SKKN kỹ năng giải bài tập bằng phương pháp biện luận trong dạy học sinh giỏi

Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng 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 Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức vận dụng kỹ năng, nhà trường phải trọng đến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi cấp; coi trọng việc hình thành phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Đây nhiệm vụ trường làm tốt nhiều lý Có thể nêu số lý như: môn học bậc trung học sở nên kiến thức kỹ học sinh nhiều chỗ khuyết; phận giáo viên chưa có đủ tư liệu kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh giỏi … Trong năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp Tỉnh , nhà trường bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ Giáo viên phân công dạy bồi dưỡng có nhiều cố gắng việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ giao Nhờ số lượng chất lượng đội tuyển học sinh giỏi đạt cấp tỉnh cao ổn đònh Tuy nhiên thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều khó khăn cho thầy trò Nhất năm đầu tỉnh ta tổ chức thi học sinh giỏi hóa học cấp THPT Là giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, có dòp tiếp xúc với số đồng nghiệp tổ, khảo sát từ thực tế thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển nhiều học sinh lúng túng, giải toán biện luận Trong loại tập năm có đề thi tỉnh Từ khó khăn vướng mắc tìm tòi nghiên cứu tìm nguyên nhân (nắm kỹ chưa chắc; thiếu khả tư hóa học,…) tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt toán biện luận Với lý tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài: “ BỒI DƯỢNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH GIỎI ” nhằm giúp cho em HS giỏi có kinh nghiệm việc giải toán biện luận nói chung biện luận tìm CTHH nói riêng Qua nhiều năm vận dụng đề tài hệ HS giỏi tự tin giải có hiệu gặp tập loại II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: 1-Nghiên cứu kinh nghiệm bồi dưỡng kỹ hóa học cho học sinh giỏi dự thi tỉnh 2-Nêu phương pháp giải toán biện luận tìm CTHH theo dạng nhằm giúp học sinh giỏi dễ nhận dạng giải nhanh toán biện luận nói chung, biện luận tìm công thức hóa học nói riêng III-ĐỐI TƯNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu phương pháp bồi dưỡng kỹ biện luận giải toán hóa học Sáng kiến kinh nghiệm Page Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng ( giới hạn phạm vi biện luận tìm CTHH chất ) 2- Khách thể nghiên cứu : Khách thể nghiên cứu học sinh giỏi đội tuyển dự thi cấp tỉnh IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài nhằm giải số vấn đề sau : 1-Những vấn đề lý luận phương pháp giải toán biện luận tìm CTHH; cách phân dạng nguyên tắc áp dụng cho dạng 2-Thực trạng trình độ điều kiện học tập học sinh 3-Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút học kinh nghiệm góp phần nâng cao chất lượng công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Trường THPT số Bảo Thắng V- PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Do hạn chế thời gian nguồn lực nên mặt không gian đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi Trường THPT số Bảo Thắng Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài nghiên cứu số dạng biện luận tìm CTHH ( chủ yếu tập trung vào hợp chất vô ) 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 đònh đối tượng: xuất phát từ nhứng khó khăn vướng mắc năm đầu làm nhiệm vụ bồi dưỡng HS giỏi, xác đònh đối tượng cần phải nghiên cứu kinh nghiệm bồi dưỡng lực giải toán biện luận 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 : 