Rèn luyện một số kỹ năng giải bài toán độ tan và tinh thể hi đrat hóa để nâng cao chất lượng đội tuyển HS giỏi ở trường THCS thị trấn

A MỞ ĐẦU I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Dạy học Hóa học trường THCS đổi tích cực nhằm góp phần thực thắng lợi mục tiêu giáo dục cấp THCS Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức vận dụng kỹ năng, nhà trường cịn phải trọng đến cơng 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 phòng giáo dục đặc biệt quan tâm, nhà trường bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ Giáo viên phân cơng 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 huyện đạt cấp tỉnh cao Tuy nhiên thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi cịn nhiều khó khăn cho thầy trị, số năm gần Là giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi, tơi có dịp 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 độ tan, tinh thể Hiđrat hóa, loại tập có liên quan đến nhiều kiến thức, giúp học sinh phát triển tư logic, trí thơng minh, óc tổng hợp loại tập bản, phổ biến chương trình đưa vào nội dung thi tuyển sinh, thi học sinh giỏi cấp Từ khó khăn vướng mắc tơi tìm tịi nghiên cứu tìm nguyên nhân việc chưa vững kỹ năng; thiếu khả tư hóa học,… học sinh tìm cách để giúp học sinh giải tốt toán vấn đề Qua thực tiễn tìm hiểu, tham khảo tư liệu giảng dạy hố học, tơi xây dựng áp dụng chun đề: “Bài tốn độ tan tinh thể hidrat hóa” nhằm giúp em học sinh có kinh nghiệm giải tốn hố học, tạo cho em có cách giải mới, nhanh gọn, dễ hiểu Từ em có hứng thú, say mê học tập mơn hố học Với lý tơi tìm tịi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài: “Rèn luyện số kỹ giải toán độ tan tinh thể hiđrat hóa để nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi trường THCS thị trấn Hà Trung” nhằm giúp em HS giỏi có kỹ việc giải tốn dung dịch nói chung tốn độ tan, tinh thể hiđrat hóa nói riêng II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Nghiên cứu kinh nghiệm bồi dưỡng kỹ hóa học cho học sinh giỏi lớp cấp huyện học sinh giỏi lớp dự thi tỉnh Nêu phương pháp giải toán độ tan tinh thể hi đrat hóa theo dạng nhằm giúp học sinh giỏi dễ nhận dạng giải nhanh tập hoá học liên quan đến đại lượng tổng quát III ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Đề tài nghiên cứu phương pháp bồi dưỡng kỹ giải tốn độ tan tinh thể hi đrat hóa từ dạng đến nâng cao Nhiệm vụ nghiên cứu: đề tài nhằm giải số vấn đề sau đây: - Những vấn đề lý luận phương pháp giải toán độ tan tinh thể hi đrat hóa; cách phân dạng nguyên tắc áp dụng cho dạng - Thực trạng trình độ điều kiện học tập học sinh - 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 huyện Hà Trung IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp chủ yếu Căn vào mục đích nhiệm vụ nghiên cứu, sử dụng số phương pháp sau: 1.1 Phương pháp phân tích tổng kết kinh nghiệm Từ thực tiễn ôn đội tuyển HSG nhiều nhăm, ghi chép lại ưu điểm, nhược điểm cách thức bồi dưỡng cho học sinh phương pháp giải toán độ tan tinh thể hiđrat hóa để đúc rút thành cẩm nang cho riêng q trình ơn tập 1.2 Phương pháp thực nghiệm khoa học Để đưa kinh nghiệm thân phương pháp giải toán độ tan tinh thể hiđrat hóa áp dụng cho đối tượng học sinh