Phân dạng và phương pháp giải bài tập hóa học bằng đồ thị

MỤC LỤC MỤC LỤC MỞ ĐẦU …………………………………………………………… 1.1 Lí chọn đề tài ………………………………………………… 1.2 Mục đích nghiên cứu ……………………………………………… 1.3 Đối tượng nghiên cứu …………………………………………… 1.4 Phương pháp nghiên cứu …………………………………… … NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ……………………… 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm ………………………… 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm … 2.3.Giải pháp thực 2.3.1 Cơ sở lý thuyết 2.3.2 Các dạng tập Dạng 1: Cho từ từ XO2 tác dụng với dung dịch M(OH)2 Dạng 2: Cho từ từ XO2 tác dụng với dung dịch ROH M(OH)2 Dạng 3: Cho từ từ OH- tác dụng với dung dịch muối Al3+ Dạng 4: Cho từ từ OH- tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm H+, Al3+ Dạng 5: Cho từ từ OH- tác dụng với dung dịch muối Zn2+ Dạng 6: OH- tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm H+, Zn2+ Dạng 7: H+ tác dụng với dd muối AlO2Dạng 8: H+ tác dụng với dd hỗn hợp gồm OH-, AlO2Dạng 9: H+ tác dụng với dd muối ZnO22Dạng10 : H+ tác dụng với dd hỗn hợp gồm OH-, ZnO22Dạng 11: Cho từ từ H+ vào dd hỗn hợp CO32-, HCO3Dạng 12: Cho từ từ H+ vào dd hỗn hợp OH- , CO32 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm ……………………………… KẾT KUẬN, KIẾN NGHỊ ………………………………………… MỞ ĐẦU Trang 2 3 3 4 6 10 12 13 14 15 16 17 18 18 23 24 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Trong học tập mơn hóa học việc giải tập hóa hoc có ý nghĩa quan trọng Giúp học sinh nhớ kiến thức học, củng cố, đào sâu mở rộng kiến thức cách sinh động, phong phú, hấp dẫn Rèn luyện kỹ hố học tính tốn theo cơng thức hố học PTHH… , rèn kỹ thực hành, góp phần vào việc giáo dục kỹ thuật tổng hợp cho học sinh Thơng qua giải tập hóa học rèn luyện tính kiên nhẫn, tính tích cực, trí thơng minh sáng tạo, làm tăng hứng thú học tập cho học sinh Trong năm gần (từ năm 2014) đề thi tuyển sinh đại học, cao đẳng (nay đề thi THPT quốc gia) thường có câu hỏi sử dụng hình ảnh, thí nghiệm, tập hóa học dạng đồ thị Khi gặp dạng tập thấy học sinh lúng túng “ sợ ” em thực hành, chưa rèn luyện nhiều Đặc biệt tập hoá học mô tả đồ thị dạng tập mới, lạ học sinh lớp em chưa làm quen nên học sinh thường cảm giác khó hay bỏ qua Bài tập hóa học đồ thị khơng phải phương pháp giải xa lạ với nhiều giáo viên việc sử dụng để giải tập hóa học chưa nhiều số lượng tài liệu tham khảo chuyên viết đồ thị hạn chế chưa đầy đủ Hơn nằm xu hướng tích hợp mơn thi, sử dụng đồ thị hóa học dạng tập khó thiếu kỳ thi THPT quốc gia Với lý chọn đề tài: “ PHÂN DẠNG VÀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI CÁC BÀI TẬP HÓA HỌC CÓ ĐỒ THỊ” nhằm giúp em học sinh hiểu rõ chất, tự tin làm dạng tập Hy vọng đề tài tài liệu tham khảo hữu