Sử dụng qui tắc hóa trị giúp học sinh lớp 8 lập phương trình hóa học dạng khó tại trường THCS cù chính lan

Vì vậy nếu các bài tập hoá học được đưa ra đúng lúc, vừa trình độ để học sinh có thể tự lực giải quyết có ý nghĩa rất quan trọng trong giảng dạy bộ môn hóa học Bài tập hoá học còn là

MỤC LỤC

1 Mở

đầu

02 1.1 Lí do chọn đề tài

02 1.2 Mục đích nghiên cứu

03 1.3 Đối tượng nghiên cứu 04

1.4 Phương pháp nghiên cứu 04

2 Nội dung sáng kiến kinh nghiêm ……… 04

2.1 Cơ sở lý luận của vấn đề 04

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến

05 2.3 Các giải pháp và tổ chức thực hiện 06

2.3 Hiệu quả của sáng kiến.……… 15

1 MỞ ĐẦU 1.1 Lí do chọn đề tài.

Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm, gắn liền với thực tiễn lao động,

sản xuất, là môn khoa học ứng dụng và có vai trò quan trọng trong quá trình đi lên của các quốc gia - đặc biệt những nước đang phát triển như nước ta Do đó học sinh cần phải được trang bị những kiến thức có tính hệ thống cơ bản, cần thiết về hoá học, những ứng dụng hoá học để học sinh THCS khi tốt nghiệp ra trường không chỉ có con đường duy nhất là đi học lên cấp cao hơn mà còn có thể đi thẳng vào lao động sản xuất , góp phần đưa đất nước theo kịp sự phát triển như vũ bão hiện nay của khoa học và cùng hoà chung vào xu thế phát triển của thời đại

Dạy và học là quá trình tham gia của thầy và trò, trong đó người thầy giữ vai trò hướng dẫn học sinh học tập tích cực, chủ động và sáng tạo Để thu được kết quả cao đòi hỏi người thầy phải có sự chuẩn bị chu đáo về nội dung, kiến thức cũng như phải lựa chọn phương pháp giảng dạy cho phù hợp để học sinh lĩnh hội tri thức đạt kết quả cao nhất

Bài tập hoá học là phương tiện hiệu nghiệm trong giảng dạy hoá học Thông qua giải bài tập hoá học giúp cho học sinh hình thành, rèn luyện, củng cố kiến thức, kỹ năng về hoá học Bài tập hoá học là phương tiện hữu hiệu để rèn luyện và phát triển tư duy của học sinh Trong quá trình giải bài tập hoá học, học sinh bắt buộc phải thực hiện các thao tác tư duy để tái hiện kiến thức cũ, tìm ra mối liên hệ bản chất giữa các sự vật và hiện tượng, học sinh phải phân tích, tổng hợp, phán đoán, suy luận để tìm ra lời giải Nhờ vậy tư duy của học sinh phát triển và năng lực làm việc độc lập, sáng tạo được nâng cao Bài tập hoá học cũng là một phương tiện nhằm tích cực hoá hoạt động của học sinh trong quá trình dạy - học hoá học Những kiến thức kĩ năng không phải giáo viên rót vào

họ, nhồi cho họ mà thông qua hoạt động tích cực của mình học sinh đã tìm kiếm được Vì vậy nếu các bài tập hoá học được đưa ra đúng lúc, vừa trình độ để học sinh có thể tự lực giải quyết có ý nghĩa rất quan trọng trong giảng dạy bộ môn hóa học

Bài tập hoá học còn là công cụ hữu hiệu để kiểm tra kiến thức kĩ năng của học sinh, nó giúp giáo viên phát hiện được trình độ của học sinh, làm bộc lộ những khó khăn, sai lầm của học sinh trong học tập hoá học.Từ đó giáo viên kịp thời điều chỉnh phương pháp giảng dạy của mình và có biện pháp giúp học sinh vượt qua khó khăn, khắc phục những sai lầm đó