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 toán biện luận HS 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 Sáng kiến kinh nghiệm Page Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng Câu hỏi điều tra: chủ yếu tập trung nội dung xoay quanh việc dạy học phương pháp giải toán biện luận tìm CTHH; điều tra tình cảm thái độ HS việc tiếp xúc với tập biện luận B-NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN: I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BÀI TOÁN BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC: Trong hệ thống tập hoá học, loại toán tìm công thức hóa học phong phú đa dạng Về nguyên tắc để xác đònh nguyên tố hóa học nguyên tố phải tìm nguyên tử khối nguyên tố đó.Từ xác đònh CTPT hợp chất Có thể chia tập Tìm CTHH thông qua phương trình hóa học thành hai loại bản: - Loại I : Bài toán cho biết hóa trò nguyên tố, cần tìm nguyên tử khối để kết luận tên nguyên tố; ngược lại ( Loại thường đơn giản ) - Loại II : Không biết hóa trò nguyên tố cần tìm ; kiện thiếu sở để xác đònh xác giá trò nguyên tử khối.( toán có nhiều khả xảy theo nhiều hướng khác ) Cái khó tập loại II kiện thường thiếu không thường đòi hỏi người giải phải sử dụng thuật toán phức tạp, yêu cầu kiến thức tư hóa học cao; học sinh khó thấy hết trường hợp xảy Để giải tập thuộc loại này, bắt buộc HS phải biện luận Tuỳ đặc điểm toán mà việc biện luận thực nhiều cách khác nhau: +) Biện luận dựa vào biểu thức liên lạc khối lượng mol nguyên tử (M )và hóa trò ( x ) : M = f (x) (trong f(x) biểu thức chứa hóa trò x) Từ biểu thức ta biện luận chọn cặp nghiệm M x hợp lý +) Nếu đề cho không đủ kiện, chưa xác đònh rõ đặc điểm chất phản ứng, chưa biết loại sản phẩm tạo thành , lượng đề cho gắn với cụm từ chưa tới vượt … đòi hỏi người giải phải hiểu sâu sắc nhiều mặt kiện vấn đề nêu Trong trường hợp người giải phải khéo léo sử dụng sở biện luận thích hợp để giải Chẳng hạn : tìm giới hạn ẩn (chặn chặn ), chia toán nhiều trường hợp để biện luận, loại trường hợp không phù hợp v.v Tôi nghó, giáo viên làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi đạt mục đích không chọn lọc, nhóm tập biện luận theo dạng, nêu đặc điểm dạng xây dựng hướng giải cho dạng Đây khâu có ý nghóa đònh công tác bồi dưỡng cẩm nang giúp HS tìm hướng giải cách dễ dàng, hạn chế tối đa sai lầm trình giải tập, đồng thời phát triển tìm lực trí tuệ cho học sinh ( thông qua BT tương tự mẫu BT vượt mẫu ) Sáng kiến kinh nghiệm Page Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng Trong phạm vi đề tài này, xin mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi dưỡng số dạng tập biện luận tìm công thức hóa học Nội dung đề tài xếp theo dạng, dạng có nêu nguyên tắc áp dụng ví dụ minh hoạ II- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VÀ VÀ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH 1- Thực trạng chung: Khi chuẩn bò thực đề tài, lực giải toán biện luận nói chung biện luận xác đònh CTHH học sinh yếu Đa số học sinh cho loại khó, em tỏ mệt mỏi phải làm tập loại Vì họ thụ động buổi học bồi dưỡng hứng thú học tập Rất học sinh có sách tham khảo loại tập Nếu có sách “học tốt” sách “nâng cao “mà nội dung viết vấn đề ỏi Lý chủ yếu điều kiện kinh tế gia đình khó khăn tìm mua sách hay 2- Chuẩn bò 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 Đặt yêu cầu 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 đònh mục tiêu, chọn lọc nhóm toán theo dạng, xây dựng nguyên tắc áp dụng cho dạng, biên soạn tập mẫu tập vận dụng nâng cao Ngoài phải dự đoán tình xảy bồi dưỡng chủ đề c) Chuẩn bò đề cương bồi dưỡng, lên kế hoạch thời