giỏi để đánh giá, rút kinh nghiệm thời gian 1.3 Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết Nghiên cứu nhiều tài liệu tham khảo có liên quan đến phương pháp giải tốn độ tan tinh thể hiđrat hóa tốn dung dịch, lý luận phân tích giúp tơi tìm hiểu sâu sắc vấn đề Qua tổng hợp để tạo phương pháp giải dạng toán cách khoa học, hiệu cho học sinh 1.4 Phương pháp phân loại hệ thống hóa lý thuyết Sau phân tích tổng hợp lý thuyết dùng phương pháp phân loại, hệ thống nhằm khái quát lên thành loại, dạng tập theo chuyên đề phương pháp giải toán độ tan tinh thể hiđrat hóa để hướng dẫn học sinh học 2 Các phương pháp hỗ trợ 2.1 Phương pháp điều tra Bản thân tiến hành khảo sát việc thực giải toán độ tan tinh thể hi đrat hóa hệ học sinh để tìm hiểu thông tin.chủ yếu tập trung nội dung xoay quanh việc dạy học phương pháp giải toán độ tan tinh thể hiđrat hóa; điều tra tình cảm thái độ HS việc tiếp xúc với tập độ tan tinh thể hi đrat hóa 2.2 Phương pháp chuyên gia Để kiểm tra lại hướng giải vấn đề phương pháp giải tốn độ tan tinh thể hiđrat hóa, tơi trao đổi với tổ chuyên môn nhà trường đồng nghiệp môn trường địa bàn huyện để nghe ý kiến góp ý tìm giải pháp tối ưu B NỘI DUNG I CƠ SỞ LÝ LUẬN Dạy học hoá học trường đổi tích cực nhằm góp phần thực thắng lợi mục tiêu trường THCS Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức vận dụng kĩ năng, nhà trường cịn phải trọng đến cơng tác phát bồi dưỡng học sinh giỏi cấp Đây nhiệm vụ quan trọng việc phát triển giáo dục địa phương, đặc biệt trường THCS huyện Hà Trung Trong hệ thống tập hoá học, loại toán độ tan tinh thể hiđrat hóa phong phú đa dạng Có thể chia tập độ tan tinh thể hiđrat hóa thành hai loại bản: - Loại 1: Bài toán độ tan (Loại thường đơn giản hơn) - Loại 2: Bài toán tinh thể hiđrat hóa Tơi nghĩ, giáo viên làm cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi đạt mục đích khơng chọn lọc, nhóm tập độ tan tinh thể hiđrát hóa theo dạng, nêu đặc điểm dạng xây dựng hướng giải cho dạng Đây khâu có ý nghĩa định cơng 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 tiềm lực trí tuệ cho học sinh ( thông qua BT tương tự mẫu BT vượt mẫu ) Trong phạm vi đề tài này, tơi xin mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi dưỡng số dạng tập độ tan tinh thể hiđrát hóa Nội dung đề tài xếp theo dạng Từ hai dạng tùy theo liệu đề ta lại chia thành dạng cụ thể, dạng có nêu nguyên tắc áp dụng ví dụ minh hoạ II THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN Thực trạng chung Khi chuẩn bị thực đề tài, lực giải tốn độ tan tinh thể hiđrat hóa học sinh yếu Thứ nhất: Bài tập dạng rơi vào cuối năm học lớp nên phần lớn em lơ Thứ hai: Dạng tập hầu hết giáo viên không tập trung ôn tập nhiều cho HS, nên học sinh cảm thấy lạ lẫm Thứ ba: Đa số học sinh cho loại khó, em tỏ mệt mỏi phải làm tập loại này, đa số học sinh cho loại khó, em tỏ mệt mỏi phải làm tập loại Vì họ thụ động buổi học bồi dưỡng khơng có 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 cịn khó khăn khơng biết tìm mua sách hay Chuẩn bị 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 định mục tiêu, chọn lọc nhóm tốn theo dạng, xây dựng nguyên tắc áp dụng cho dạng, biên soạn tập mẫu tập vận dụng nâng