS thì chất lượng được nâng lên rõ rệt Để rèn luyện kỹ năng giải bàI tập tính theo PTHH cho HS lớp 8 và cả cho HS lớp 9 cũng như rèn luỵên các kỹ năng khác ,người giáo viênphảI nhiệt tình tìm tòi -sáng tạo lựa chọn các nội dung cần thiết và phương pháp phù hợp , sát đối tượng đồng thời có tinh thần trách nhiệm , thường xuyênb kiểmt tra , uốn nắn học sinh
II - Bài học kinh nghiệm rút ra :
1- Để rèn luyện kỹ năng tính theo phương trình hóa học trước hết cần nắm vững đối tượng học sinh , qua khảo sát phân loại chất lượng HS đầu năm học , xác định rõ mục tiêu cần rèn luyện theo từng đói tượng
2- Cần định lượng rõ ràng kiến thức bằng cách lựa chọn các nội dung cần thiết , quan trọng nhất trong chương trình , cần thiết cho từng đối tượng Kiến thức lựa chọ phảI rõ ràng , đIún hình có tác dụng tốt , gây được hứng thú học tập cho
HS , giúp học sinh kháI quát được các bước tién hành