Bài tập hoá học còn giúp học sinh mở mang hiểu biết thực tiễn của mình, giúp giáo dục tư tưởng đạo đức và rèn phong cách làm việc của người lao động mới: Làm việc có kế hoạch, có phân tích tìm phương hướng trước khi làm việc

cụ thể Đặc biệt là phải kể đến các bài tập thực nghiệm, bài tập lập phương trình hoá học… Chúng giúp rèn cho học sinh tác phong cần cù, cẩn thận, tiết kiệm, độc lập, sáng tạo trong công việc

Ở trường THCS, chỉ khi học lên lớp 8 học sinh mới bắt đầu được học bộ môn hóa học, thời gian học không nhiều (2 tiết/tuần), vì vậy học sinh rất hay

quên kiến thức nếu như không có phương pháp dạy học phù hợp, gắn với việc giải bài tập hóa học Như vậy, để có kỹ năng lập phương trình hóa học khó thì trước hết các em phải biết dựa trên qui tắc hóa trị đã được học để phát triển thành một hệ quả Nếu chỉ theo phân phối chương trình và nội dung kiến thức trong sách giáo khoa thì học sinh khó có thể có những kỹ năng và thao tác làm nhanh và chính xác được các phương trình hóa học khó tất cả các dạng phương trình, đặc biệt với những dạng phương trình ít gặp Trong đó có dạng bài Sử dụng quy tắc hóa trị để lập phương trình hóa học khó, các em thường lúng túng khi gặp

Xuất phát từ lý do trên tôi chọn đề tài “Sử dụng quy tắc hóa trị giúp học sinh lớp 8 Trường THCS Cù Chính Lan lập phương trình hóa học dạng khó tại Trường THCS Cù Chính Lan”

PHẦN II – GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 1.2 Mục đích nghiên cứu:

Qua nghiên cứu các phương pháp dạy học tích cực tôi thấy sử dụng quy tắc

hóa trị để lập phương trình hóa học khó, là một phương pháp dạy học thích hợp cho việc giảng dạy kiến thức môn Hóa học, chú trọng đến việc hình thành kiến thức cho học sinh bằng các phương trình hóa học Vai trò của giáo viên rất quan trọng trong việc định hướng, gợi ý, giúp đỡ các em tự khám phá, tự đặt ra các câu hỏi để các em hiểu rõ được câu hỏi và vấn đề cần giải quyết của bài học, từ

đó đề xuất các phương án hợp lí Vì vậy mặc dù chỉ mới bước đầu làm quen với

phương trình hóa học sử dụng quy tắc hóa trị để lập phương trình hóa học khó tôi vẫn mạnh dạn chọn đề tài nghiên cứu để đồng nghiệp tham khảo, góp ý, để

áp dụng phương pháp này, nhằm đáp ứng yêu cầu đổi mới phương pháp dạy học, phát huy tính tích cực chủ động học tập của học sinh giúp các em yêu thích môn học và học tập tiến bộ hơn, tạo cơ sở vững chắc cho các em tiếp tục học tốt môn Hoá học ở các lớp trên

1.3 Đối tượng nghiên cứu.

- Các phương pháp dạy học tích cực

- Phương pháp sử dụng quy tắc hóa trị để lập phương trình khó

- Học sinh khối 8 trường THCS Cù Chính Lan (nơi tôi trực tiếp giảng dạy)

- Sách giáo khoa, chuẩn kiến thức kỹ năng, các chuyên đề hay và khó bồi dưỡng học sinh giỏi

1.4 Phương pháp nghiên cứu.

- Phương pháp nghiên cứu xây dựng cơ sở lý thuyết

- Phương pháp điều tra khảo sát thực tế, thu nhập thông tin

- Phương pháp thống kê, xử lý số liệu

2 NỘI DUNG 2.1 Cơ sở lý luận của vấn đề

Phương pháp dạy học sử dụng quy tắc hóa trị để lập phương trình hóa học khó, được dựa trên quy tắc hóa trị đã học ở chương trình hóa học 8 Từ quy tắc hóa trị ta có thể phát triển thành hệ quả

Nếu các nguyên tố liên kết với nhau hoặc thay thế cho nhau thì tích giữa số mol

và hóa trị của chúng luôn bằng nhau

Mục tiêu của phương pháp giúp học sinh biết cách lập những phương trình khó mà các em còn chưa nắm được Bên cạnh đó bài phản ứng oxi hóa – khử trong chương trình đã giảm tải dẫn đến các em không đươc làm quen với phương pháp cân bằng những phương trình khó, vì vậy những phương trình khó các em không được tiếp cận và làm quen Sử dụng quy tắc hóa trị để lập phương trình hóa học khó, là tạo nên tính tò mò, ham muốn khám phá và say mê khoa học của học sinh Dạy học khoa học dựa trên tìm tòi nghiên cứu là một phương pháp dạy và học khoa học xuất phát từ sự hiểu biết về cách thức học tập của học sinh, bản chất của nghiên cứu khoa học và sự xác định các kiến thức khoa học cũng như kĩ năng mà học sinh cần nắm vững Phương pháp dạy học này dựa trên

sự tin tưởng rằng học sinh thực sự hiểu những gì được học mà không phải đơn giản chỉ là để nhắc lại nội dung kiến thức và thông tin thu được Không phải là một quá trình học tập hời hợt với động cơ học tập dựa trên sự hài lòng từ việc khen thưởng, dạy học khoa học dựa trên tìm tòi nghiên cứu đi sâu với động cơ học tập được xuất phát từ sự hài lòng của học sinh khi đã học và hiểu được một điều gì đó Dạy học khoa học dựa trên tìm tòi nghiên cứu không quan tâm đến lượng thông tin được ghi nhớ trong một thời gian ngắn mà ngược lại là những ý tưởng hay khái niệm dẫn đến sự hiểu biết ngày càng sâu hơn cùng với sự lớn lên

của học sinh.

2.2 Thực trạng của vấn đề trước khi áp dụng sáng kiến

a Thuận lợi :

Phần bài tập áp dụng quy tắc hóa trị để lập những phương trình hóa học khó ở lớp 8 rất đa dạng và trừu tượng Đây là phương tiện, là cơ sở để học sinh tập vận dụng kiến thức hóa học vào học tập, vào thực tế đời sống sản xuất

b, Khó Khăn :

Tuy nhiên ý thức học tập của một bộ phận HS chưa cao, chưa có sự đầu tư thoả đáng cho học tập bộ môn và chưa có phương pháp học tập phù hợp, đặc biệt đối với môn Hóa học là bộ môn khoa học thực nghiệm

Tài liệu sách tham khảo của nhà trường còn hạn chế, phần bài tập SGK, sách tham khảo cho HS lớp 8 còn ít, HS chưa được rèn luyện nhiều, chưa tạo được niềm say mê trong học tập của HS nên kết quả học tập chưa cao

Với tình hình trên, trong quá trình giảng dạy đòi hỏi người giáo viên đóng vai trò chỉ đạo hướng dẫn HS phương pháp tự học, tự rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn, HS chủ động nhận thức kiến thức

Thông qua các bài kiểm tra 15 phút, 45 phút tôi thấy học sinh gặp rất nhiều khó khăn trong việc giải bài tập và nhất là bài tập lập những phương trình hóa học khó

Một trong những vấn đề mà giáo viên khi giảng dạy hoá học đều quan tâm đó là: Làm thế nào để học sinh có kĩ năng lập phương trình hoá học

Thực trạng cho thấy hầu hết học sinh khi đọc một bài tập hoá học phải mất rất nhiếu thời gian để xác định và lập phương