cao Ngồi phải dự đốn tình xảy bồi dưỡng chủ đề c) Chuẩn bị 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 CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN Khi thực đề tài vào giảng dạy, trước hết tơi giới thiệu nội dung lí thuyết cơng thức tính tốn cần vận dụng giải loại tập Loại BÀI TOÁN VỀ ĐỘ TAN Định nghĩa độ tan Độ tan chất số gam chất tan 100 gam nước để tạo thành dung dịch bão hịa nhiệt độ Cơng thức tính S = Trong đó: mct mH ×100 2O S: Độ tan (g) mct: khối lượng chất tan (g) mH2O: khối lượng nước (g) Mối quan hệ độ tan nồng độ phần trăm * Các công thức mct S = ×100 a.Theo định nghĩa : mH O (gam/100g H2O) – dung môi xét H2O b Mối quan hệ S C%: S = hay C% = C% ×100 (C% nồng độ % dung dịch bão hịa) 100 − C% S ×100% (C% nồng độ % dung dịch bão hòa) 100 + S 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 tơi hoán đổi thứ tự bước Sau số dạng tập độ tan, dạng toán em cần nắm vững kiến thức cơng thức tính tốn, xác định đại lượng áp dụng công thức Dạng 1: Bài tốn có liên quan đến độ tan (Dạng tập đơn giản) Ví dụ 1: Ở 20oC, hịa tan 80 gam KNO3 vào 190 g nước thi dung dịch bão hòa Vậy độ tan KNO3 20oC bao nhiêu? Giải Độ tan KNO3 là: S = mct ×100 = 80 = 42,1( g ) mH O 190 Ví dụ 2: Độ tan muối CuSO4 25oC 40 gam Tính số gam CuSO4 có 280 gam dung dịch CuSO4 bão hịa nhiệt độ trên? Giải Cách 1: Ở 25oC : 100g H2O hòa tan 40 gam CuSO4 để tạo thành 140 gam dung dịch CuSO4 bão hòa Vậy x = ? (g) CuSO4 để tạo thành 280g dung dịch CuSO4 bão hịa  x= 40 × 280 = 80( g ) 140 Cách 2: Nồng độ dung dịch muối CuSO4 là: C% = 40 × 100 = 28,57% 40 + 100 Khối lượng CuSO4 có 280 gam dung dịch CuSO4 là: mct = mdd C% 28,57 = 280 = 80 (g) 100 100 Dạng 2: Bài toán liên quan độ tan chất nồng độ phần trăm dung dịch bão hồ chất Ví dụ 1: Độ tan muối KCl 100 oC 40 gam Nồng độ % dung dịch KCl bão hòa nhiệt độ bao nhiêu? Giải Nồng độ % dung dịch KCl nhiệt độ 100oC là: C% = 40 × 100 = 28,57% 40 + 100 Dạng 3: Bài tốn tính lượng tinh thể ngậm nước cần cho thêm vào dung dịch cho sẵn * Đặc điểm - Tinh thể cần lấy dung dịch cho sẵn có chứa loại chất tan Chú ý: Sử dụng định luật bảo toàn khối lượng: mdd tạo thành = mtinh thể + mdd ban đầu m chất tan dd tạo thành = mchất tan tinh thể + mchất tan dd ban đầu Ví dụ 1: Để điều chế 560g dung dịch CuSO 16% cần phải lấy gam dung dịch CuSO4 8% trộn với gam tinh thể CuSO4.5H2O Giải Khối lượng CuSO4 có dung dịch CuSO4 16% là: mCuSO4 = mct = 560.16 = 89,6(g) 100 Đặt m CuSO 5H O = x(g) 1mol (hay 250g) CuSO4.5H2O chứa 160g CuSO4 Vậy x(g) CuSO4.5H2O chứa 160x 16x = (g) 250 25 mdd CuSO4 8% có dung dịch CuSO4 16% là: (560 - x) g mct CuSO4 (có dd CuSO4 8%) là: Ta có phương trình: (560 − x).8 (560 − x).2 = (g) 100 25 (560 − x).2 16x + = 89,6 25 25 Giải phương trình được: x = 80 Vậy cần lấy 80g tinh thể CuSO4.5H2O 480g dd CuSO4 8% để pha chế thành 560g dd CuSO4 16% Cách khác Lưu ý: Lượng CuSO4 coi dd CuSO4 64% (vì 250g CuSO4.5H2O có chứa 160g CuSO4) Vậy C%(CuSO4) = 160 100% = 64% 250 Áp dụng sơ đồ đường chéo: 64% mCuSO4 H 2O = => m = 48 ddCuSO 8% 16% 8% 48 Đặt x số gam CuSO4.5H2O y số gam CuSO4 8% Ta có hệ: x = y x = 80 x + y = 560 y = 480 Vậy cần lấy 80g tinh thể CuSO4.5H2O 480g dd CuSO4 8% để pha chế thành 560g dd