lượng cho dạng toán d) Sưu tầm tài liệu, trao đổi kinh nghiệm đồng nghiệp; nghiên cứu đề thi HS giỏi tỉnh ta số tỉnh, thành phố khác III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TÀI VÀO THỰC TIỄN: Khi thực đề tài vào giảng dạy, trước hết giới thiệu sơ đồ đònh hướng giải toán biện luận tìm CTHH dùng chung cho tất dạng; gồm bước bản: B 1: đặt CTTQ cho chất cần tìm, đặt ẩn số cần ( số mol, M, hóa trò … ) B 2: chuyển đổi kiện thành số mol ( ) B3: viết tất PTPƯ xảy B4: thiết lập phương trình toán bất phương trình liên lạc ẩn số với kiện biết B5: biện luận, chọn kết phù hợp Sáng kiến kinh nghiệm Page Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng 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: B1: giới thiệu tập mẫu hướng dẫn giải B2: rút nguyên tắc phương pháp áp dụng B3: HS tự luyện nâng cao Tuỳ độ khó dạng hoán đổi thứ tự bước Sau số dạng tập biện luận, cách nhận dạng, kinh nghiệm giải thực đúc kết từ thực tế Trong giới hạn đề tài, nêu dạng thường gặp, dạng thử nghiệm thấy có hiệu DẠNG 1: BIỆN LUẬN THEO ẨN SỐ TRONG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH 1) Nguyên tắc áp dụng: GV cần cho HS nắm số nguyên tắc phương pháp giải dạng tập sau: - Khi giải toán tìm CTHH phương pháp đại số, số ẩn chưa biết nhiều số phương trình toán học thiết lập phải biện luận Dạng thường gặp trường hợp nguyên tử khối hóa trò nguyên tố, tìm số nguyên tử bon phân tử hợp chất hữu … - Phương pháp biện luận: +) Thường vào đầu để lập phương trình toán ẩn: y = f(x), chọn ẩn làm biến số ( thường chọn ẩn có giới hạn hẹp VD : hóa trò, số … ); ẩn xem hàm số Sau lập bảng biến thiên để chọn cặp giá trò hợp lí +) Nắm điều kiện số hoá trò : hoá trò kim loại bazơ, oxit bazơ; muối thường ≤ ; hoá trò phi kim oxit ≤ 7; số H hợp chất khí với phi kim ≤ 4; CxHy : x ≥ y ≤ 2x + ; … Cần lưu ý : Khi biện luận theo hóa trò kim loại oxit cần phải quan tâm đến mức hóa trò 2) Các ví dụ : Ví dụ 1: Hòa tan kim loại chưa biết hóa trò 500ml dd HCl thấy thoát 11,2 dm H2 ( ĐKTC) Phải trung hòa axit dư 100ml dd Ca(OH) 1M Sau cô cạn dung dòch thu thấy lại 55,6 gam muối khan Tìm nồng độ M dung dòch axit dùng; xác đònh tên kim loại đã dùng * Gợi ý HS : Cặp ẩn cần biện luận nguyên tử khối R hóa trò x 55,6 gam khối lượng hỗn hợp muối RClx CaCl2 * Giải : Giả sử kim loại R có hóa trò x ⇒ 1≤ x, nguyên ≤ Sáng kiến kinh nghiệm Page Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng số mol Ca(OH)2 = 0,1× = 0,1 mol số mol H2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol Các PTPƯ: 2R + 2xHCl → 2RClx + xH2 ↑ (1) 1/x (mol) 1/x 0,5 Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O 0,1 0,2 0,1 từ phương trình phản ứng (1) (2) suy ra: nHCl = + 0,2 = 1,2 mol nồng độ M dung dòch HCl : CM = 1,2 : 0,5 = 2,4 M mRCl = 55, − (0,1 ⋅111) = 44, gam theo PTPƯ ta có : (2) x ta có : ⇒ ⋅( R + 35,5x ) = 44,5 x R x R = 9x 18 27 Vậy kim loại thoã mãn đầu nhôm Al ( 27, hóa trò III ) Ví dụ 2: Khi làm nguội 1026,4 gam dung dòch bão hòa R2SO4.nH2O ( R kim loại kiềm n nguyên, thỏa điều kiện 7< n < 12 ) từ 80 0C xuống 100C có 395,4 gam tinh thể R2SO4.nH2O tách khỏi dung dòch Tìm công thức phân tử Hiđrat nói Biết độ tan R 2SO4 800C 100C 28,3 gam gam * Gợi ý HS: mct (800 C ) = ?; mddbh (100 C ) = ?; mct (100 C ) = ? ⇒ mR2 SO4 ( KT ) = ? lập biểu thức toán : số mol hiđrat = số mol muối khan Lưu ý HS : phần rắn kết tinh có ngậm nước nên lượng nước thay đổi * Giải: S( 800C) = 28,3 gam ⇒ 128,3 gam ddbh có 28,3g R2SO4 100g H2O Vậy : 1026,4gam ddbh → 226,4 g R2SO4 800 gam H2O Khối lượng dung dòch bão hoà thời điểm 100C: 1026,4 − 395,4 = 631 gam 10 