Trong quá trình giảng dạy tôi nhận thấy nhiều em còn lập phương trình rất chậm khi áp dụng phương pháp khác Khi làm bài tập về sử dụng quy tắc hóa trị

để lập phương trình hóa học khó Việc học sinh lập phương trình sẽ nhanh hơn

và từ đó khi gặp những phương trình khó các em không cảm thấy ngại học tạo niềm đam mê và sự hứng thú cho các em trong mỗi tiết học

Kết quả kiểm tra chất lượng đầu năm môn Hóa 8 của năm 2015 - 2016 trước khi chưa thực hiện đề tài tôi thấy kết qủa chưa cao

(0 →3,0)

Yếu:

(3,5 → 4,5)

TB:

(5 → 6,5 )

Khá:

(7 → 8,5 )

Giỏi: (9 → 10 )

Học sinh yếu kém còn rất cao (55.6 %), số học sinh khá, giỏi còn thấp (6.3%)

2.3 Các giải pháp và tổ chức thực hiện.

a Các giải pháp.

Sử dụng quy tắc hóa trị để lập phương trình hóa học khó được thực hiện theo 3 bước cụ thể sau

Bước 1: Cơ sở của phương pháp:

Cơ sở của phương pháp dựa trên quy tắc hóa trị đã được học ở chương trình hóa

học 8 Từ quy tắc hóa trị ta có thể phát triển thành một hệ quả

Bước 2: Phương pháp cân bằng phương trình hóa học theo hóa trị:

Phương pháp này thường áp dụng để cân bằng các phản ứng khó, nếu dùng các phương pháp khác sẽ rất chậm

Bước 3: Bài tập vận dụng:

Từ kiến thức được hình thành và những quan niệm ban đầu sai lệch, sau quá trình tìm tòi - nghiên cứu, chính học sinh tự phát hiện ra mình sai hay đúng thay đổi một cách chủ động Những thay đổi này sẽ giúp học sinh ghi nhớ lâu hơn, khắc sâu kiến thức và từ đó vân dụng làm các bài tập đạt hiệu quả cao hơn

b Tổ chức thực hiện

I Cơ sở của phương pháp:

Cơ sở của phương pháp dựa trên quy tắc hóa trị đã được học ở chương trình hóa

học 8 Từ quy tắc hóa trị ta có thể phát triển thành một hệ quả

Nếu các nguyên tố liên kết với nhau hoặc thay thế cho nhau thì tích giữa số mol

và hóa trị của chúng luôn bằng nhau

Hệ quả của quy tắc hóa trị:

Nếu A liên kết (hoặc thế, hoặc trao đổi ) với B thì luôn có

nA.htA= nB.htB

* Nhận xét

- Tỷ lệ số mol bằng nghịch đảo tỷ lệ hóa trị

- Vì tỷ lệ số mol chính là tỷ lệ hệ số (hoặc chỉ số ) trong phương trình hóa học nên ta có thể đổi chéo hóa trị của các nguyên tố và nhóm nguyên tử để làm hệ số trong các phương trình phản ứng hóa học

II Phương pháp cân bằng phương trình hóa học theo hóa trị.

1 Phản ứng của kim loại M (hóa trị n) với chất khác sinh ra khí H 2

a, Tổng quát :

Sơ đồ: M + chất X (nước, axit, kiềm ) → hợp chất của M + H2

Bản chất: Kim loại M (hóa trị n) đẩy H2 (hóa trị II) khỏi hợp chất

 tỷ lệ hệ số  

n H

M 2

2 hệ số: 2M → nH2

b, Các bước:

- Bước 1: Nhẩm tỷ lệ hóa trị (tối giản) của kim loại M và H2

- Bước 2: Đổi chéo hóa trị M (n) và H2 (II) để làm hệ số

- Bước 3: Từ các hệ số kim loại M và H2, thực hiện bảo toàn nguyên tố để cân bằng các nguyên tố khác

c, Một số ví dụ minh họa:

Ví dụ: Lập phương trình hóa học.

Al + HCl AlCl3 + H2

Hướng dẫn:

Bắt đầu từ Al (III) và H2 (II)  hệ số: 2Al; 3H2

Thực hiện bảo toàn số nguyên tử theo thứ tự (Al, H)

Bảo toàn số nguyên tử nhôm: 2Al 2AlCl3

Bảo toàn số nguyên tử hidro: 6HCl 3H2

Phương trình hóa học: 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2

Ví dụ 2: Lập phương trình hóa học.

Al + Ba(OH)2 + H2O Ba(AlO2)2 + H2

Hướng dẫn

Bắt đầu từ Al (III) và H2 (II) hệ số: 2Al; 3H2

2Al + Ba(OH)2 + H2O Ba(AlO2)2 +3 H2

Đến đây ta thấy số nguyên tử Al, Ba đã được bảo toàn

Bảo toàn số nguyên tử H ta được hệ số 2

2

2 2 3

2O  

H

Phương trình hóa học: 2Al + Ba(OH)2 + 2H2O Ba(AlO2)2 +3 H2

Ví dụ 3: Lập phương trình hóa học.

Na + H2O NaOH + H2

Hướng dẫn

Đổi chéo hóa trị của Na (I); H2 (II) làm hệ số, ta được

2Na + H2O NaOH + H2

Bảo toàn Na: Từ 2Na  2NaOH

Bảo toàn H: Từ vế phía có 2NaOH + H2 (Tổng số nguyên tử H là 4)

 hệ số H2O = 4 : 2 = 2

Phương trình hóa học: 2Na + 2H2O 2NaOH + H2

2 Phản ứng của kim loại M (hóa trị n) với axit HNO 3 hoặc H 2 SO 4 đặc.

a,Tổng quát

* Với HNO3:

NO  H O sp M

HNO

5

3

0

khử X 



0

; 2

; 2 4

3 2 1 4 3 4 2

1

;

N O N O N

O N H NO NH O N

* Với H2SO4 đặc:

SO  H O sp M

SO

H

6

4

2

0

khử X   



0

; 2 4

2 2

S O S

S H

Bản chất phản ứng và một số quy ước :

* Bản chất phản ứng : kim loại M (hóa trị n) trao đổi hóa trị với nguyên tố phi kim N, S trong các sản phẩm SO2 ,S ,H2S ( đối với H2SO4 đặc ) và NO2 , NO ,

N2O , NH4NO3 , N2 ( đối với HNO3) Số đơn vị hóa trị Tăng lên của kim loại M phải bằng số đơn vị hóa trị giảm xuống của các nguyên tố N, S trong sản phẩm (X)

* Quy ước :

- Hóa trị của các nguyến tố trong đơn chất bằng 0

- Độ giảm hóa trị, hoặc độ tăng hóa trị của một nguyên tố được ký hiệu ht

Công thức tính : ht  ( hóa trị lớn – hóa trị bé )  chỉ số nguyên tố

( tính theo chỉ số lớn nhhọc từng chất để Bảng minh họa cách tính ht :

Chuyển hóa Độ tăng hóa trị KL Độ tăng hóa trị N, S

 33

0

NO Fe

ht  (3 - 0)  3

 43

2

0

SO Fe

ht  (3 - 0)  2  6

2 3

II V

NO

II V

NO

I V

O N

3 4

0 2

2 4

2

IV VI

O S SO

0 4

2SO S

II VI

S H SO

- - Trong NH4NO3 thì hóa trị trung bình của một nguyên tử N bằng 1

- Trong hợp chất 2 nguyên tố gồm phi kim vơi liên kết với hidro (hoặc kim loại) thì điện hóa trị của nguyên tố phi kim có giá trị âm (sẽ học kỹ ở cấp THPT)

- Trong các hợp chất vô cơ có oxi thì ‘‘tổng hóa trị của các nguyên tử oxi bằng

tổng hóa trị của các nguyên tử của các nguyên tố’’ – các em có thể hiểu vui

‘’oxi chấp hết’’

;

4 1

.

2

O

S

3 4 : 2 1

3 2 4 3

4NO  H N O  x II I 

b, Các bước thực hiện.

Bước 1: Xác định ht của các kim loại M và ht của N, S trong phản ứng

Bước 2: Viết đenta hóa trị (ht) dưới chất chứa nguyên tố tăng (giảm) hóa trị

(nhớ đặt đenta hóa trị dưới chất có chỉ số nguyên tố lớn hơn)

Bước 3: Trao đổi chéo ht làm hệ số (nhớ rút gọn)

Bước 4: Thêm hệ số thích hợp vào các chỗ còn trống để bảo đảm toàn các nguên tố theo thứ tự kim loại → phi kim (N,S) →H→O

Lưu ý : Thường nguyên tố oxi sẽ tự cân bằng nếu ta cân bằng đúng các nguyên

tố khác Vì vậy đối với nguyên tố oxi ta chỉ nên kiểm tra trên máy tính bằng cách lấy tổng số nguyên tử oxi vế trái trừ cho tổng số nguyên tử oxi vế phải, nếu kết quả bằng 0 thì ta đã cân bằng đúng.

c, Một số ví dụ minh họa :

Ví dụ 1: Lập phương trình hóa học của kim loại tác dụng với NHO3

a) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O + NO

b) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O + NO2

c) Al + HNO3 → Al(NO3)3 + H2O + N2

d) Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O + NH4NO3

e) Al + HNO3 → Al(NO3)3 + H2O + N2O

Hướng dẫn

a) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O + NO

∆1 = 2 ∆2 = 3 (xem cách tính ở bảng)

Đổi chéo đenta hóa trị làm hệ số, ta được

Cu + HNO3 → 3Cu(NO3)2 + H2O + 2NO

Bảo toàn Cu → hệ số: 3Cu ; bảo toàn N → hệ số : 8HNO3

Bảo toàn H → hệ số : 3H2O

Phương trình hóa học : 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 4H2O + 2NO

b) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O + NO2

∆1 = 2 ∆2 = 1 Đổi chéo đenta hóa trị làm hệ số, ta được

Cu + HNO3 → 1Cu(NO3)2 + H2O + 2NO2

Bảo toàn Cu → hệ số: 1Cu ; bảo toàn N → hệ số : 4HNO3

Bảo toàn H → hệ số : 2H2O

Phương trình hóa học : Cu + 4HNO3 → Cu(NO3)2 + 2H2O + 2NO2

c) Al + HNO3 → Al(NO3)3 + H2O + N2

∆1 = 3 ∆2 = 10 Đổi chéo đenta hóa trị làm hệ số, ta được

Al + HNO3 → 10Al(NO3)3 + H2O + 3N2

Bảo toàn Al → hệ số: 10Al ; bảo toàn N → hệ số : 36HNO3

Bảo toàn H → hệ số : 18H2O

Phương trình hóa học : 10Al + 36HNO3 → 10Al(NO3)3 + 18H2O + 3N2

d) Mg + HNO3 → Mg(NO3)2 + H2O + NH4NO3

∆1 = 2 → 1 ∆2 = 8 → 4 Rút gọn đenta và đổi chéo làm hệ số, ta được

Mg + HNO3 → 4Mg(NO3)2 + H2O + 1NH4NO3

Bảo toàn Mg → hệ số: 4Mg ; bảo toàn N → hệ số : 10HNO3

Bảo toàn H → hệ số : 3H2O

Phương trình hóa học : 4Mg + 10HNO3 → 4Mg(NO3)2 + 3H2O + NH4NO3

Ví dụ 2 : lập phương trình hóa học :

a) Cu + H2SO4 đặc → CuSO4 + H2O + SO2