CuSO4 16% Ví dụ 2: Tính lượng tinh thể CuSO4.5H2O cần dùng để điều chế 500 ml dung dịch CuSO4 8% (d = 1,1g/ml) Giải Khối lượng dung dịch CuSO4 8% là: mdd = 1,1 x 500 = 550 (g) Khối lượng CuSO4 nguyên chất có dd 8% là: mct = × 550 = 44( g ) 100 Đặt m CuSO 5H O = x(g) 2 1mol (hay 250g) CuSO4.5H2O chứa 160g CuSO4 Vậy x(g) …… => x= chứa 44g CuSO4 250 × 44 = 68.75 gam 160 Khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O cần lấy là: 68,75g Loại BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH LƯỢNG KẾT TINH Cái khó tập loại 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 Đặc điểm Khi làm lạnh dung dịch bão hòa với chất tan rắn độ tan thường giảm xuống có phần chất rắn không tan bị tách gọi phần kết tinh + Nếu chất kết tinh không ngậm nước lương nước hai dung dịch bão hịa + Nếu chất rắn kết tinh có ngậm nước lượng nước dung dịch sau dung dịch ban đầu: mH 2O (dd sau) = m H 2O (dd bñ) - mH 2O (KT) Cách giải tốn TH1: Chất kết tinh khơng ngậm TH2: Chất kết tinh ngậm nước nước B1: Xác định khối lượng chất tan ( mct ) B1: Xác định khối lượng chất tan ( mct khối lượng nước ( m H2O ) có ) khối lượng ( m H2O ) có dung dung dịch bão hòa nhiệt độ cao dịch bão hòa nhiệt độ cao B2: Xác định khối lượng chất tan ( mct B2: Đặt số mol hiđrat bị kết tinh ) có dung dịch bão hịa nhiệt a (mol) độ thấp (lượng nước không đổi) ⇒ m (KT) vaømH O (KT) ct S m ct = ×m 100 H2O B3: Xác định lượng chất kết tinh: m KT = m ct (nhiệ t độcao) − m ct (nhiệ t độthấ p) B3: Lập phương trình biểu diễn độ tan dung dịch sau (theo ẩn a) S2 = ∆m ct ∆m H 2O ×100 = m ct(t 0cao) − m ct(KT) m H O(t 0cao) − m H 2O(KT) 100 B4: Giải phương trình kết luận Vận dụng Dạng 1: Bài tốn tính lượng tinh thể tách hay thêm vào không ngậm nước thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà cho sẵn Cách giải: Bước 1: Xác định khối lượng chất tan (mct), khối lượng nước ( m H2O ) có dung dịch bão t0 cao (ở t0 thấp tốn đưa từ dung dịch có t0 thấp lên t0 cao) Bước 2: Xác định khối lượng chất tan (mct) có dd bảo hịa t0 thấp S ×m H O khối lượng nước khơng đổi) (dạng toán mct = 100 S mct = × mH 2O 100 Bước 3: Xác định lượng kết tinh m(kt) = mct (ở nhiệt độ cao) - mct (ở nhiệt độ thấp) (Nếu toán đưa ddbh từ t0 cao → thấp) : m(kt thêm) = mct (ở nhiệt độ cao) - mct (ở nhiệt độ thấp) Ví dụ 1: Khi làm lạnh 900g dung dịch NaCl bão hồ 90 oC 0oC có gam tinh thể NaCl khan tách ra, biết SNaCl (90oC) = 50g SNaCl (0oC) = 35g (Trích đề thi HSG lớp tỉnh Thanh Hóa năm học 2013-2014) Giải Ở 900C SNaCl = 50 gam 10 Nghĩa là: 50g NaCl hòa tan 100g H2O tạo thành 150g dung dịch NaCl bão hòa x(g) NaCl hòa tan y(g) H2O tạo thành 900 (g) dung dịch NaCl bão hòa ⇒ x = g NaCl y = 900 - 450 = 450g H2O Ở 200C SNaCl = 35 gam Nghĩa 100g H2O hòa tan 35g NaCl 450g H2O hòa tan a (g) NaCl => a = 450.35 = 157,5 g 100 Vậy lượng muối NaClkết tinh dung dịch là: mKCl = 450 – 157,5 = 292,5 g Ví dụ 2: Ở 120C có 1335g dung dịch CuSO4 bão hồ Đun nóng dung dịch lên đến 900C Hỏi phải thêm vào dung dịch gam CuSO để dung dịch bão hoà nhiệt độ Biết 120C, độ tan CuSO4 33,5 900C 80 Giải Ở 120C SCuSO4 = 33,5 gam Nghĩa 33,5g CuSO4 hòa tan 100g H2O tạo thành 133,5g dung dịch bão hòa x(g) ………… y(g) ……… 1335g dung dịch