C, S(R2SO4 ) = gam, nên suy ra: 109 gam ddbh có chứa gam R2SO4 631 gam ddbh có khối lượng R2SO4 : Sáng kiến kinh nghiệm Page 631⋅ = 52,1gam 109 Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng khối lượng R2SO4 khan có phần hiđrat bò tách : Vì số mol hiđrat = số mol muối khan nên : 442,2R-3137,4x +21206,4 = Đề cho R kim loại kiềm , n 10 R 8,8 18,6 23 226,4 – 52,1 = 174,3 gam 395, 174,3 = R + 96 + 18n R + 96 ⇔ R = 7,1n − 48 < n < 12 , n nguyên ⇒ ta có bảng biện luận: 11 30,1 Kết phù hợp n = 10 , kim loại Na → công thức hiđrat Na2SO4.10H2O DẠNG : BIỆN LUẬN THEO TRƯỜNG HP 1) Nguyên tắc áp dụng: - Đây dạng tập thường gặp chất ban đầu chất sản phẩm chưa xác đònh cụ thể tính chất hóa học (chưa biết thuộc nhóm chức nào, Kim loại hoạt động hay hoạt động, muối trung hòa hay muối axit ) chưa biết phản ứng hoàn toàn chưa Vì cần phải xét khả xảy chất tham gia trường hợp xảy sản phẩm - Phương pháp biện luận: +) Chia làm loại nhỏ : biện luận khả xảy chất tham gia biện luận khả chất sản phẩm +) Phải nắm trường hợp xảy trình phản ứng Giải toán theo nhiều trường hợp chọn kết phù hợp 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm CuO oxit kim loại hóa trò II( không đổi ) có tỉ lệ mol 1: Cho khí H2 dư qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nóng thu hỗn hợp rắn B Để hòa tan hết rắn B cần dùng 80 ml dung dòch HNO3 1,25M thu khí NO Xác đònh công thức hóa học oxit kim loại Biết phản ứng xảy hoàn toàn * Gợi ý HS: HS: Đọc đề nghiên cứu đề GV: gợi ý để HS thấy RO bò khử không bò khử H tuỳ vào độ hoạt động kim loại R HS: phát R đứng trước Al RO không bò khử ⇒ rắn B gồm: Cu, RO Nếu R đứng sau Al dãy hoạt động kim loại RO bò khử ⇒ hỗn hợp rắn B gồm : Cu kim loại R * Giải: Đặt CTTQ oxit kim loại RO Sáng kiến kinh nghiệm Page Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng Gọi a, 2a số mol CuO RO có 2,4 gam hỗn hợp A Vì H2 khử oxit kim loại đứng sau Al dãy BêKêTôp nên có khả xảy ra: - R kim loại đứng sau Al : Các PTPƯ xảy ra: CuO + H2 → Cu + H2O a a RO + H2 → R + H2O 2a 2a 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 8a a 3R + + 8HNO3 → 3R(NO3)2 + 2NO ↑ 2NO ↑ + + 4H2O 4H2O 16a 2a  8a 16a = 0, 08 ⋅1, 25 = 0,1 a = 0, 0125  + ⇔ Theo đề bài:   R = 40(Ca) 80a + ( R + 16)2a = 2, Không nhận - Vậy R phải CuO + a 3Cu + + 4H2O 8a a RO 2a Ca kết trái với giả thiết R đứng sau Al kim loại đứng trước Al H2 → Cu + H2O a 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 2HNO3 4a → R(NO3)2 + 2H2O  8a  a = 0, 015  + 4a = 0,1 ⇔ Theo đề :   R = 24( Mg ) 80a + ( R + 16).2a = 2, Trường hợp thoả mãn với giả thiết nên oxit là: MgO Ví dụ 2: Khi cho a (mol ) kim loại R tan vừa hết dung dòch chứa a (mol ) H 2SO4 thu 1,56 gam muối khí A Hấp thụ hoàn toàn khí A vào 45ml dd NaOH 0,2M thấy tạo thành 0,608 gam muối Hãy xác đònh kim loại dùng * Gợi ý HS: GV: Cho HS biết H2SO4 chưa rõ nồng độ nhiệt độ nên khí A không rõ khí nào.Kim loại không rõ hóa trò; muối tạo thành sau phản ứng với NaOH chưa rõ muối Vì cần phải biện luận theo trường hợp khí A muối Natri Sáng kiến kinh nghiệm Page Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng HS: Nêu trường hợp xảy cho khí A : SO ; H2S ( H2 khí A tác dụng với NaOH ) viết PTPƯ dạng tổng quát, chọn phản ứng để số mol axit số mol kim loại GV: Lưu ý với HS biện luận xác đònh muối tạo thành muối trung hòa hay muối axit mà tỉ số mol cặp chất tham gia ta giả sử phản ứng tạo muối Nếu muối không tạo thành có ẩn số giá trò vôlý * Giải: Gọi n hóa trò kim loại R Vì chưa rõ nồng độ H2SO4 nên xảy phản ứng: 2R + nH2SO4 → R2 (SO4 )n + nH2 ↑ (1) 2R + 2nH2SO4 → R2 (SO4 )n + nSO2 ↑ + 2nH2O (2) 2R + 5nH2SO4 → 4R2 (SO4 )n + nH2S ↑ + 4nH2O (3) khí A tác dụng với NaOH nên H2 → PƯ (1) không phù hợp Vì số mol R = số mol H2SO4 = a , nên : Nếu xảy ( 2) : 2n = ⇒ n =1 ( hợp lý ) Nếu xảy ( 3) : 5n = ⇒ n = ( vô lý ) Vậy kim loại R hóa trò I khí A SO2 2R + 2H2SO4 → R2 SO4 + SO2 a(mol) a a a ↑ + 2H2O Giả sử SO2 tác dụng với NaOH tạo muối NaHSO3 , Na2SO3 SO2 + NaOH → NaHSO3 Đặt : x (mol) x x SO2 + 2NaOH→ Na2SO3 + H2O y (mol) 2y y theo đề ta có :  x + y = 0, ⋅ 0, 045 = 0, 009  104 x + 126 y = 0, 608  x = 0, 001 giải hệ phương trình  y = 0, 004  Vậy giả thiết phản ứng tạo muối Ta có: số mol R2SO4 = số mol SO2 = x+y = 0,005 (mol) Khối lượng R2SO4 : (2R+ 96)⋅0,005 = 1,56 ⇒ R = 108 Vậy kim loại dùng Ag DẠNG 3: BIỆN LUẬN SO SÁNH 1) Nguyên tắc áp dụng: Sáng kiến kinh nghiệm Page Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng - Phương pháp áp dụng toán xác đònh tên nguyên tố mà kiện đề cho thiếu số liệu lượng chất đề cho vượt quá, chưa đạt đến số - Phương pháp biện luận: • Lập bất đẳng thức kép có chứa ẩn số ( thường nguyên tử khối ) Từ bất đẳng thức tìm giá trò chặn chặn ẩn để xác đònh giá trò hợp lý • Cần lưu ý số điểm hỗ trợ việc tìm giới hạn thường gặp: +) Hỗn hợp chất A, B có số mol a( mol) : < nA, nB < a +) Trong oxit : R2Om : ≤ m, nguyên ≤ +) Trong hợp chất khí phi kim với Hiđro RHn : ≤ n, nguyên ≤ 2) Các ví dụ : Ví dụ1: Có hỗn hợp gồm kim loại A B có tỉ lệ khối lượng nguyên tử 8:9 Biết khối lượng nguyên tử A, B không 30 đvC Tìm kim loại * Gợi ý HS: Thông thường HS hay làm “ mò mẫn” tìm Mg Al phương pháp trình bày khó mà chặc chẽ, giáo viên cần hướng dẫn em cách chuyển tỉ số thành phương trình toán : Nếu A : B = : *Giải: Theo đề : ⇒  A = 8n   B = 9n A = B tỉ số nguyên tử khối kim loại Vì A, B có KLNT không 30 đvC nên : 9n ≤ 30 Ta có bảng biện luận sau : N A 16 24 B 18 27 Suy hai kim loại Mg Al  A = 8n nên ⇒  B = 9n ( n ∈ z+ )  ⇒ n≤ Ví dụ 2: Hòa tan 8,7 gam hỗn hợp gồm K kim loại M thuộc phân nhóm nhóm II dung dòch HCl dư thấy có 5,6 dm H2 ( ĐKTC) Hòa tan riêng gam kim loại M dung dòch HCl dư thể tích khí H2 sinh chưa đến 11 lít ( ĐKTC) Hãy xác đònh kim loại M * Gợi ý HS: GV yêu cầu HS lập phương trình tổng khối lượng hỗn hợp phương trình tổng số mol H2 Từ biến đổi thành biểu thức chứa ẩn số mol (b) nguyên tử khối M Biện luận tìm giá trò chặn M Từ PƯ riêng M với HCl ⇒ bất đẳng thức VH ⇒ giá trò chặn M Sáng kiến kinh nghiệm Page 10 Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng Chọn M cho phù hợp với chặn chặn * Giải: Đặt a, b số mol kim loại K, M hỗn hợp Thí nghiệm 1: 2K + 2HCl → 2KCl + H2 ↑ a a/2 M + 2HCl → MCl2 + H2 ↑ b b a 5, ⇒ số mol H2 = + b = 22, = 0, 25 ⇔ a + 2b = 0,5 Thí nghiệm 2: M + 2HCl → MCl2 + H2 ↑ 9/M(mol) → 9/M 11 < ⇒ M > 18,3 (1) M 22, 39a + b.M = 8, 39(0,5 − 2b) + bM = 8, 10,8 ⇔ Mặt khác: a + 2b = 0,5 ⇒ b = 78 − M  a = 0,5 − 2b 10,8 Vì < b < 0,25 nên suy ta có : < 0,25 ⇒ M < 34,8 (2) 78 − M Theo đề bài: Từ (1) ( 2) ta suy kim loại phù hợp Mg DẠNG 4: BIỆN LUẬN THEO TRỊ SỐ TRUNG BÌNH ( Phương pháp khối lượng mol trung bình) 1) Nguyên tắc áp dụng: - Khi hỗn hợp gồm hai chất có cấu tạo tính chất tương tự ( kim loại phân nhóm chính, hợp chất vô có kiểu công thức tổng quát, hợp chất hữu đồng đẳng) đặt công thức đại diện cho hỗn hợp Các giá trò tìm chất đại diện giá trò hỗn hợp( mhh ; nhh ; M hh ) - Trường hợp chất có cấu tạo tính chất không giống ( ví dụ kim loại khác hóa trò; muối gốc kim loại khác hóa trò … ) không đặt công thức đại diện tìm khối lượng mol trung bình: M= mhh n1M + n2 M + = nhh n1 + n2 + phải nằm khoảng từ M1 đến M2 - Phương pháp biện luận : Từ giá trò M hh tìm được, ta lập bất đẳng thức kép M1 < M ẩn ( giả sử M1< M2) M hh Sáng kiến kinh nghiệm Page 11 hh < M2 để tìm giới hạn Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Cho gam hỗn hợp gồm hroxit kim loại kiềm liên tiếp vào H 2O 100 ml dung dòch X Trung hòa 10 ml dung dòch X CH 3COOH cô cạn dung dòch thu 1,47 gam muối khan 90ml dung dòch lại cho tác dụng với dung dòch FeCl x dư thấy tạo thành 6,48 gam kết tủa Xác đònh kim loại kiềm công thức muối sắt clorua * Gợi ý HS: Tìm khối lượng hỗn hợp kiềm 10 ml dung dòch X 90 ml dung dòch X Hai kim loại kiềm có công thức tính chất tương tự nên để đơn giản ta đặt công thức ROH đại diện cho hỗn hợp kiềm Tìm trò số trung bình R * Giải: Đặt công thức tổng quát hỗn hợp hiđroxit ROH, số mol a (mol) Thí nghiệm 1: mhh = 10 ⋅ = 0,8 gam 100 ROH + mol CH3COOH → CH3COOR mol 0,8 1, 47 = ⇒ R + 17 R + 59 suy : + H2O (1) R ≈ 33 có 1kim loại A > 33 kim loại B < 33 Vì kim loại kiềm liên tiếp nên kim loại Na, K Có thể xác đònh độ tăng khối lượng (1) : ∆m = 1,47 – 0,8=0,67 gam ⇒ nROH = 0,67: ( 59 –17 ) = 0,8 = 0, 67 ⋅ 42 ; 50 ⇒ R = 50 –17 = 33 Thí nghiệm 2: mhh = - 0,8 = 7,2 gam xROH + FeClx → Fe(OH)x ↓ + ( R +17)x (56+ 17x) 7,2 (g) 6,48 (g) M (g): 0, 67 42 ROH  ( R + 17) x 56 + 17 x =  6, 48 suy ta có:  7,  R = 33  xRCl (2) giải x = Vậy công thức hóa học muối sắt clorua FeCl2 Ví dụ 2: X hỗn hợp 3,82 gam gồm A 2SO4 BSO4 biết khối lượng nguyên tử B khối lượng nguyên tử A là1 đvC Cho hỗn hợp vào dung dòch BaCl dư thu 6,99 gam kết tủa dung dòch Y Sáng kiến kinh nghiệm Page 12 Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng diện Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng a) Cô cạn dung dòch Y thu gam muối khan b) Xác đònh kim loại A B * Gợi ý HS : -Do hỗn hợp muối gồm chất khác nên dùng công thức để đại -Nếu biết khối lượng mol trung bình hỗn hợp ta tìm giới hạn nguyên tử khối kim loại * Giải: a) A2SO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + 2ACl BSO4 + BaCl2 → BaSO4 ↓ + BCl2 Theo PTPƯ : Số mol X = số mol BaCl2 = số mol BaSO4 = 6,99 = 0, 03mol 233 Theo đònh luật bảo toàn khối lượng ta có: m( ACl + BCl ) = 3,82 + (0,03 208) – 6.99 = 3,07 gam MX = b) Ta có M1 = 2A + 96 Vậy :  A + 96 > 127   A + 97 < 127 3,82 ≈ 127 0, 03 M2 = A+ 97 (*) Từ hệ bất đẳng thức ( *) ta tìm : 15,5 < A < 30 Kim loại hóa trò I thoả mãn điều kiện Na (23) Suy kim loại hóa trò II Mg ( 24) DẠNG 5: BIỆN LUẬN TÌM CTPT CỦA HP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÔNG THỨC NGUYÊN 1) Nguyên tắc áp dụng: - Trong toán tìm CTHH hợp chất hữu cơ, biết công thức nguyên mà chưa biết khối lượng mol M phải biện luận - Phương pháp phổ biến: Từ công thức nguyên hợp chất hữu cơ, tách số nguyên tử thích hợp thành nhóm đònh chức cần xác đònh Từ biện luận tìm công thức phân tử nhờ phép toán đồng thức công thức nguyên công thức tổng quát loại hợp chất vô Lưu ý: HS cần nắm vững số vấn đề sau : Công thức chung hiđro cacbon no : CmH2m + ⇒ CT chung Hiđro cacbon mạch hở có k liên kết π CmH2m + – 2k CTTQ hợp chất có a nhóm chức (A ) hóa trò I : CmH2m + – 2k – a (A)a Trong nhóm chức A là: – CHO ; – COOH ; – OH … Sáng kiến kinh nghiệm Page 13 Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Công thức nguyên loại rượu mạch hở (CH 3O)n Hãy biện luận để xác đònh công thức phân tử rượu nói * Giải: Từ công thức nguyên (CH3O)n viết lại : CnH2n( OH)n Công thức tổng quát rượu mạch hở C mH2m+2 – 2k –a (OH)a Trong : k số liên kết π gốc Hiđro cacbon Suy ta có : n = m   2n = 2m + − 2k − a n = a  Ta có bảng biện luận: k n Vậy CTPT rượu C2H4 (OH)2 ⇒ (sai) n = –2k ( k : nguyên dương ) -2( sai ) Ví dụ 2: Anđêhit hợp chất hữu phân tử có chứa nhóm – CHO Hãy tìm CTPT Anđêhit mạch hở biết công thức đơn giản C4H4O phân tử có liên kết ba * Giải: Công thức nguyên anđêhit : (C4H4O )n ⇒ C3nH3n (CHO)n Công thức tổng quát axit mạch hở : CmH2m + -2k –a (CHO)a Suy ta có hệ phương trình: 3n = m  3n = 2m + − 2k − a n = a  ⇒ n = k –1 phân tử có liên kết ba nên có liên kết π Suy k = ⇒ n = –1 = Vậy CTPT An đêhit : C3H3CHO Tóm lại : số kinh nghiệm phân dạng phương pháp giải toán biện luận tìm công thức hóa học Đây phần nhỏ hệ thống tập hóa học nâng cao Để trở thành học sinh giỏi hóa học sinh phải rèn luyện nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, muốn giải tập 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 tạo hội cho HS rèn kỹ giải tập hóa học, mà xây dựng kiến thức vững chắc, hướng dẫn em biết kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức kỹ hóa học với lực tư toán học Sáng kiến kinh nghiệm Page 14 Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng 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 bò thật kỹ nội dung cho dạng tập cần bồi dưỡng cho HS Xây dựng nguyên tắc phương pháp giải dạng toán - 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 đònh 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 dạng toán đưa nguyên tắc nhằm giúp em dễ nhận dạng loại tập dễ vận dụng kiến thức, kỹ cách xác; hạn chế nhầm lẫn xảy cách nghó cách làm HS - Sau dạng trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm nhấn mạnh sai sót mà HS thường mắc 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 đònh hướng giải tìm kiếm hướng 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 biện luận, phần lớn em tự tin , biết vận dụng kỹ bồi dưỡng để giải thành thạo tập biện luận mang tính phức tạp Đề tài này, góp phần lớn vào kết bồi dưỡng HS giỏi Trường THPT số Bảo Thắng thi tỉnh từ năm học 20011- 20014 đến Số liệu cụ thể sau: Năm học Số HS dự thi cấp Tỉnh Số giải 2011-2012 01 giải khuyến khích 2012-2013 01 giải khuyến khích 2013-2014 Sáng kiến kinh nghiệm Page 15 01 giải ba 01 giải khuyến khích Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng D- KẾT LUẬN CHUNG: Việc phân dạng toán tìm CTHH phương pháp biện luận 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 Tuy nhiên cần biết vận dụng kỹ 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 điển 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 ! Bảo Thắng, ngày 20 tháng 04 năm 2014 Người viết Nguyễn Văn Thắng TÀI LIỆU THAM KHẢO • • • • Hình thành kỹ giải BTHH – Cao Thò Thặng – NXBGD 1999 Bài tập nâng cao hoá học – Lê Xuân Trọng – NXXBGD 2004 300 BTHH vô – Lê Đình Nguyên – NXB ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh 2002 Bồi dưỡng hóa học THPT –Vũ Anh Tuấn –NXBGD 2004 Sáng kiến kinh nghiệm Page 16 Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số Bảo Thắng Sáng kiến kinh nghiệm Page 17 Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng Năm học : 2013 - 2014 [...]... thật kỹ nội dung cho mỗi dạng bài tập cần bồi dưỡng cho HS Xây dựng được nguyên tắc và phương pháp giải các dạng bài toán đó - Tiến trình bồi dưỡng kỹ năng được thực hiện theo hướng đảm bảo tính kế thừa và phát triển vững chắc Tôi thường bắt đầu từ một bài tập mẫu, hướng dẫn phân tích đầu bài cặn kẽ để học sinh xác đònh hướng giải và tự giải, từ đó các em có thể rút ra phương pháp chung để giải các bài. .. giải bài tập hóa học, mà còn xây dựng một nền kiến thức vững chắc, hướng dẫn các em biết kết hợp nhuần nhuyễn những kiến thức kỹ năng hóa học với năng lực tư duy toán học Sáng kiến kinh nghiệm Page 