ích cho em học sinh đồng nghiệp 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Tuyển chọn, xây dựng, phân dạng tập trắc nghiệm khách quan sử dụng đồ thị phương pháp giải để học sinh hiểu rõ chất, từ có phương pháp làm tập nhanh hiệu 1.3 ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU - Các tập hóa học sử dụng đồ thị chương trình hóa học phổ thơng - Phương pháp giải dạng tập hóa học sử dụng đồ thị 1.4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu sở lý luận giảng dạy tốn hóa học nhà trường - Nghiên cứu tài liệu, Internet, sách giáo khoa, tham khảo, đề thi: HSG, ĐH, - Phương pháp thực nghiệm, thống kê xử lý số liệu 1.5 NHỮNG ĐIỂM MỚI CỦA SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Hệ thống tập sử dụng đồ thị phân theo dạng NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Cơ sở lý luận đề tài Trong thời gian qua Bộ giáo dục đào tạo liên tục đổi hình thức kiểm tra đánh giá để phát triển toàn diện học sinh Từ hình thức thi tự luận sanh hình thức thi trắc nghiệm Từ thời gian làm dài sang ngắn mà số lượng câu hỏi tập nhiều buộc người học phải học thực phải có tư nhanh nhạy, thơng minh sáng tạo đạt kết cao Để dạy học học sinh thích ứng với hình thức thi người giáo viên phải ln “ vận động” tìm tịi phương pháp giải nhanh, xây dựng hệ thống tập phân dạng tập để học sinh dễ tiếp thu vận dụng giải nhanh tập 2 Thực trạng đề tài Các tập hóa học đồ thị có nhiều tài liệu viết chưa hệ thống thành dạng, chưa đưa phương pháp chung để giải Trong năm gần tập hóa học đồ thị thường xuất đề thi đại học, cao đẳng thi THPT quốc qia học sinh thường gặp khó khăn giải chúng Hơn thời gian yêu cầu cho tập kì thi quốc gia ngắn Vì người giáo viên phải tìm phương pháp để giải nhanh dạng tập Khó khăn lớn dạy cho học sinh dạng tập phải làm cho học sinh hiểu chất đồ thị, chất q trình hóa học biểu diễn đồ thị Ngồi cịn phải kết hợp số kiên thức tốn học tính chất tam giác đồng dạng, tam giác vuông, cân…để giải dạng tập Vì việc sưu tầm, phân dạng dạng tập dạng phương pháp giải chúng quan trọng cần thiết Giải pháp thực Tôi sưu tầm tập dạng đề thi đại học – cao đẳng đề thi thử trường THPT giải, sau phân dạng phương pháp giải dạng Tơi áp dụng vào thực hành giảng dạy cho học sinh dạy ôn thi đại học - cao đẳng, nhận thấy em tiếp thu tốt giải nhanh tập tương tự Trong giới hạn đề tài phân thành dạng tập sau: - Dạng 1: XO2 tác dụng với dd M(OH)2 - Dạng 2: XO2 tác dụng với dung dịch gồm MOH& M(OH)2 - Dạng 3: OH- tác dụng với dung dịch muối Al3+ - Dạng 4: OH- tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm H+, Al3+ - Dạng 5: OH- tác dụng với dung dịch muối Zn2+ - Dạng 6: OH- tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm H+, Zn2+ - Dạng 7: H+ tác