bão hòa ⇒x = 1335.33,5 = 335 gam CuSO4 y = 1335 - 335 = 1000g H2O 133,5 Ở 900C SCuSO = 80 gam Nghĩa 100g H2O hòa tan 80g CuSO4 1000g H2O …………… A g CuSO4 ⇒ a = 1000.80 = 800 gam 100 Vậy lượng muối CuSO4 cần thêm vào dung dịch là: mCuSO4 = 800 - 335 = 465g Dạng 2: Bài toán tính khối lượng khối lượng tinh thể tách hay thêm vào có ngậm H2O, thay đổi nhiệt độ dung dịch bão hoà cho sẵn Cách giải: 11 Bước 1: Xác định khối lượng chất tan ( mct ) khối lượng ( m H2O ) có dung dịch bão hòa nhiệt độ cao Bước 2: Đặt số mol hiđrat bị kết tinh a (mol) => mct (KT) mH 2O(KT) Bước 3: Lập phương trình biểu diễn độ tan dung dịch sau (theo ẩn a) S2 = m( ct )(t 0cao ) − mct ( KT ) ∆mct × 100 = × 100 ∆mH 2O mH O (t 0cao ) − mH 2O ( KT ) Bước 4: Giải phương trình kết luận Ví dụ 1: Độ tan CuSO4 850C 120C 87,7g 35,5g Khi làm lạnh 1877 gam dung dịch bão hòa CuSO4 từ 800C → 120C có gam tinh thể CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch Hướng dẫn: Lưu ý chất kết tinh ngậm nước nên lượng nước dung dịch thay đổi Giải Ở 850C , SCuSO4 = 87,7 gam Nghĩa là: 100g H2O hòa tan 87,7 gam CuSO4 tạo thành 187,7 gam dung dịch bão hòa 1000g H2O 877 gam CuSO4 1877 gam dung dịch bão hòa Gọi x số mol CuSO4.5H2O tách ⇒ khối lượng H2O tách ra: 90x (g) Khối lượng CuSO4 tách ra: 160x gam Ở 120C, TCuSO = 35,5 Ta có phương trình: 887 − 160x 35,5 = 1000 − 90x 100 giải x = 4,08 mol Khối lượng CuSO4 5H2O kết tinh: 250 × 4,08 =1020 gam Ví dụ 2: Hãy xác đinh tinh thể MgSO 4.6H2O tách khỏi dung dịch hạ nhiệt độ 1642 gam dung dịch bão hòa MgSO 800C xuống 200C Biết độ tan MgSO4 80 oC 64,2 gam 20 oC 44,5 gam Giải Ở 800C , SMgSO4 = 64,2 gam 12 Nghĩa là:100g H2O hòa tan 64,2 gam MgSO4 tạo thành 164,2 gam dung dịch bão hòa 1000g H 2O 642 gam MgSO4 1642 gam dung dịch bão hòa Gọi x số mol MgSO4.6H2O tách ⇒ khối lượng H2O tách ra: 108x (g) Khối lượng MgSO4 tách ra: 120x (gam) Ở 200C, SMgSO4 = 44,5 gam Ta có phương trình: 642 − 120 x 44,5 = 1000 − 108 x 100 Giải x = 2,7386 mol Khối lượng MgSO4.6H2O kết tinh: 228 × 2,7386 = 624,4 gam Ví dụ 3: Xác định lượng tinh thể natri sunfat ngậm nước (Na 2SO4.10H2O) tách làm nguội 1026,4 g dung dịch bão hòa 80 oC xuống 10oC Biết độ tan Na2SO4 khan 80oC 28,3 g 10oC 9,0 g Na2SO4 = 142 ; Na2SO4 10H2O = 322 ( Trích đề thi HSG lớp tỉnh Thanh Hóa năm học 2012-2013) Giải o Ở 80 C, 100 g nước hòa tan tối đa 28,3 g Na2SO4 tạo 128,3 g dung dịch Vậy 128,3 g dung dịch có 28,3 g Na2SO4 1026,4 g xg ⇒x= 28,3 × 1026,4 = 226,4( g ) 128,3 mH O = 1026,4 – 226,4 = 800 (g) Gọi a số mol Na2 SO4 tách khỏi dung dịch Na2SO4  Na2SO4 10H2O a mol  10a mol H2O Khối lượng H2O sau muối kết tinh là: ( 800 – 180a) g Ở 10oC , 100g H2O hòa tan tối đa 9,0 g Na2SO4 ( 800 – 180a) g yg => y = 9,0 × (800 − 180a ) 100 Mặt khác lượng Na2SO4 cần hòa tan là: (226,4 – 142a) g 9,0 × (800 − 180a ) = 226,4 – 142a 100 Giải ra: a ≈ 1,227 Ta có: Khối lượng muối Na2SO4.10H2O kết tinh = 1,227 × 322 =395,09 (g) Kết luận chung: 13 + Nếu chất kết tinh không ngậm nước lượng nước hai dung dịch bão hịa + Nếu chất rắn kết tinh có ngậm nước lượng nước dung dịch sau dung dịch ban đầu: mH 2O (dd sau) = m H 2O (dd bñ) - mH 2O (KT) Dạng 3: Xác định công thức tinh thể ngậm nước Ví dụ 1: Khi làm nguội dung dịch bão hịa muối sunfat kim loại kiềm ngậm nước có cơng thức M2SO4.nH2O với 7< n < 12 từ nhiệt độ 800C xuống nhiệt độ 100C thấy có 395,4 gam tinh thể ngậm nước tách ra.độ tan 80 0C 28,3 gam 100C gam Tìm cơng thức phân tử muối ngậm nước Giải Ở 800C , S = 28,3 gam Nghĩa là: 100g H2O hòa tan 28,3 gam chất tan tạo thành 128,3 gam dung dịch bão hòa 800g H 2O 226,4 gam ←  1026,4 gam dung dịch bão hòa Khi làm nguội dung dịch khối lượng tinh thể tách 395,4 gam tinh thể Phần dung dịch cịn lại có khối lượng: 1026,4 - 395,4 = 631(g) Ở 100CC, S = gam Nghĩa là: 100g H2O hòa tan gam chất tan tạo thành 109 gam dung dịch bão hòa ←  52,1 gam 631 gam Khối lượng muối tinh thể: 226,4 - 52,1 = 174,3(g) Khối lượng nước tinh thể: 395,4 - 174,3 = 221,1(g) 22,1 nước muối là: Trong tinh thể, tỉ 18 lệnkhối lượng = 2M + 96 174,3 M = 7,1 - 48 mà < n < 12 n 10 11 M 8,8 15,9 23 30,1 14 Với n = 10, M = 23 (Na) Công thức muối ngậm nước là: Na2SO4.10H2O Ví dụ 2: Khi cho gam MgSO4 khan vào 200 gam dung dịch MgSO4 bão hòa toC làm cho m gam muối kết tinh lại Nung m gam tinh thể muối kết tinh đến khối lượng không đổi, 3,16 gam MgSO4 khan Xác định công thức phân tử tinh thể muối MgSO4 kết tinh (biết độ tan MgSO4 toC 35,1 gam) (Trích đề thi HSG lớp tỉnh Thanh Hóa năm học 2014-2015) Giải Đặt công thức muối là: MgSO4.nH2O 200.35,1 Khối lượng MgSO4 dung dịch ban đầu: 135,1 = 51,961 gam Ở 200C: 135,1 gam dung dịch có chứa 35,1 gam MgSO4 (200+2 – m) gam dung dịch có chứa (51,961 + 2–3,16) gam MgSO4 Từ tìm m = 6,47 gam Khi nung muối ta có: t MgSO4.nH2O → MgSO4 + nH2O (1) Theo (1) ta mH2O = 6,47 – 3,16 = 3,31 gam o => 3,16 18n = 3,31 => n = 120 BÀI TẬP TỰ GIẢI Bài 1: (Đề thi HSG Đồng Tháp năm học 2013-2014) Hòa tan hết 53 gam Na2CO3 250 gam nước 180C dung dịch bão hòa X a Xác định độ tan Na2CO3 nước 180C b Tính nồng độ phần trăm dung dịch X Đáp số: a 21,22 gam b 17,49% Bài 2: Độ tan NaNO3 1000C 180 g, 200C 88 g Hỏi có gam NaNO3 kết tinh lại hạ nhiệt độ 84 g dung dịch bão hòa NaNO từ 1000C xuống 200C ? Đáp số: 27.6 g Bài 3: Tính khối lượng NaCl kết tinh hạ nhiệt độ 1800 g dung dịch NaCl 30 % 400C xuống 200C Biết độ tan NaCl 200C 36 g Đáp số: 86.4 g Bài4: 15 Cho 0.2 mol CuO tan H2SO4 20 % đun nóng, sau làm nguội dung dịch đến 100C Tính khối lượng tinh thể CuSO4.5H2O tách khỏi dung dịch Biết độ tan CuSO4 100C 17.4 g Đáp số: 30.5943 g Bài 5: Tính khối lượng AgNO3 kết tinh khỏi dung dịch làm lạnh 450 g dung dịch bão hòa AgNO3 800C xuống 200C Biết độ tan AgNO3 800C 668 g, 200C 222 g? Đáp số: 261.3 g Bài 6: Có 600 g dung dịch bão hịa KClO3 200C, nồng độ 6.5 % Cho bay H2O, sau giữ hỗn hợp 200C ta hỗn hợp có khối lượng 413 g a Tính khối lượng chất rắn kết tinh? b Tính khối lượng H2O khối lượng KClO3 dd? Đáp số: a 13 g b 26 g Bài 7: Độ tan Na2CO3 200C bao nhiêu? Biết nhiệt độ hòa tan hết 143 g Na2CO3.10 H2O vào 160 g H2O thu dung dịch bão hịa Đáp số: 21.2 g Bài 8: Xác định lượng AgNO3 tách làm lạnh 2500g dd AgNO bão hòa 60 C xuống 100C Cho độ tan AgNO3 600C 525g 100C 170g Đáp số:1420g Bài 9: (Đề thi HSG Vinh Tường năm học 2003 - 2004) Xác định lượng kết tinh MgSO4.6H2O làm lạnh 1642g dung dịch bão hòa từ 800C xuống 200C Biết độ tan MgSO4 l 64,2 g (800C) 44,5g (200C) Đáp số: 624,4g Bài 10 : (Đề thi HSG Phúc Yên năm học 2008 - 2009) a Trong tinh thể hidrat muối sunfat kim loại hóa trị II Thành phần nước kết tinh chiếm 45,324% Xác định cơng thức tinnh thể biết tinh thể có chứa 11,51% S b Ở 100C độ tan FeSO4 20,5 gam 200C 48,6 gam Hỏi gam tinh thể FeSO4.7H2O tách hạ nhiệt độ 200 gam dung dịch FeSO4 bão hòa 500C xuống 100C Đáp số: a FeSO4.7H2O b 83,4 g Bài 11: (Đề thi HSG Vinh Phúc năm học 2011- 2012) Biết độ tan MgSO4 200C 35,5; 500C 50,4 Có 400 gam dung dịch MgSO4 bão hòa 200C, đun nóng dung dịch đến 50 0C khối 16 lượng muối MgSO4 cần hòa tan thêm để tạo dung dịch bão hòa 500C gam? Đáp số: 43,985 g Bài 12: (Đề thi HSG Đồng Nai năm học2013- 2014) Cho m gam tác dụng vừa đủ với dung dịch BaCl2 5% thu kết tủa B dung dịch X chứa chất tan Nồng độ chất tan dung dịch X 2,7536% Tìm cơng thức M2CO3.10H2O Đáp số: Na2CO3.10H2O Bài 13: Trong tinh thể hidrat muối sunfat kim loại hóa trị III Thành phần nước kết tinh chiếm 40,099% khối lượng Xác định công thức tinh thể biết tinh thể có chứa 7,92% N khối lượng Đáp số: Fe(NO3)3.9H2O Bài 14: (Đề khảo sát HSG lần Phúc Yên năm học2013-2014) Nung 8,08 gam muối A, thu sản phẩm khí 1,6 gam hợp chất rắn không tan nước Nếu sản phẩm khí qua 200 gam dung dịch NaOH 1,2% điều kiện xác định tác dụng vừa đủ, thu dung dịch gồm muối có nồng độ 2,47% Viết cơng thức hóa học muối A Biết nung số oxi hóa kim loại không thay đổi Đáp số: Fe(NO3)3.9H2O Bài 15: (Đề thi HSG Đại học quốc gia Hà Nội năm học 2003-2004) Hịa tan hồn tồn 3,2 gam oxit M2Om dung dịch H2SO4 10% (vừa đủ) thu dung dịch muối có nồng độ 12,9% Sau phản ứng đem bớt dung dịch làm lạnh thu 7,868 gam tinh thể muối với hiệu suất 70% Xác định cơng thức tinh thể muối Đáp số: Fe(NO3)3.9H2O Tóm lại: Trên số kinh nghiệm phân dạng phương pháp giải toán độ tan tinh thể hiđrat hóa 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 Khơng giải tốn khơng biết 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 cịn xây dựng kiến thức vững chắc, hướng dẫn em biết kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức kỹ hóa học với lực tư toán học IV HIỆU QUẢ Những kinh nghiệm nêu đề tài phát huy tốt lực tư duy, độc lập suy nghĩ cho đối tượng HS giỏi Các em tích cực việc tham gia hoạt động xác định hướng giải tìm kiếm hướng giải cho tập.Qua đề tài này, kiến thức, kỹ HS củng cố cách vững 17 chắc, sâu sắc; kết học tập HS nâng cao Từ chỗ lúng túng gặp toán độ tan tinh thể hiđrát hóa, phần lớn em tự tin , biết vận dụng kỹ bồi dưỡng để giải thành thạo tập mang tính phức tạp Đặc biệt có số em biết giải toán độ tan tinh thể hiđrát hóa cách sáng tạo, có nhiều giải hay nhanh.Trong số có nhiều em đạt thành tích cao kỳ thi cấp tỉnh Chẳng hạn em Hoàng Thiên Long; Lê Thị Thu Hà; Võ Thu Hương; Lê văn Trường Sơn; Nguyễn Thị Hoa; Lê Hải Đăng… C KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ I KẾT LUẬN: Trong trình bồi dưỡng học sinh giỏi, vận dụng đề tài rút số kinh nghiệm thực sau: - Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho dạng tập cần bồi dưỡng cho HS Xây dựng nguyên tắc phương pháp giải dạng tốn - 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 định hướng giải tự giải, từ em rút phương pháp chung