SKKN một số phương pháp nâng cao kĩ năng lập công thức và cân bằng phương trình hóa học

Việc lập được công thức hóa học và các phương trình hoá học là một việc cầnthiết để học sinh có thể giải các bài toán hoá học sau này.. Làm thế nào để học sinhphát triển được năng lực tư

SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HOCK

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI

Đơn vị: Trường PT DTNT liên huyện Tân Phú - Định Quán

Mã số: (Do HĐTĐSK Sở GD&ĐT ghi)

SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO KĨ

NĂNG LẬP CÔNG THỨC VÀ CÂN

Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in sáng kiến

 Mô hình  Đĩa CD (DVD)  Phim ảnh  Hiện vật khác

(các phim, ảnh, sản phẩm phần mềm)

Năm học: 2016 - 2017

I THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN

1 Họ và tên: Quách Thị Huế

2 Ngày tháng năm sinh: 16/11/1988

8 Nhiệm vụ được giao:

- Dạy hóa, phụ đạo hóa khối 8,9

- Dạy ngoài giờ lên lớp 8b

- Chủ nhiệm lớp 8b

9 Đơn vị công tác: Trường PT DTNT liên huyện Tân Phú – Định Quán

II TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO

- Học vị cao nhất: Đại học sư phạm

- Năm nhận bằng: 2010

- Chuyên ngành đào tạo: Hóa học

III KINH NGHIỆM KHOA HỌC

- Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy môn Hóa học

- Số năm có kinh nghiệm: 6

- Các sáng kiến đã có trong 5 năm gần đây:

1 Tạo hứng thú và lòng yêu thích môn Hóa học thông qua hóa học vui và hóa học thực tiễn

2 Phát triển năng lực tính toán của học sinh thông qua các dạng bài tập vô cơhóa học 9

MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO KĨ NĂNG LẬP CÔNG THỨC VÀ

CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Môn hóa học trong trường Trung học cơ sở là một trong những môn có vaitrò quan trọng trong việc hình thành và phát triển tư duy của học sinh Mục đíchnhằm trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, bao gồm kiến thức về cấutạo, phân loại và tính chất và ứng dụng của chất Từ đó vận dụng để giải thích cáchiện tượng xảy ra trong cuộc sống, các ứng dụng phù hợp với tính chất của chất đểmang lại nhiều lợi ích nhất cho con người, môi trường sống

Trong quá trình dạy học, học sinh thích thú nhất là các thí nghiệm Tuy nhiên,với môn Hóa học, chỉ quan sát thôi chưa đủ Mà sâu xa hơn, học sinh phải biếtđược cấu tạo và tính chất của chất Từ việc hiểu cặn kẽ nguồn đó, cộng với nhữngthực nghiệm mà các em quan sát được thì các em mới thực sự sẽ say mê, bị cuốnhút và muốn khám phá nhiều, sâu hơn nữa Thế nhưng, khi học sâu vào chươngtrình các em sẽ cảm nhận được độ khó của môn học, từ đó rất dễ nảy sinh tư duychản nản Các em dễ bị mất các kiến thức căn bản ban đầu, khó cho việc tiếp thukiến thức ở các lớp cao hơn

Hóa học 8 là tiền đề ban đầu cho học sinh tiếp thu những khái niệm quan trọngnhư nguyên tố hóa học, công thức hóa học, phương trình hóa học, tính toán hóahọc Việc lập được công thức hóa học và các phương trình hoá học là một việc cầnthiết để học sinh có thể giải các bài toán hoá học sau này

Với thực trạng hiện nay thì môn Hoá học vẫn là môn học khó, khi nói đến vấn

đề lí thuyết thì học sinh có thể học thuộc nhưng khi liên quan đến phương trình,công thức và chạm đến các con số thì những học sinh yếu kém về môn toán sẽ rất

dễ nản chí và không muốn học Và từ đó việc giải các bài toán theo phương trìnhsau này sẽ rất khó khăn Bên cạnh đó thì để bồi dưỡng khả năng sáng tạo, giảiquyết vấn đề thông qua các bài toán lập công thức hóa học, phương trình hóa họcđối với học sinh khá, giỏi cũng không phải là vấn đề dễ Làm thế nào để học sinhphát triển được năng lực tư duy, sáng tạo, gây hứng thú học tập cho học sinh làđiều tôi và các đồng nghiệp giảng dạy bộ môn luôn lưu tâm