14 Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số 1 Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng C - BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC: I- BÀI HỌC KINH NGHIỆM: Trong quá trình bồi dướng học sinh giỏi cho... thì học sinh còn phải rèn luyện nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, muốn giải bất cứ một bài tập nào, học sinh cũng phải nắm thật vững kiến thức giáo khoa về hóa học Không ai có thể giải đúng một bài toán nếu không biết chắc phản ứng hóa học nào xảy ra, hoặc nếu xảy ra thì tạo sản phẩm gì, điều kiện phản ứng như thế nào ? Như vậy, nhiệm vụ của giáo viên không những tạo cơ hội cho HS rèn kỹ năng giải bài. .. ba 01 giải khuyến khích Năm học : 2013 - 2014 Trường Trung Học Phổ Thơng Số 1 Bảo Thắng Giáo viên : Nguyễn Văn Thắng D- KẾT LUẬN CHUNG: Việc phân dạng các bài toán tìm CTHH bằng phương pháp biện luận đã nêu trong đề tài nhằm mục đích bồi dưỡng và phát triển kiến thức kỹ năng cho HS vừa bền vững, vừa sâu sắc; phát huy tối đa sự tham gia tích cực của người học Học sinh có khả năng tự tìm ra kiến thức,tự... nghiệm nêu trong đề tài đã phát huy rất tốt năng lực tư duy, độc lập suy nghó cho đối tượng HS giỏi Các em đã tích cực hơn trong việc tham gia các hoạt động xác đònh hướng giải và tìm kiếm hướng giải cho các bài tập. Qua đề tài này, kiến thức, kỹ năng của HS được củng cố một cách vững chắc, sâu sắc; kết quả học tập của HS luôn được nâng cao Từ chỗ rất lúng túng khi gặp các bài toán biện luận, thì nay... những kỹ năng được bồi dưỡng để giải thành thạo các bài tập biện luận mang tính phức tạp Đề tài này, đã góp phần rất lớn vào kết quả bồi dưỡng HS giỏi Trường THPT số 1 Bảo Thắng thi tỉnh từ năm học 20011- 20014 đến nay Số liệu cụ thể như sau: Năm học Số HS dự thi cấp Tỉnh Số giải 2011-2012 2 01 giải khuyến khích 2012-2013 2 01 giải khuyến khích 2013-2014 2 Sáng kiến kinh nghiệm Page 15 01 giải ba 01 giải. .. có hệ phương trình: 3n = m  3n = 2m + 2 − 2k − a n = a  ⇒ n = k –1 vì trong phân tử có 1 liên kết ba nên có 2 liên kết π Suy ra k = 2 ⇒ n = 2 –1 = 1 Vậy CTPT của An đêhit là : C3H3CHO Tóm lại : trên đây chỉ là một số kinh nghiệm về phân dạng và phương pháp giải toán biện luận tìm công thức hóa học Đây chỉ là một phần nhỏ trong hệ thống bài tập hóa học nâng cao Để trở thành một học sinh giỏi hóa... củng cố vững chắc kiến thức,rèn luyện được kỹ năng Đề tài còn tác động rất lớn đến việc phát triển tìm lực trí tuệ, nâng cao năng lực tư duy độc lập và khả năng tìm tòi sáng tạo cho học sinh giỏi Tuy nhiên cần biết vận dụng các kỹ năng một cách hợp lý và biết kết hợp các kiến thức cơ bản hoá học, toán học cho từng bài tập cụ thể thì mới đạt được kết quả cao Trong khi viết đề tài này chắc chắn tôi chưa... chung để giải các bài toán cùng loại Sau đó tôi tổ chức cho HS giải bài tập tương tự mẫu; phát triển vượt mẫu và cuối cùng nêu ra các bài tập tổng hợp - Mỗi dạng bài toán tôi đều đưa ra nguyên tắc nhằm giúp các em dễ nhận dạng loại bài tập và dễ vận dụng các kiến thức, kỹ năng một cách chính xác; hạn chế được những nhầm lẫn có thể xảy ra trong cách nghó và cách làm của HS - Sau mỗi dạng tôi luôn chú... II là Mg ( 24) DẠNG 5: BIỆN LUẬN TÌM CTPT CỦA HP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÔNG THỨC NGUYÊN 1) Nguyên tắc áp dụng: - Trong các bài toán tìm CTHH của hợp chất hữu cơ, nếu biết công thức nguyên mà chưa biết khối lượng mol M thì phải biện luận - Phương pháp phổ biến: Từ công thức nguyên của hợp chất hữu cơ, tách một số nguyên tử thích hợp thành nhóm đònh chức cần xác đònh Từ đó có thể biện luận tìm một công thức