để giải toán loại Sau tơi tổ chức cho HS giải tập tương tự mẫu; phát triển vượt mẫu cuối nêu tập tổng hợp - Mỗi dạng tốn tơi đưa ngun tắc nhằm giúp em dễ nhận dạng loại tập dễ vận dụng kiến thức, kỹ cách xác; hạn chế nhầm lẫn xảy cách nghĩ 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 Việc phân dạng toán độ tan tinh thể hiđrát hóa 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 tiềm lực trí tuệ, nâng cao lực tư độc lập khả tìm tịi sáng tạo cho học sinh giỏi Trong thực tế giảng dạy đội tuyển HSG nói chung đội tuyển HSG hóa 8;9 nói riêng cịn gặp nhiều khó khăn Xong chúng tơi cố gắng đầu tư hết mức mong muốn có kết ngày cao 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 18 II KIẾN NGHỊ Đối với giáo viên môn Để đạt hiệu cao, cần phải tăng cường hướng dẫn học sinh tự tìm đọc tài liệu có định hướng theo chuyên đề G i ả n g d ạy t h e o c c m ả n g k i ế n t h ứ c , k ĩ n ă n g , r è n c h o H S kỹ làm dạng Giáo viên đầu tư đào sâu chuyên môn, đọc thêm tài liệu, tích lũy kinh nghiệm, nghiên cứu kỹ dạng thức đề thi kỹ đề thi qua Về tài liệu BD: tìm tịi, sưu tầm, bổ sung dựa vào nội dung kiến thức đề thi HSG, thông qua trao đổi chuyên môn thầy cô trường GV có chun mơn tỉnh,… Đối với nhà trường Phân công chuyên môn cách hợp lý, chọn lựa đồng chí giáo viên có lực chun mơn giỏi, có kinh nghiệm, có tinh thần trách nhiệm, phân công theo hướng ổn định có tính kế thừa phát huy kinh nghiệm Tạo điều kiện cho giáo viên tham gia lớp học tập nâng cao trình độ chun mơn nghiệp vụ kiến thức từ đồng nghiệp để đáp ứng với yêu cầu ngày cao thời đại Đẩy mạnh tuyên truyền, nâng cao nhận thức nghiệp giáo dục công tác bồi dưỡng học sinh giỏi Nâng cao chất lượng công tác dạy bồi dưỡng học sinh giỏi tồn trường Chỉ đạo tổ chun mơn biên soạn chương trình, nội dung bồi dưỡng rõ ràng, cụ thể, chi tiết cho mảng kiến thức, rèn kỹ làm Đối với Phòng GD&ĐT, Sở GD&ĐT Phòng giáo dục đào tạo nên giao trách nhiệm cho đồng chí có kinh nghiệm cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi xây dựng hệ thống câu hỏi theo chuyên đề Hằng năm, Phòng giáo dục đào tạo, Sở giáo dục đào tạo tổ chức lớp tập huấn cho giáo viên phụ trách đội tuyển để họ giao lưu học hỏi đồng nghiệp có kinh nghiệm công tác bồi dưỡng tỉnh nhà để đáp ứng với yêu cầu ngày cao công tác bồi dưỡng HSG Trên vài kinh nghiệm thân rút trình bồi dưỡng học sinh giỏi trường THCS Thị trấn Hà Trung Rất mong góp ý đồng chí, đồng nghiệp, để cơng tác bỗi dưỡng học sinh giỏi thân tốt hơn./ XÁC NHẬN CỦA THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ Thanh Hóa, ngày 10 tháng năm 2016 Tôi xin cam đoan SKKN viết khơng chép nội dung người khác 19 Tác giả Hoàng Thị Hà 20 ... biệt trường THCS huyện Hà Trung Trong hệ thống tập hoá học, loại toán độ tan tinh thể hi? ?rat hóa phong phú đa dạng Có thể chia tập độ tan tinh thể hi? ?rat hóa thành hai loại bản: - Loại 1: Bài toán. .. phương pháp giải toán độ tan tinh thể hi? ?rat hóa 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... pháp giải tốn độ tan tinh thể hi? ?rat hóa để đúc rút thành cẩm nang cho riêng q trình ơn tập 1.2 Phương pháp thực nghiệm khoa học Để đưa kinh nghiệm thân phương pháp giải toán độ tan tinh thể hi? ?rat