Trong thời gian giảng dạy ở trường Phổ thông Dân tộc nội trú, tôi nhận thấy tầm quan trọng của việc vận dụng kiến thức lý thuyết để giải quyết các dạng bài lập công thức hóa học và phương trình hóa học là rất quan trọng Lập công thức hóa học, phương trình hóa học còn là yếu tố tiên quyết quan trọng trong việc giải bài tập tính theo phương trình hóa học, dạng bài tập xuất hiện trong toàn bộ

chương trình hóa học từ lớp 8 đến hết lớp 12 Tuy nhiên với học sinh dân tộc thiểu

số, khả năng tiếp thu, tính toán của các em chậm hơn rất nhiều so với các học sinh cùng lứa tuổi ở các trường khác Từ những vấn đề trên, với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình vào việc tìm tòi phương pháp dạy học thích hợp cho đối tượng học sinh, đơn giản hóa nhất những gì có thể, tạo tiền đề cho việc phát triển tư duy

của các em ở hiện tại và sau này là cấp cao hơn nên tôi đã chọn đề tài: " Một số

phương pháp nâng cao kĩ năng lập công thức và cân bằng phương trình hóa học"

II CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN

1 Về cơ sở lý luận:

Trong quá trình xây dựng đề tài bản thân nhận thấy, để giúp học sinh lậpđược công thức hóa học và phương trình hóa học đòi hỏi mỗi giáo viên cần phảitrang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản, đồng thời khắc sâu cho học sinhtừng dạng với các phương pháp đặc trưng

Đề tài nhằm xây dựng và phát triển các kĩ năng cần thiết cho học sinh như:

Kĩ năng:

- Rèn kĩ năng xác định công thức hóa học

- Rèn kĩ năng tính theo công thức hóa học và kĩ năng tính theo phương trìnhhóa học…

- Phát triển năng lực tính toán hóa học

- Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học, năng lực vận dụng kiếnthức

- Phát triển năng lực hợp tác, chia sẽ trong nhóm…

Với mục tiêu đó, chương trình sách giáo khoa và nhiều tác giả cũng đã đưa ra cácgiải pháp để nâng cao chất lượng dạy và học, giúp học sinh phát triển toàn diện về

“đức- trí- thể mĩ” Tuy nhiên, để đạt hiệu quat tối ưu thì không phải là điều dễdàng

2 Về cơ sở thực tiễn:

Môn hóa học là một môn học mới đối với học sinh, bắt đầu được đưa vào học ởchương trình lớp 8, là môn học mà học sinh được tiếp cận muộn nhất so với tất cảcác môn Điều đó phần nào khẳng định đây không phải là một môn học dễ dàng.Công thức hóa học và phương trình hóa học là nền tảng và tiền đề của bộ môn.Hiện nay đại đa số khi học sinh học môn hóa và đặc biệt làm quen với các côngthức hóa học, phương trình hóa học, còn nhiều bỡ ngỡ, chưa định hình các bướccần làm SGK lớp 8 cũng có nêu ra các ví dụ, các bước làm cho học sinh nhưng chỉ

là dạng chung nhất Trong khi đó kiến thức thì vô vàn với nhiều chất, nhiều dạng

Ví dụ như với dạng bài tập lập phương trình hóa học, SGK hướng dẫn:

Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng, gồm công thức hóa học của các chất phản ứng và sảnphẩm

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: Tìm hệ số thích hợp đặt trướccác công thức

Bước 3: Viết phương trình hóa học

Qua thực tế giảng dạy tôi thấy, phương trình hóa học có rất nhiều dạng vớicác phương pháp cân bằng đặc trưng khác nhau, không phải phương trình nào cũng

có thể tính nhẩm được các hệ số, mà nếu nhẩm được thì cũng rất mất rất nhiều thờigian Vì vậy học sinh rất lúng túng ở bước 2 Việc tìm ra được hệ số thích hợp mộtcách nhanh chóng để đặt trước các công thức trong quá trình cân bằng không phải

là một điều dễ dàng với học sinh

Hoặc như dạng bài tập lập công thức hóa học dựa vào hóa trị hay thành phầnnguyên tố SGK có đưa ra các bước nhưng khá dài và khó nhớ, học sinh dễ quên vàkhi làm bài tập còn sai rất nhiều

Trong khi đó, nền tảng kiến thức cơ bản của môn hóa học là công thức,phương trình và tính toán hóa học Các bài tập tính toán cơ bản của hóa học là tínhtheo công thức hóa học và tính theo phương trình hóa học thì lại không thể thiếucông thức và phương trình hóa học Viết công thức và phương trình hóa học khôngđúng dẫn đến kết quả bài toán sẽ sai hoàn toàn Chính vì điều đó mà trong khi giảicác bài tập tính toán, giáo viên phải hướng dẫn lại học sinh cách viết công thức hóahọc, cân bằng phương trình, điều đó rất mất thời gian