dụng với dd muối AlO2- Dạng 8: H+ tác dụng với dd hỗn hợp gồm OH-, AlO2- Dạng 9: H+ tác dụng với dd muối ZnO22- Dạng10 : H+ tác dụng với dd hỗn hợp gồm OH-, ZnO22- Dạng 11: Cho từ từ H+ vào dd hỗn hợp CO32-, HCO3- Dạng 12: Cho từ từ H+ vào dd hỗn hợp OH- , CO322.3.1 Cơ sở lý thuyết - Bài tập hóa học đồ thị toán mà người ta dựa vào phương trình hóa học, biểu diễn biến thiên mối liên hệ phụ thuộc lẫn đại lượng đồ thị Sau ta dùng tính chất tốn học kết hợp cơng thức giải nhanh,…để tìm đại lượng đề yêu cầu - Phương pháp giải chung: + Xác định hình dáng đồ thị + Xác định tọa độ điểm quan trọng (thường điểm xuất phát, điểm cực đại, cực tiểu) + Xác định điểm cho đồ thị + Từ điểm cho đồ thị sử dụng cơng tứ tính nhanh, tính chất toán học giả thuyết cho đề trả lời yêu cầu toán - Để giải toán dạng cần: + Nắm vững lý thuyết, phương pháp giải, công thức giải tốn, cơng thức tính nhanh + Biết cách phân tích, đọc hiểu đồ thị + Biết quan hệ đại lượng: đồng biến, nghịch biến, không đổi + Biết tỷ lệ đại lượng đồ thị: Tỷ lệ số mol kết tủa (hoặc khí) số mol chất thêm vào (OH-, H+ .) Tính chất tam giác vng cân, tam giác đồng dạng… + Hiểu thứ tự phản ứng xảy đồ thị Ví dụ: Khi sục từ từ khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 kết thí nghiệm biểu nCaCO3 diễn sau: - HS phải biết sục CO2 vào dd Ca(OH)2 xảy phản ứng: 0,05 CO2 + Ca(OH)2 → CaCO3 + H2O (1) ứng với đồ thị lên a 0,1 b CO2 + CaCO3 + H2O → Ca(HCO3)2 (2) ứng với đồ thị xuống => Đồ thị có dạng hình tam giác vng cân - HS Phải biết đọc đồ thị: + Khi nCO2 = 0,1 mol kết tủa cực đại số mol kết tủa cực đại 0,1 mol + Khi nCO2 = a mol kết tủa thu chưa tan 0,05 mol nCO2 = b mol kết tủa tan thu 0,5 mol - HS phải biết sử dụng cơng thức tính nhanh dùng tính chất hình học để tìm a, b Sau vào dạng cụ thể 2.3.2 Các dạng tập Dạng 1: Cho từ từ XO2 vào dung dịch M(OH)2 Bài tập tổng quát: Cho từ từ khí CO2 vào dung dịch chứa amol Ba(OH)2 đến dư sau phản ứng thu b mol kết tủa ( < b < a) Tính số mol CO2 Phương pháp - Hướng dẫn học sinh vẽ đồ thị: Khi sục CO2 vào dd Ca(OH)2 xảy pư: CO2 + Ba(OH)2 → BaCO3↓ + H2O ( Đoạn (I) đồ thị đồng biến- nửa trái) Khi CO2 dư: BaCO3 + CO2 + H2O → Ba(HCO3)2 (đoạn (II), đồ thị nghịch biến- nửa phải) n BaCO3 Lưu ý: + Hình dáng đồ thị: Tam giác vuông câna a (II) (I)(I) + Tọa độ điểm quan trọng: b Điểm xuất phát: (0,0) ; Điểm cực đại: (a, a) ) 450 kết tủa cực đại a mol; Điểm cực tiểu: (2a, 0) x - Thiết lập cơng thức tính nhanh a x2 2a Dùng tính chất tam giác vuông cân ta dễ dàng xác định x1 = b = n↓ ; x2 = 2a-b = 2nBa(OH)2 - n↓ Như số mol chất: Nửa trái: nCO = n↓ ; Nửa phải: nCO = 2n Ba (OH ) − n↓ 2 Khi làm tập dạng ta dùng tính chất hình học áp dụng cơng thức kết hợp hai Các ví dụ Ví dụ 1: Sục từ từ CO2 vào dung dịch Ba(OH)2 Kết thí nghiệm biểu diễn nBaCO3 đồ thị sau (Số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x : A 1,8(mol) C 2,0(mol) B 2,2(mol) D 2,5(mol) a 0,5a a (I) 1,5 x HD: Cách 1: Dùng tính chất hình học Tam giác to tam giác vng cân có cạnh đáy x= 2a Hai tam giác vng cân hai cạnh góc vng a, góc 45o Tam giác vng cân nhỏ đồng dạng, cạnh góc vng bằng: 0,5a => x- 0,5a = 1,5  2a-0,5a = 1,5 => a=1 Vậy x= 2a = => đáp án C Cách 2: Dùng cơng thức tính nhanh - Điểm số mol CO2 = 1,5 nằm bên phải đồ thị nên ta áp dụng công thức: nCO2 = 2n Ba ( OH ) − n↓  1,5 = 2a-0,5a  a= Vậy x= Ví dụ 2: Sục từ từ khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 phản ứng kết thúc Kết thí nghiệm thể đồ thị sau: Giá trị x là: A 0,2 B 0,3 C 0,4 D 0,5 n↓ 0.9 x HD: Cách 1: Dùng tính chất hình học 1,5 Kéo dài nhánh đồ thị cắt trục hoành, ta dạng ban đầu n↓  x = 1,8 - 1,5 = 0,3 => Đáp án B Cách 2: Dùng công thức giải nhanh 0.9 Nửa phải đồ thị áp dụng công thức: x nCO2 = 2nCa ( OH ) − n↓  1,5 = 0,9 -x => x= 0,3 0,3 )450 0,9 1,5 1,8 Dạng 2: XO2 tác dụng với dung dịch gồm ROH& M(OH)2 Bài toán tổng quát: Cho từ từ đến dư khí CO2 tác dụng với dd hỗn hợp gồm a mol Ca(OH)2 b mol NaOH Sau phản ứng thu c mol kết tủa ( 0 a = 0,8 => Đáp án C Ví dụ 2: Sục CO2 vào dung dịch hỗn nCaCO3 hợp gồm Ca(OH)2 KOH ta quan sát A tượng theo đồ thị hình bên (số liệu tính theo đơn vị mol) Giá trị x A 0,12 mol x B 0,11 mol 0,15 E B D C 0,45 nCO2 0,5 C 0,13 mol D 0,10 mol HD: Từ đồ thị suy ra: AD = 0,15; AE = CD = BE = 0,5 – 0,45 = 0,05 ⇒ x = DE = AD – AE = 0,15 – 0,05 = 0,1 mol Dạng 3: Dung dịch OH- tác dụng với muối Al3+ Bài tập tổng quát : Cho từ từ dug dịch NaOH vào dung dịch chứa amol AlCl3 Sau phản ứng thu b mol kết tủa(0 nOH − 3+ − = x= 0,8 – 0,2 = mol => ĐA: C Ví dụ 2: Khi nhỏ từ từ dung dịch NaOH đến dư vào dd AlCl3, kết thí nghiệm nAl(OH)3 biểu diễn theo đồ thị sau 0,24 Giá trị x ? A 0,82 B 0,80 C 0,78 D 0,84 0,42 nNaOH x HD: Số mol kết tủa cực đại = số mol AlCl3 => số mol AlCl3 = 0,24 mol 0,42 = 0,14 Nửa trái đồ thị: nOH = 3n↓ => n↓ = − Nửa phải đồ thị : nOH = 4n Al − n↓ => x= 0,24 – 0,14 = 0,82 => Đáp án A − 3+ Dạng 4: Dung dịch OH- tác dụng với dung dịch hỗn hợp gồm H+, Al3+ Bài toán tổng quát : Cho từ từ dug dịch NaOH vào dung dịch chứa amol HCl b mol AlCl3 Sau phản ứng thu c mol kết tủa(0 Đáp án A Dạng 11: Cho từ từ H+ vào dung dịch hỗn hợp CO32-, HCO3- 17 Bài toán tổng quát: Nhỏ từ từ dung dịch axit (H +) vào dd hỗn hợp gồm a mol CO32− b mol HCO3− Sau phản ứng thu c mol CO2 (0 Đáp án A Dạng 12: Cho từ từ H+ vào dung dịch hỗn hợp OH- , CO32-, Bài toán tổng quát: Nhỏ từ từ dung dịch axit (H +) vào dd hỗn hợp gồm a mol CO32− b mol OH− Sau phản ứng thu c mol CO2 (0