Các giải pháp đưa ra trong sáng kiến kinh nghiệm là giải pháp thay thế mộtphần giải pháp đã có

III TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP

1 Giải pháp 1: Hướng dẫn học sinh một số phương pháp lập công thức hóa học (CTHH)

CTHH dùng để biểu diễn chất, gồm một kí hiệu hóa học (đơn chất) hay hai, ba… kí hiệu (hợp chất) và chỉ số ở chân mỗi kí hiệu

Như vậy, khi lập CTHH, học sinh cần xác định được 2 yếu tố cơ bản là kí hiệu hóa học của nguyên tố tạo ra chất và chỉ số

a Phương pháp 1: Lập nhanh CTHH của chất khi biết nguyên tố và số nguyên

tử của mỗi nguyên tố.

Đây là dạng bài tập lập CTHH dễ nhất, vì 2 yếu tố cơ bản được xác định một cách dễ dàng thông qua dữ kiện đề bài

- Các bước tiến hành:

+ Bước 1: Viết CTHH cần lập gồm kí hiệu hóa học của các nguyên tố

+ Bước 2: Chuyển số nguyên tử đề bài cho trước các kí hiệu hóa học của nguyên tốthành chỉ số (Vì chỉ số được hiểu là số nguyên tử của mỗi nguyên tố)

Ví dụ : Viết CTHH của các hợp chất sau:

a Canxi oxit, biết trong phân tử có 1 Ca, 1 O

b Axit sunfuric, biết trong phân tử có 2 H, 1 S, 4 O

c Natri sunfit, biết trong phân tử có 2 Na, 1 S, 3 O

Tương tự ta có công thức cần lập ở câu b, c là

b Axit sunfuric: H2SO4

c Natri sunfit: Na2SO3

Bài tập vận dụng:

Viết CTHH của các chất sau:

a Khí clo, biết trong phân tử có 2 Cl

b Natri clorua ( muối ăn), biết trong phân tử có 1 Na, 1 Cl

c Canxi cacbonat ( đá vôi), biết trong phân tử có 1 Ca, 1 C, 3 O

d Nhôm oxit, biết trong phân tử có 2 Al, 3O

Giải:

a Khí clo: Cl2

b Natri clorua ( muối ăn): NaCl

c Canxi cacbonat ( đá vôi): CaCO3

d Nhôm oxit: Al2O3

Hạn chế của phương pháp là học sinh chưa hình dung được cách gom các nguyên

tố thành nhóm nguyên tử, mà chủ yếu áp dụng cho các CTHH đơn giản gồm các nguyên tố độc lập, hoặc có nhóm nguyên tử nhưng chỉ số của nhóm bằng 1

Ví dụ : Viết CTHH của hợp chất sau: Canxi photphat, biết trong phân tử có 3

Lập CTHH của hợp chất theo hóa trị đã được sách giáo khoa đưa vào phần

“II.2 Vận dụng” của Bài 10: Hóa trị ( SGK Hóa học 8, trang 36, 37) với 4 bước

cơ bản:

a b

Bước 1: Viết công thức dạng chung: AxBy

Bước 2: Viết biểu thức quy tắc hóa trị: x a = y b

Bước 3: Chuyển thành tỉ lệ x y  b a b a''

→ x = b hay b’, y = a hay a’ (nếu a’, b’ là những số nguyên đơn giản hơn so với a,b)

Bước 4: Viết CTHH hoàn chỉnh

Ví dụ: Lập CTHH của hợp chất tạo bởi các nguyên tố: Al (III) và O

Giải

III II

- Bước 1: Công thức dạng chung của hợp chất: AlxOy

- Bước 2: Theo quy tắc hóa trị ta có: x III = y II

- Bước 3: x y III II => x = 2, y = 3

- Bước 4: Công thức hoá học: Al2O3

Tuy nhiên, từ 4 bước mà sách giáo khoa đưa ra, ta có thể nhận thấy nhanh một hệ quả được suy ra ở bước 3 Đó là, chỉ số của nguyên tố A chính là hóa trị của nguyên tố B ( x = b) và ngược lại Đo đó ta có thể lập nhanh CTHH của hợp chất khi biết hóa trị Cụ thể như sau:

Lập nhanh các công thức hóa học của các hợp chất tạo bởi các nguyên tố, nhómnguyên tử sau:

a) Fe (II) và O (II) → CTHH: FeO

b) Ca (II) và PO4 (III) → CTHH: Ca3(PO4)2

c) S (VI) và O (II) → CTHH: SO3

d) Al (III) và OH (I) → CTHH: Al(OH)3

Phương pháp này khắc phục được hạn chế của phương pháp 1 là học sinh có thể hình dung được nhóm nguyên tử, cách lập công thức của hợp chất có chứa các nhóm nguyên tử với chỉ số khác 1 Tuy nhiên phương pháp này có hạn chế là chỉ

áp dụng được cho hầu hết các hợp chất vô cơ ( trừ hidro peoxit H2O2, hidrazin N2H4….) nhưng gần như không thể áp dụng cho hợp chất hữu cơ Vì công thức lập được chỉ là công thức đơn giản nhất, không phải là công thức phân tử của hợp chất hữu cơ

c Phương pháp 3: Lập nhanh CTHH của hợp chất khi biết thành phần nguyên

tố, khối lượng mol phân tử

Cách lập CTHH của chất khi biết thành phần (phần trăm) các nguyên tố đã

được SGK Hóa học 8 đưa ra ở Bài 21: Tính theo công thức hóa học, phần 2/

trang 70, 71 với 3 bước có bản:

+ Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất

=> Số mol chính là số nguyên tử (chỉ số) của nguyên tố trong một phân tử

+ Bước 3: Viết CTHH hoàn chỉnh

Ví dụ: Hợp chất B có thành phần % các nguyên tố như sau: 80%C và 20% H.

Xác định công thức hoá học của hợp chất B, biết khối lượng mol của B bằng 30g/mol

Giải

+ Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất

6( ) 1

+ Bước 3: Viết CTHH hoàn chỉnh

Ví dụ: Hợp chất B có thành phần % các nguyên tố như sau: 80%C và 20% H.

Xác định công thức hoá học của hợp chất B, biết khối lượng mol của B bằng 30g/mol

6 100 1.100

Bài 1: Hợp chất A có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau:

82, 35% N và 17,65% H Xác định công thức hoá học của hợp chất A, biết tỉ khốicủa A đối với H2 là 8,5 (ĐS: CTHH: NH3)

Bài 2: Hợp chất X có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau:

43,4% Na, 11,3% C, 45,3% O Xác định công thức hoá học của hợp chất X, biết

khối lượng mol phân tử là 106g/mol (ĐS: CTHH: Na2CO3)

d Phương pháp 4: Lập nhanh CTHH của hợp chất khi biết thành phần nguyên

tố (không biết khối lượng mol phân tử)

Cũng trong dạng bài tập lập công thức hóa học khi biết thành phần nguyên tố,

có những bài tập không cho khối lượng mol phân tử và cũng không cho dữ kiện để

có thể tính được khối lượng mol phân tử Với bài toán dạng này, không thể ápdụng phương pháp SGK đưa ra và cũng không thể áp dụng phương pháp 3 mà phảidùng tỉ lệ tối giản, cụ thể:

Ví dụ 1: Hợp chất X có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như

sau: 80% Cu, 20% O Xác định công thức hoá học của hợp chất X

Ví dụ 2: Hợp chất Y có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như

sau: 40% Cu, 20% S, 40% O Xác định công thức hoá học của hợp chất Y

Bài 1: Hợp chất A có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau:

5,88% H, 94,12% S Xác định công thức hoá học của hợp chất A (ĐS: H2S)

Bài 2: Hợp chất B có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau:

3,06% H, 31,63% P, còn lại là O Xác định công thức hoá học của hợp chất B

(ĐS: H3PO4)

e Phương pháp 5: Lập CTHH của chất dựa theo phương trình hóa học.

Cở sở của phương pháp là dựa trên bài tập tính theo phương trình hóa học Tuy nhiên ở bước 4 thay vì tính khối lượng hoặc thể tích như thông thường thì dạng bài tập này đi tính khối lượng mol M hoặc biện luận tìm mối quan hệ khối lượng mol M và hóa trị, từ đó tìm ra nguyên tố

- Các bước tiến hành:

+ Bước 1: Tính số mol

Ví dụ 1: Cho 7,2g một kim loại hoá trị II phản ứng hoàn toàn với dung dịch

HCl, thu được 0,3 mol H2 ở đktc Xác định tên kim loại đã dùng

Cách làm

- Theo bài ra: n H2 0,3(mol)

- Phương trình hóa học:

A + 2HCl –> ACl2 + H2Br: 0,3 ← 0,3 mol

=> MA = 7, 20,3 = 24(g/mol) Vậy A là kim loại Mg

Ví dụ 2: Dẫn luồng khí H2 dư qua 16 gam một oxit kim loại hóa trị III Sau

phản ứng thu được 11,2 gam kim loại Xác định CTHH của oxit trên

Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn 3,6 g một kim loại bằng dung dịch HCl, sau phản

ứng thu được 3,36 lít một chất khí ở đktc Hãy xác định kim loại

Cách làm:

- Theo đề bài : nH2= 223,36,4 = 0,15 (mol)

- Gọi kim loại cần tìm là R, hoá trị của kim loại là a

- PTHH : 2R + 2aHCl    2RCla + aH2

Vì R là kim loại nên a có thể nhận các giá trị 1, 2, 3 Xét bảng sau :

- Theo bảng trên ta thấy chỉ có kim loại Mg có hoá trị II và nguyên tử khốibằng 24 g là phù hợp.

- Vậy kim loại cần tìm là magie Mg

Các phương pháp đưa ra trong giải pháp 1 góp phần hệ thống lại dạng bài tập lập công thức hóa học theo từng loại dữ kiện đề cho Học sinh ghi nhớ cách làm bài một cách ngắn gọn, đơn giản, hơn hẳn so với các kiến thức được đưa ra trong sách giáo khoa, giúp học sinh nắm kiến thức và làm bài tập rất hiệu quả

2 Giải pháp 2: Hướng dẫn học sinh một số phương pháp lập (cân bằng) nhanh phương trình hóa học( PTHH)

a Phương pháp 1: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp “bội chung nhỏ nhất” (BCNN)

Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau :

Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:

P2O5 + H2O -> H3PO4

+ Bước 3: Cân bằng số nguyên tử P và O, ta thấy số nguyên tử của mỗi nguyên tố

ở hai bên đã bằng nhau, viết lại PTHH hoàn chỉnh

P2O5 + 3H2O → 2H3PO4

Ví dụ 3: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau Fe + O2 t o > Fe3O4

3Fe + 2O2  t0 Fe3O4

Ví dụ 4: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau Al + HCl > AlCl3 + H2

Cách làm:

+ Bước 1: Nguyên tố xuất hiện ít nhất trong sơ đồ phản ứng, chỉ số của nguyên tố

ở hai vế khác 1: không có Tuy nhiên xét công thức hóa hock HCl, chỉ số của H và

Cl bằng nhau nên trong PTHH, số nguyên tử H luôn luôn bằng số nguyên tử Cl + Bước 2: Xét sản phẩm, chỉ số Cl là 3, H là 2 Vậy BCNN là 6 Lấy 6 chia cho 1,

c C2H6O + O2 t o > CO2 + H2O

b Phương pháp 2: Cân bằng phương trình phản ứng bằng phương pháp

+ Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại theo hệ số đã chọn

Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau:

FeS + O2 t o > Fe2O3 + SO2

Cách làm:

+ Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng, nguyên tố O ở một bên của sơ đồluôn luôn là số chẵn (chỉ số là các số chẵn) và một bên là số lẻ ( hệ số là số lẻ)+ Bước 2: Thêm các hệ số chẵn (2) trước công thức hóa học Fe2O3

FeS + O2 t o > 2Fe2O3 + SO2

+ Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại Fe, S, O, có PTHHhoàn chỉnh

Cl2 + FeCl2 t o > 2FeCl3+ Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại Fe, Cl, có PTHH hoàn chỉnh

+ Bước 2: Lập phương trình dựa trên sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố

đó Giải phương trình vừa lập để tìm các hệ số hoặc tỉ lệ các hệ số

+ Bước 3: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng

Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau

Fe2O3 + CO t o > Fe + CO2

Cách làm:

+ Bước 1: Chọn nguyên tố Fe, C Đặt các hệ số a, b lần lượt vào các công thứcFe2O3, CO Dựa vào số nguyên tử Fe và C, ta tìm được hệ số tương ứng cho Fe vàCO2

aFe2O3 + bCO t o > 2aFe + bCO2+ Bước 2: Tìm mối liên liên hệ giữa các ẩn số thông qua việc cân bằng số nguyên

tử của mỗi nguyên tố Cụ thể:

O: 3a + b = 2b → 3a = b → 1

3

a

b  → a = 1, b = 3+ Bước 3: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng

Fe2O3 + 3CO t0

  2Fe + 3CO2

Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau