SKKN rèn kỹ năng giải bài toán tính theo phương trình hoá học lớp 8

SKKN Rèn kỹ năng giải bài toán tính theo phương trình hoá học lớp 8;SKKN: RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TOÁN TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC CHO HỌC SINH LỚP 81. Lí do chọn đề tài:Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhất, nhưng nó lại có vai trò quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn Hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, rèn cho học sinh có tính tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy. Vì vậy giáo viên bộ môn Hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động. Hình thành cho các em những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu thích khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội có thể hòa hợp với môi trường thiên nhiên. Học hoá học không những học sinh học lý thuyết mà còn đòi hỏi học sinh vận dụng lý thuyết được học vào giải quyết các bài tập lý thuyết, thực tiễn và thực hành thí nghiệm. Bài tập hoá học cũng giống như bài tập của nhiều môn học khác ở trường THCS, nó có một vị trí đặc biệt không thể thiếu được của môn học. Bài tập hoá học là công cụ hữu hiệu để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh. Giúp giáo viên phát hiện được trình độ của học sinh, những khó khăn sai lầm của học sinh trong học tập hoá học. Đồng thời có biện pháp giúp học sinh mở mang kiến thức, giáo dục tư tưởng đạo đức. Như vậy thông qua bài tập hoá học, học sinh được rèn về kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, về đạo đức và tư duy từ đó gây hứng thú học tập và nghiên cứu bộ môn. Vì vậy việc hướng dẫn cho học sinh có kỹ năng thành thạo trong giải bài toán tính theo phương trình hóa học ngay từ khi bắt đầu học hóa 8 là hết sức quan trọng và cần thiết bởi đây là loại bài tập cơ bản, xuyên suốt chương trình và qua bài toán có thể củng cố, khắc sâu được bản chất hóa học (Sự biến đổi của các chất; ý nghĩa của định luật bảo toàn khối lượng ... ). Chính vì lý do trên tôi đã nghiên cứu đề tài “Rèn luyện kỹ năng giải bài toán tính theo phương trình hóa học cho học sinh lớp 8”.2.Các giải pháp thực hiện.2.1. Đối với giáo viên: Giáo viên cần tăng cường kiểm tra, uốn nắn ghi nhớ tên, kí hiệu hoá học, hoá trị của các nguyên tố, biết viết công thức hoá học, và lập đúng PTHH của phản ứng rồi mới dựa vào phương trình để tính toán. Giáo viên cần trang bị cho học sinh vốn kiến thức cơ bản về tính chất hóa học của các chất đã được học ở lớp 8 ( Oxi , hiđro , nước ), yêu cầu học sinh phải nắm vững tính chất của chúng để viết chính xác sơ đồ phản ứng. Giáo viên cần rèn cho học sinh kỹ năng phân loại phản ứng hóa học: phản ứng hóa hợp, phản ứng phân hủy, phản ứng thế, phản ứng oxi hóa khử. Khi đã xác định được loại phản ứng thì suy luận ra các chất sản phẩm . Giáo viên phải tổ chức cho học sinh phân tích, tìm hiểu kỹ đề bài, nhận dạng bài toán qua đó định hướng được phương pháp giải. Giáo viên phải chọn các bài tập nâng cao từ dễ đến khó tạo sự tích cực, tính độc lập, sáng tạo cho học sinh. Giáo viên nên đưa thêm bài tập tương tự, mức độ nâng dần lên để hình thành ở học sinh kỹ năng giải bài tập hóa học. Giáo viên cần hướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học theo 4 bước : + Tìm hiểu đề bài: Xác định đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm, hiểu ý nghĩa mở rộng từng đại lượng. Cần tóm tắt đề bài rõ ràng bằng ký hiệu hóa học, chuyển đổi đơn vị nếu cần thiết. + Xác định hướng giải bài tập: Nhớ lại các khái niệm, các qui tắc, công thức, ... có liên quan. Từ đó tìm ra mối liên hệ giữa điều kiện đề bài cho và yêu cầu của bài tập. + Trình bày lời giải: Thực hiện các bước giải đã vạch ra. + Kiểm tra kết quả: Xem lại đã trả lời đúng yêu cầu của bài chưa? Tính toán có sai sót hay không? Đó là những yêu cầu cơ bản để giải một bài tập hóa học. Nếu học sinh nắm được kiến thức, kỹ năng cơ bản thì việc giải bài tập theo qui trình trên sẽ mang lại kết quả cao.2.2. Đối với học sinh. Học sinh phải nhớ tên, kí hiệu hóa học, hóa trị của các nguyên tố, biết viết công thức hóa học của các, phải biết cách lập PTHH của phản ứng hóa học và phải xác định chất tham gia, chất tạo thành, xác định được tỉ lệ của các chất trong phản ứng hóa học. Học sinh phải biết phân loại và nắm được bản chất của 4 loại phản ứng hóa học trong chương trình lớp 8. Cần phải nắm được các công thức chuyển đổi giữa các đại lượng mol(n), khối lượng mol(M), khối lượng(m), thể tích(V). Học lý thuyết, kiến thức mới ngày nào phải hiểu và thuộc bài ấy, nếu phần nào chưa hiểu thì phải xem lại. Các em phải dành nhiều thời gian để học bài và làm những bài tập mà giáo viên đã dặn dò, để qua bài tập kiến thức mới ăn sâu vào trí nhớ. Một bài toán hóa học phải đọc vài lần ,xác định dữ kiện cái gì đã cho, đã biết, cái gì cần tìm. Trước hết phải hiểu rõ đề bài, định hướng được cách giải. Bên cạnh đó, các em phải siêng năng đọc sách giáo khoa, đọc sách tham khảo, sách bài tập để mở rộng được kiến thức và hướng được cách giải cho phù hợp.3.Các biện pháp thực hiện. 3.1. Rèn luyện kỹ năng phân loại phản ứng hóa học: Học sinh thường lúng túng khi lập sơ đồ phản ứng, cần phải rèn luyện cho học sinh kỹ năng phân loại phản ứng hóa học. Ở lớp 8 học sinh được học các loại phản ứng : Hóa hợp, phân hủy, phản ứng thế, phản ứng oxi hóa khử. Khi đã xác định được loại phản ứng thì suy luận ra các chất sản phẩm .Ví dụ : Khi lập sơ đồ phản ứng hóa hợp ( Đặc biệt là oxi hóa hợp với một nguyên tố khác ) , học sinh xác định được phản ứng phải tạo thành một chất ( gồm các nguyên tố thành phần ở các chất tham gia , dựa vào cách lập CTHH để viết đúng CTHH, chẳng hạn khi cho oxi tác dụng với kim loại ( Đốt cháy, hóa hợp, để ngoài không khí ,bị tác dụng .....) thì sản phẩm thường phải là oxit kim loại : O2 + M > M2On ( n là hóa trị của KL ).Cụ thể khi đốt các kim loại: Al , Mg , Zn , Fe ..... ta thu được các oxit :Al2O3 , MgO , ZnO , Fe2O3 ......... Những kiến thức này học sinh được cung cấp dần trong chương trình lớp 8 và giáo viên cần chú ý rèn luyện củng cố để các em có được kỹ năng viết thành thạo các sơ đồ phản ứng , từ đó lập được PTHH. 3.2. Rèn luyện kỹ năng lập PTHH : Lập PTHH là yếu tố cần thiết để giải bài toán tính theo PTHH , chỉ có thể học tốt khi học sinh có kỹ năng lập PTHH một cách thành thạoKiến thức sách giáo khoa mới cho học sinh biết sơ lược một số sơ đồ phản ứng và các bước lập PTHH (ba bước) song còn đơn giản , đặc biệt là cách cân bằng phương trình (chọn hệ số) vì vậy trước hết nên cho học sinh nắm vững và rèn luyện kỹ năng chọn hệ số thật thành thạo.Có thể lựa chọn bổ sung 3 phương pháp sau đây cho học sinhPhương pháp 1 : Tìm bội số chung nhỏ nhất Bước 1: Xác định bội số chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tố đó trong công thức hóa học. Bước 2: Lấy bội số chung nhỏ nhất lần lượt chia các chỉ số trong từng công thức hóa học để được các hệ số. Sau đó cân bằng các nguyên tố còn lại. Bước 3: Viết phương trình hóa họcChú ý: Thường bắt đầu từ nguyên tố nào có số nguyên tử nhiều và không bằng nhau ở hai vế phương trình. Ví dụ : Cân bằng PTHH theo sơ đồ sau P + O2 P2O5 Bước 1: O có số nguyên tử nhiều và không bằng nhau ở 2 vế. Ta chọn nguyên tố oxi để cân bằng trước: Bội số chung nhỏ nhất của 2 chỉ số 2 và 5 là 10.Bước 2: Ta lấy 10 : 5 = 2  đặt hệ số 2 trước công thức P2O5. Ta lấy 10 : 2 = 5  đặt hệ số 5 trước công thức O2 ta được: P + 5O2 2P2O5 Tiếp theo, ta cân bằng P: Đặt hệ số 4 trước P, ta được: P + 5O2 2P2O5 Bước 3: Viết phương trình hóa học 4P + 5O2 2P2O5 Phương pháp 2 : Phương pháp chẵn lẻ Bước 1: Viết đúng công thức hóa học của các chất tham gia và sản phẩm. Bước 2: Chọn hệ số phân tử sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai vế đều bằng nhau. Cách làm như sau: Nên bắt đầu từ những nguyên tố mà số nguyên tử có nhiều và không bằng nhau. Trường hợp số nguyên tử của một nguyên tố ở vế này là số chẵn và ở vế kia là số lẻ thì trước hết phải đặt hệ số 2cho chất mà số nguyên tử là số lẻ, rồi tiếp tục đặt hệ số cho phân tử chứa số nguyên tử chẵn ở vế còn lại sao cho số nguyên tử của nguyên tố này ở hai vế bằng nhau. Bước 3: Viết phương trình hóa học Ví dụ : Lập phương trình hóa học của phản ứng có sơ đồ sau: P + O2 P2O5 Bước 1 Viết sơ đồ phản ứng: P + O2 P2O5 Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: Cả P và O đều có số nguyên tử không bằng nhau. Bắt đầu từ nguyên tố O có nhiều nguyên tử hơn. Trước hết phải làm chẵn số nguyên tử O tức là đặt hệ số 2 trước công thức P2O5. Tiếp đó đặt hệ số 5 trước O2 và 4 trước . Như vậy cả hai bên đều có 10 O và 4 P. Bước 3: Viết phương trình hóa học4P + 5O2 2P2O5Phương pháp 3: Phương pháp đại số Bước 1: Đặt hệ số cân bằng các chữ a, b, c, d, ...đứng trước các chất trong phản ứng. Bước 2: Lập phương trình theo nguyên lý bảo toàn nguyên tố hai vế. Chọn ẩn số bất kỳ bằng . Rồi giải nghiệm các ẩn số đó. Nhân nghiệm tìm được với một số thích hợp để các hệ số là số nguyên . Bước 3: Viết phương trình hóa họcVí dụ 1: Lập phương trình hóa học của phản ứng có sơ đồ sau: P2O5 + H2O  H3PO4 Bước 1: Đặt hệ số a, b, c đứng trước các chất trong phản ứng: aP2O5 + bH2O  cH3PO4 Bước 2: Từng nguyên tố hai vế bằng nhau:P : 2a = c(1)O : 5a + b = 4c(2)H : 2b = 3c(3) Chọn c = 1. Từ (1)  a = Từ (3)  b = Nhân tất cả các nghiệm với 2, ta được: a = 1; b = 3; c = 2 Bước 3: Viết phương trình hóa họcP2O5 + 3H2O  2H3PO4Ví dụ 2: : Lập phương trình hóa học của phản ứng có sơ đồ sau: Fe + O2 Fe2O3Bước 1: Đặt hệ số a, b, c đứng trước các chất trong phản ứng: aFe + bO2 cFe2O3 Bước 2: Từng nguyên tố hai vế bằng nhau: Fe : a = 2c(1)O : 2b = 3c(2) Chọn c = 1. Từ (1)  a = 2 Từ (2)  b = Nhân tất cả các nghiệm với 2, ta được: a = 4; b = 3; c = 2Bước 3: Viết phương trình hóa học 4Fe + 3O2 2Fe2O33.3. Rèn luyện kỹ năng giải bài toán tính theo PTHH 3.3.1 Hình thành kỹ năng giải bài toán hoá học :Các bước tiến hành để giải một bài toán hóa học gồm 3 bước chính như sau Bước 1 : Phân tích đề bài Một bài toán hóa bao giờ cũng chứa đựng hai nội dung: Trước hết là bản chất hóa học Sau đó là nội dung toán học Trong đó bản chất hóa học là cơ sở cho nội dung toán học. Chỉ khi đã xác định đúng yếu tố hóa học(ghi lại được bằng phương trình phản ứng) mới bắt tay vào xử lý nội dung toán học. Vì thế, ngay từ đầu, với việc yêu cầu các em đọc thật kỹ đề bài, tôi đã sử dụng hệ thống câu hỏi mang tính chất gợi mở, giúp các em tự xác định được bản chất hóa học của bài, chẳng hạn như: Qua đề bài các em thấy các chất có bị biến đổi không? Biến đổi như thế nào? Biến đổi đó là biến đổi vật lý hay hóa học? Nếu là biến đổi hóa học, hãy cho biết chất tham gia phản ứng? chất sản phẩm? Công thức hóa học của các chất được viết như thế nào? Hãy ghi lại sơ đồ phản ứng rồi cân bằng phương trình hóa học. Bước 2: Tóm tắt đề bài Hướng dẫn học sinh tìm được các dữ liệu bài cho và các yêu cầu cần giải quyết. Sử dụng triệt để các kí hiệu, công thức vật lý, toán học để tóm tắt ngay trên phương trình vừa viết. Làm được như thế, học sinh sẽ thoát ly được câu chữ trong đề bài: nhìn vào phần tóm tắt, sẽ biết ngay được phần hóa học, phần toán học, phần dữ kiện nào bài cho và những yêu cầu cần phải tính toán từ đó các em sẽ có sự tập trung cao hơn, chủ động hơn trong suy nghĩ đi tìm mối liên quan tỷ lệ giữa các chất bài chovaf chất cần tìm (theo phương trình hóa học).Bước 3: Tìm tòi phương pháp giải Từ việc phân tích đề bài các em hãy suy nghĩ, phân tích xem bài toán thuộc dạng nào? Dạng cơ bản chưa? Nếu chưa cơ bản thì cần thực hiện các bước nào? Thực hiện các phép quy đổi nào để đưa viết về dạng cơ bản nhất. 3.3.2 Phân loại và phương pháp giải bài toán tính theo phương trình hóa học ở lớp 8 :Dạng 1: Bài toán dựa vào số mol tính khối lượng hoặc thể tích chất tham gia (hoặc chất tạo thành): là loại bài toán chỉ có 1 phản ứng xảy ra , đầu bài cho biết lượng một chất và yêu cầu phải tính lượng những chất khác trong phản ứng . Đây là dạng cơ bản và đơn giản nhất . Phương pháp : Áp dụng các bước giải cơ bản Chuyển giả thiết cho về số mol. Viết và cân bằng PTPƯ. Dựa vào tỉ lệ mol theo PTPƯ, từ số mol chất đã biết tìm số mol chất chưa biết (theo qui tắc tam xuất). Từ số mol, tính ra khối lượng (hoặc thể tích khí) hay các vấn đề khác mà đề bài yêu cầu trả lời. Ví dụ 1: Cho 13g Zn tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl, sau phản ứng thu được hiđro và dung dịch muối. Hãy tính: a) Thể tích khí hiđro thu được ở đktc. b) Khối lượng dung dịch muối tạo thành. Bài giải : Tính số mol kẽm (Zn) tham gia phản ứng: nZn = PTHH: Zn + 2HCl ZnCl2 + H2 1mol 1mol 1mol 0,2 mol y mol x mola) Số mol H2 tạo thành: x = => b) Số mol ZnCl2 tạo thành: y = => Khối lượng muối: Ví dụ 2: Đốt cháy một lượng Cacbon trong không khí thu được 4,48 lit khí Cacbonic. Tính khối lượng Cacbon đã dùng.Bài giải PTHH: C + O2 CO2 . Theo đề: nCO2 = mol. Theo PTHH: nC = n CO2 = 0,2 mol.Vậy khối lượng Cacbon cần dùng là: mC = 0,2 . 12 = 2,4 gam.Dạng 2: Bài toán có chất dư: Bài toán cho biết lượng của cả hai chất tham gia phản ứng và yêu cầu tính lượng chất tạo thành .Yêu cầu học sinh nắm được kiến thức cơ bản : trong hai chất tham gia phản ứng sẽ có một chất phản ứng hết chất còn lại có thể hết hoặc dư . Lượng chất tạo thành được tính theo lượng chất nào phản ứng hết . Phương pháp : Giả sử có phương trình : aA + bB cC + dD Lập tỉ số: và Trong đó nA : số mol chất A theo đề bài nB : số mol chất B theo đề bài So sánh 2 tỉ số : Nếu > : Chất A hết, chất B dư Nếu < : Chất B hết, chất A dư. Tính các lượng chất theo chất phản ứng hết Ví dụ: Nếu cho 11,2g Fe tác dụng với 18,25g HCl thì sau phản ứng sẽ được những chất nào ? Bao nhiêu gam? Bài giải•Tính số mol: •Phản ứng: Fe + 2HCl FeCl2 + H2Ban đầu cho: 0,2mol 0,5 mol Phản ứng: 0,2mol 2.0,2mol 0,2mol 0,2mol Sau phản ứng: 0 0,1mol 0,2mol 0,2mol (Vì nên Fe phản ứng hết; HCl còn dư)Theo PTPƯ thì số mol HCl phản ứng gấp đôi số mol Fe nHCl (phản ứng) = 2.0,2 = 0,4 (mol) p.ưVậy sau phản ứng thu được: dư Dạng 3: Bài toán liên quan đến hiệu suất phản ứng. Phương pháp : Thực tế trong một phản ứng hoá học phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố như nhiệt độ, chất xúc tác...làm cho chất tham gia phản ứng không tác dụng hết nghĩa là hiệu suất dưới 100%.Để tính được hiệu suất của phản ứng áp dụng một trong 2 cách sau: + Nếu tính hiệu suất phản ứng theo sản phẩm : + Nếu tính hiệu suất phản ứng theo chất tham gia: Cần nhớ rằng H% 100%Chú ý: Khối lượng thực tế ( mTT )là khối lượng đề bài cho Khối lượng lý thuyết (mLT ) là khối lượng tính theo phương trình Ví dụ: Nung 150 kg CaCO3 thu được 67,2 kg CaO. Tính hiệu suất phản ứng.Bài giảiPhương trình hoá học : CaCO3 t¬o CaO + CO2 100 kg 56 kg 150 kg x ? kgKhối lượng CaO thu được ( theo lý thuyết) : x = 84 kgHiệu suất phản ứng : H = = 80%Dạng 4: Tạp chất và lượng dùng dư trong phản ứng: a) Tạp chất là chất có lẫn trong nguyên liệu ban đầu nhưng là chất không tham gia phản ứng. Vì vậy phải tính ra lượng nguyên chất trước khi thực hiện tính toán theo PTPƯ. Ví dụ: Nung 200g đá vôi có lẫn 5% tạp chất được vôi sống CaO và khí CO2 . Tính khối lượng vôi sống thu được nếu hiệu suất phản ứng đạt 80%.Bài giải:•Lượng tạp chất: => lượng CaCO3 = 200 – 10 = 190g Phản ứng: CaCO3 CaO + CO2 Tỉ lệ: 100g 56g Cho: 190 xg•m CaO (lý thuyết) = x = => m CaO (thực tế) = 106,4. b) Lượng lấy dư một cách nhằm thực hiện phản ứng hoàn toàn một chất khác. Lượng này không đưa vào phản ứng nên khi tính lượng cần dùng phải tính tổng lượng đủ cho phản ứng + lượng lấy dư Ví dụ: Tính thể tích dung dịch HCl 2M đã dùng để hoà tan hết 10,8g Al, biết đã dùng dư 5% so với lượng cần phản ứng.Bài giảinAl = PTPƯ: 2Al + 6HCl 2AlCl3 + H2 2mol 6mol 0,4mol xmol=> VddHCl (p.ư) = VddHCl (dư) = VddHCl (đã dùng) = V(p.ư) + V (dư) = 0,6 + 0,3 = 0,63 litDạng 5: Tính theo nhiều phản ứng nối tiếp nhau:•Các phản ứng được gọi là nối tiếp nhau nêú như chất tạo thành ở phản ứng này lại là chất tham gia ở phản ứng kế tiếp.•Đối với loại này có thể lần lượt theo từng phản ứng cho đến sản phẩm cuối cùng. Ngoài ra có thể giải nhanh chóng theo sơ đồ hợp thức Ví dụ: Đốt cháy hoàn toàn 2,5g đồng trong oxi, để nguội sản phẩm, rồi hoà trong dung dịch HCl vừa đủ được dung dịch A. Cho NaOH vào dung dịch A cho đến dư thu được kết tủa B. Tính khối lượng kết tủa B.Bài giải• mol•Các Phản ứng: 2Cu + O2 2CuO CuO + 2HCl CuCl2 + H2O CuCl2 + 2NaOH Cu(OH)2 +2NaClDựa vào tỉ lệ biến đổi từ Cu đến Cu(OH)2 (kết tủa B) ta có sơ đồ hợp thức: Cu CuO CuCl2 Cu(OH)2 Tỉ lệ: 1 mol 1 mol Vậy: 0,04 mol 0,04 mol=> Dạng 6: Tính theo nhiều phản ứng của nhiều chất: Phương pháp: Chuyển giả thiết về số mol (chú ý: nếu cho khối lượng của hỗn hợp nhiều chất KHÔNG được đổi về số mol). Đặt số mol các chất cần tìm x,y..... Viết và cân bằng PTPƯ. Dựa vào tỉ lệ mol theo phản ứng tìm quan hệ về số mol giữa chất cần tìm với chất đã biết. Lập hệ phương trình bậc nhất (cho giả thiết nào thì lập phương trình theo giả thiết đó). Giải hệ phương trình, tìm số mol x,y..Từ số mol tìm được tính các nội dung đề bài yêu cầu. Ví dụ: Hoà tan hết 12,6g hỗn hợp Al, Mg vào dung dịch HCl 1M thu được 13,44 lit H2 (đktc). Tính % khôí lượng của Al và Mg trong hỗn hợp.Bài giảiSố mol H2: molĐặt : x là số mol Al y là số mol Mg Các phản ứng xảy ra: 2Al + 6HCl 2AlCl3 + 3H2 Tỉ lệ: 2 6 2 3 (mol)Vậy: x x x x Mg + 2HCl MgCl2 + H2 Tỉ lệ: 1 2 1 1(mol)Vậy: y 2y y y( Cần nhớ rằng 13,44 lit H2 hay 0,6 mol H2 là do cả Al và Mg phản ứng mà có)Lập hệ phương trình đại số: mAl + mMg = 12,6 (g)27.x + 24.y = 12,6 (1) (Al p.ứ) + (Mg p.ứ) = 0,6 (mol) => Giải hệ : Lấy (2) (1) => 9x = 1,8 => x = 0,2 (mol)Thay x = 0,2 vào (2) => y = 0,3 (mol) mAl = 27x = 27.0.2 = 5,4 g %Al = %Mg = 100% %Al = 100% 42,86 = 57,14%3.3.3 Một số bài tập rèn luyện kỹ năng: Với mỗi dạng bài tập giáo viên đưa thêm các bài tập tương tự từ mức độ dễ đến khó giao về nhà cho học sinh làm để rèn cho các em kỹ năng làm các dạng toán này một cách thành thạo. 1. Biết rằng khi cho sắt tác dụng với clo người ta thu được muối sắt(III) clorua. Tính thể tích của clo (đktc) cần dùng và khối lượng muối tạo thành khi cho 5,6 gam sắt phản ứng. 2. Đốt cháy 6,2 gam Photpho trong bình chứa 6,72 lít khí Oxi ở đktc. Hãy cho biết sau khi cháy : a. Photpho hay oxi chất nào còn dư ?

SKKN: RÈN LUYỆN KỸ NĂNG GIẢI BÀI TOÁN TÍNH THEO PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC CHO HỌC SINH LỚP 8

1 Lí do chọn đề tài:

Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhất, nhưng nó lại có vai trò quan trọng trong nhà trường phổ thông Môn Hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức cơ bản và thiết thực đầu tiên

về hoá học, rèn cho học sinh có tính tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy Vì vậy giáo viên bộ môn Hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động Hình thành cho các em những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu thích khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình, xã hội có thể hòa hợp với môi trường thiên nhiên

Học hoá học không những học sinh học lý thuyết mà còn đòi hỏi học sinh vận dụng lý thuyết được học vào giải quyết các bài tập lý thuyết, thực tiễn và thực hành thí nghiệm Bài tập hoá học cũng giống như bài tập của nhiều môn học khác

ở trường THCS, nó có một vị trí đặc biệt không thể thiếu được của môn học Bài tập hoá học là công cụ hữu hiệu để kiểm tra kiến thức, kỹ năng của học sinh Giúp giáo viên phát hiện được trình độ của học sinh, những khó khăn sai lầm của học sinh trong học tập hoá học Đồng thời có biện pháp giúp học sinh mở mang kiến thức, giáo dục tư tưởng đạo đức Như vậy thông qua bài tập hoá học, học sinh được rèn về kiến thức, kĩ năng, kĩ xảo, về đạo đức và tư duy từ đó gây hứng thú học tập và nghiên cứu bộ môn

Vì vậy việc hướng dẫn cho học sinh có kỹ năng thành thạo trong giải bài toán tính theo phương trình hóa học ngay từ khi bắt đầu học hóa 8 là hết sức quan trọng và cần thiết bởi đây là loại bài tập cơ bản, xuyên suốt chương trình và qua bài toán có thể củng cố, khắc sâu được bản chất hóa học (Sự biến đổi của các chất; ý nghĩa của định luật bảo toàn khối lượng ) Chính vì lý do trên tôi đã

nghiên cứu đề tài “Rèn luyện kỹ năng giải bài toán tính theo phương trình hóa học cho học sinh lớp 8”.

2 Các giải pháp thực hiện.

2.1 Đối với giáo viên:

- Giáo viên cần tăng cường kiểm tra, uốn nắn ghi nhớ tên, kí hiệu hoá học, hoá trị của các nguyên tố, biết viết công thức hoá học, và lập đúng PTHH của phản ứng rồi mới dựa vào phương trình để tính toán

- Giáo viên cần trang bị cho học sinh vốn kiến thức cơ bản về tính chất hóa học

của các chất đã được học ở lớp 8 ( Oxi , hiđro , nước ), yêu cầu học sinh phải nắm vững tính chất của chúng để viết chính xác sơ đồ phản ứng

- Giáo viên cần rèn cho học sinh kỹ năng phân loại phản ứng hóa học: phản ứng hóa hợp, phản ứng phân hủy, phản ứng thế, phản ứng oxi hóa - khử Khi đã xác định được loại phản ứng thì suy luận ra các chất sản phẩm

- Giáo viên phải tổ chức cho học sinh phân tích, tìm hiểu kỹ đề bài, nhận dạng bài toán qua đó định hướng được phương pháp giải

- Giáo viên phải chọn các bài tập nâng cao từ dễ đến khó tạo sự tích cực, tính độc lập, sáng tạo cho học sinh

- Giáo viên nên đưa thêm bài tập tương tự, mức độ nâng dần lên để hình thành ở học sinh kỹ năng giải bài tập hóa học

- Giáo viên cần hướng dẫn học sinh giải bài tập hóa học theo 4 bước :

+ Tìm hiểu đề bài: Xác định đại lượng đã cho và đại lượng cần tìm, hiểu ý

nghĩa mở rộng từng đại lượng Cần tóm tắt đề bài rõ ràng bằng ký hiệu hóa học, chuyển đổi đơn vị nếu cần thiết

+ Xác định hướng giải bài tập: Nhớ lại các khái niệm, các qui tắc, công

thức, có liên quan Từ đó tìm ra mối liên hệ giữa điều kiện đề bài cho và yêu cầu của bài tập

+ Trình bày lời giải: Thực hiện các bước giải đã vạch ra.

+ Kiểm tra kết quả: Xem lại đã trả lời đúng yêu cầu của bài chưa? Tính

toán có sai sót hay không?

- Đó là những yêu cầu cơ bản để giải một bài tập hóa học Nếu học sinh nắm được kiến thức, kỹ năng cơ bản thì việc giải bài tập theo qui trình trên sẽ mang lại kết quả cao

2.2 Đối với học sinh.

- Học sinh phải nhớ tên, kí hiệu hóa học, hóa trị của các nguyên tố, biết viết công thức hóa học của các, phải biết cách lập PTHH của phản ứng hóa học và phải xác định chất tham gia, chất tạo thành, xác định được tỉ lệ của các chất trong phản ứng hóa học

- Học sinh phải biết phân loại và nắm được bản chất của 4 loại phản ứng hóa học trong chương trình lớp 8

- Cần phải nắm được các công thức chuyển đổi giữa các đại lượng mol(n), khối lượng mol(M), khối lượng(m), thể tích(V)

- Học lý thuyết, kiến thức mới ngày nào phải hiểu và thuộc bài ấy, nếu phần

nào chưa hiểu thì phải xem lại

- Các em phải dành nhiều thời gian để học bài và làm những bài tập mà giáo viên đã dặn dò, để qua bài tập kiến thức mới ăn sâu vào trí nhớ

- Một bài toán hóa học phải đọc vài lần ,xác định dữ kiện cái gì đã cho, đã biết, cái gì cần tìm Trước hết phải hiểu rõ đề bài, định hướng được cách giải

- Bên cạnh đó, các em phải siêng năng đọc sách giáo khoa, đọc sách tham khảo, sách bài tập để mở rộng được kiến thức và hướng được cách giải cho phù hợp

3 Các biện pháp thực hiện.

3.1 Rèn luyện kỹ năng phân loại phản ứng hóa học: Học sinh thường lúng

túng khi lập sơ đồ phản ứng, cần phải rèn luyện cho học sinh kỹ năng phân loại phản ứng hóa học

Ở lớp 8 học sinh được học các loại phản ứng : Hóa hợp, phân hủy, phản ứng thế, phản ứng oxi hóa - khử Khi đã xác định được loại phản ứng thì suy luận

ra các chất sản phẩm

Ví dụ : Khi lập sơ đồ phản ứng hóa hợp ( Đặc biệt là oxi hóa hợp với một nguyên

tố khác ) , học sinh xác định được phản ứng phải tạo thành một chất ( gồm các nguyên tố thành phần ở các chất tham gia , dựa vào cách lập CTHH để viết đúng CTHH, chẳng hạn khi cho oxi tác dụng với kim loại ( Đốt cháy, hóa hợp, để ngoài không khí ,bị tác dụng ) thì sản phẩm thường phải là oxit kim loại :

O2 + M - -> M2On ( n là hóa trị của KL ).

Cụ thể khi đốt các kim loại: Al , Mg , Zn , Fe ta thu được các oxit :

Al2O3 , MgO , ZnO , Fe2O3

Những kiến thức này học sinh được cung cấp dần trong chương trình lớp 8

và giáo viên cần chú ý rèn luyện củng cố để các em có được kỹ năng viết thành thạo các sơ đồ phản ứng , từ đó lập được PTHH

3.2 Rèn luyện kỹ năng lập PTHH : Lập PTHH là yếu tố cần thiết để giải bài

toán tính theo PTHH , chỉ có thể học tốt khi học sinh có kỹ năng lập PTHH một cách thành thạo

-Kiến thức sách giáo khoa mới cho học sinh biết sơ lược một số sơ đồ phản ứng

và các bước lập PTHH (ba bước) song còn đơn giản , đặc biệt là cách cân bằng phương trình (chọn hệ số) vì vậy trước hết nên cho học sinh nắm vững và rèn luyện kỹ năng chọn hệ số thật thành thạo

Có thể lựa chọn bổ sung 3 phương pháp sau đây cho học sinh

Phương pháp 1 : Tìm bội số chung nhỏ nhất

Bước 1: Xác định bội số chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tố đó trong

công thức hóa học

Bước 2: Lấy bội số chung nhỏ nhất lần lượt chia các chỉ số trong từng công

thức hóa học để được các hệ số Sau đó cân bằng các nguyên tố còn lại

Bước 3: Viết phương trình hóa học

Chú ý: Thường bắt đầu từ nguyên tố nào có số nguyên tử nhiều và không bằng

nhau ở hai vế phương trình

Ví dụ : Cân bằng PTHH theo sơ đồ sau

P + O2 P2O5

Bước 1:

- O có số nguyên tử nhiều và không bằng nhau ở 2 vế

- Ta chọn nguyên tố oxi để cân bằng trước: Bội số chung nhỏ nhất của 2 chỉ số 2

và 5 là 10

Bước 2: - Ta lấy 10 : 5 = 2  đặt hệ số 2 trước công thức P2O5

- Ta lấy 10 : 2 = 5  đặt hệ số 5 trước công thức O2 ta được:

to

  

P + 5O2 2P2O5

- Tiếp theo, ta cân bằng P: Đặt hệ số 4 trước P, ta được:

P + 5O2 2P2O5

Bước 3: Viết phương trình hóa học

4P + 5O2  t0 2P2O5

Phương pháp 2 : Phương pháp chẵn lẻ

Bước 1: Viết đúng công thức hóa học của các chất tham gia và sản phẩm Bước 2: Chọn hệ số phân tử sao cho số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai

vế đều bằng nhau Cách làm như sau:

- Nên bắt đầu từ những nguyên tố mà số nguyên tử có nhiều và không bằng nhau

- Trường hợp số nguyên tử của một nguyên tố ở vế này là số chẵn và ở vế kia

là số lẻ thì trước hết phải đặt hệ số 2cho chất mà số nguyên tử là số lẻ, rồi tiếp tục đặt hệ số cho phân tử chứa số nguyên tử chẵn ở vế còn lại sao cho số nguyên tử của nguyên tố này ở hai vế bằng nhau

Bước 3: Viết phương trình hóa học

Ví dụ : Lập phương trình hóa học của phản ứng có sơ đồ sau:

P + O2 P2O5

Bước 1 Viết sơ đồ phản ứng: P + O2 P2O5

Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố:

- Cả P và O đều có số nguyên tử không bằng nhau

- Bắt đầu từ nguyên tố O có nhiều nguyên tử hơn Trước hết phải làm chẵn số nguyên tử O tức là đặt hệ số 2 trước công thức P2O5

- Tiếp đó đặt hệ số 5 trước O2 và 4 trước Như vậy cả hai bên đều có 10 O và 4 P

Bước 3: Viết phương trình hóa học

4P + 5O2  t0 2P2O5

Phương pháp 3: Phương pháp đại số

to

  

to

  

to

  

to

  

Bước 1: Đặt hệ số cân bằng các chữ a, b, c, d, đứng trước các chất trong

phản ứng

Bước 2: - Lập phương trình theo nguyên lý bảo toàn nguyên tố hai vế.

- Chọn ẩn số bất kỳ bằng Rồi giải nghiệm các ẩn số đó

- Nhân nghiệm tìm được với một số thích hợp để các hệ số là số nguyên

Bước 3: Viết phương trình hóa học

Ví dụ 1: Lập phương trình hóa học của phản ứng có sơ đồ sau:

P2O5 + H2O - H3PO4

Bước 1: Đặt hệ số a, b, c đứng trước các chất trong phản ứng:

aP2O5 + bH2O - cH3PO4

Bước 2: - Từng nguyên tố hai vế bằng nhau:

P : 2a = c (1)

O : 5a + b = 4c (2)

-Chọn c = 1 Từ (1)  a =1

2

Từ (3)  b = 3

2

- Nhân tất cả các nghiệm với 2, ta được: a = 1; b = 3; c = 2

Bước 3: Viết phương trình hóa học

P2O5 + 3H2O  2H3PO4

Ví dụ 2: : Lập phương trình hóa học của phản ứng có sơ đồ sau:

Fe + O2 Fe2O3

Bước 1: Đặt hệ số a, b, c đứng trước các chất trong phản ứng:

aFe + bO2 cFe2O3

Bước 2: - Từng nguyên tố hai vế bằng nhau:

Fe : a = 2c (1)

- Chọn c = 1 Từ (1)  a = 2

Từ (2)  b = 3

2

to

  

to

  

- Nhân tất cả các nghiệm với 2, ta được: a = 4; b = 3; c = 2

Bước 3: Viết phương trình hóa học

4Fe + 3O2  t0 2Fe2O3

3.3 Rèn luyện kỹ năng giải bài toán tính theo PTHH

3.3.1 Hình thành kỹ năng giải bài toán hoá học :

Các bước tiến hành để giải một bài toán hóa học gồm 3 bước chính như sau

Bước 1 : Phân tích đề bài

Một bài toán hóa bao giờ cũng chứa đựng hai nội dung:

- Trước hết là bản chất hóa học

- Sau đó là nội dung toán học

Trong đó bản chất hóa học là cơ sở cho nội dung toán học Chỉ khi đã xác định đúng yếu tố hóa học(ghi lại được bằng phương trình phản ứng) mới bắt tay vào xử lý nội dung toán học

Vì thế, ngay từ đầu, với việc yêu cầu các em đọc thật kỹ đề bài, tôi đã sử dụng hệ thống câu hỏi mang tính chất gợi mở, giúp các em tự xác định được bản chất hóa học của bài, chẳng hạn như:

- Qua đề bài các em thấy các chất có bị biến đổi không? Biến đổi như thế nào? Biến đổi đó là biến đổi vật lý hay hóa học?

- Nếu là biến đổi hóa học, hãy cho biết chất tham gia phản ứng? chất sản phẩm?

- Công thức hóa học của các chất được viết như thế nào?

- Hãy ghi lại sơ đồ phản ứng rồi cân bằng phương trình hóa học

Bước 2: Tóm tắt đề bài

- Hướng dẫn học sinh tìm được các dữ liệu bài cho và các yêu cầu cần giải

quyết Sử dụng triệt để các kí hiệu, công thức vật lý, toán học để tóm tắt ngay trên phương trình vừa viết

- Làm được như thế, học sinh sẽ thoát ly được câu chữ trong đề bài: nhìn vào phần tóm tắt, sẽ biết ngay được phần hóa học, phần toán học, phần dữ kiện nào bài cho và những yêu cầu cần phải tính toán từ đó các em sẽ có sự tập trung

cao hơn, chủ động hơn trong suy nghĩ đi tìm mối liên quan tỷ lệ giữa các chất bài chovaf chất cần tìm (theo phương trình hóa học)

Bước 3: Tìm tòi phương pháp giải

Từ việc phân tích đề bài các em hãy suy nghĩ, phân tích xem bài toán thuộc dạng

nào? Dạng cơ bản chưa? Nếu chưa cơ bản thì cần thực hiện các bước nào? Thực hiện các phép quy đổi nào để đưa viết về dạng cơ bản nhất

3.3.2 Phân loại và phương pháp giải bài toán tính theo phương trình hóa học ở lớp 8 :

Dạng 1: Bài toán dựa vào số mol tính khối lượng hoặc thể tích chất tham gia (hoặc chất tạo thành): là loại bài toán chỉ có 1 phản ứng xảy ra , đầu bài cho biết

lượng một chất và yêu cầu phải tính lượng những chất khác trong phản ứng Đây

là dạng cơ bản và đơn giản nhất

- Phương pháp : Áp dụng các bước giải cơ bản

- Chuyển giả thiết cho về số mol.

- Viết và cân bằng PTPƯ

- Dựa vào tỉ lệ mol theo PTPƯ, từ số mol chất đã biết tìm số mol chất chưa biết (theo qui tắc tam xuất)

- Từ số mol, tính ra khối lượng (hoặc thể tích khí) hay các vấn đề khác

mà đề bài yêu cầu trả lời

- Ví dụ 1:

Cho 13g Zn tác dụng vừa đủ với dung dịch HCl, sau phản ứng thu được hiđro

và dung dịch muối Hãy tính:

a) Thể tích khí hiđro thu được ở đktc

b) Khối lượng dung dịch muối tạo thành

Bài giải :

- Tính số mol kẽm (Zn) tham gia phản ứng:

nZn = 0,2( )

65

13

mol M

m

Zn

Zn



- PTHH: Zn + 2HCl    ZnCl2 + H2

1mol 1mol 1mol

0,2 mol y mol x mol

a) Số mol H2 tạo thành: x = .1 0,2( )

1

2 , 0

mol



=> 22,4 0,2.22,4 4,48( )

b) Số mol ZnCl2 tạo thành: y = .1 0,2( )

1

2 , 0

mol



=> Khối lượng muối: 0,2.136 27,2( )

m ZnCl   

- Ví dụ 2:

Đốt cháy một lượng Cacbon trong không khí thu được 4,48 lit khí Cacbonic Tính khối lượng Cacbon đã dùng

Bài giải

PTHH: C + O2   t0 CO2

Theo đề: nCO2 = 0 , 2

4 , 22

48 , 4

 mol

Theo PTHH: nC = n CO2 = 0,2 mol

Vậy khối lượng Cacbon cần dùng là: mC = 0,2 12 = 2,4 gam

Dạng 2: Bài toán có chất dư: Bài toán cho biết lượng của cả hai chất tham gia

phản ứng và yêu cầu tính lượng chất tạo thành

Yêu cầu học sinh nắm được kiến thức cơ bản : trong hai chất tham gia phản ứng sẽ có một chất phản ứng hết chất còn lại có thể hết hoặc dư Lượng chất tạo thành được tính theo lượng chất nào phản ứng hết

- Phương pháp : Giả sử có phương trình : aA + bB cC + dD

Lập tỉ số:

a

n A

và

b

n B

Trong đó nA : số mol chất A theo đề bài

nB : số mol chất B theo đề bài

So sánh 2 tỉ số :

Nếu

a

n A

>

b

n B

: Chất A hết, chất B dư

Nếu

a

n A

<

b

n B

: Chất B hết, chất A dư

Tính các lượng chất theo chất phản ứng hết

- Ví dụ: Nếu cho 11,2g Fe tác dụng với 18,25g HCl thì sau phản ứng sẽ được

những chất nào ? Bao nhiêu gam?

Bài giải

 Tính số mol: 0,2( )

56

2 , 11

mol

0,5( )

5 , 36

25 , 18

mol

 Phản ứng: Fe + 2HCl    FeCl2 + H2

Ban đầu cho: 0,2mol 0,5 mol

Phản ứng: 0,2mol 2.0,2mol 0,2mol 0,2mol

Sau phản ứng: 0 0,1mol 0,2mol 0,2mol

(Vì

2

5 ,

0

1

2

,

0

 nên Fe phản ứng hết; HCl còn dư)

Theo PTPƯ thì số mol HCl phản ứng gấp đôi số mol Fe

 nHCl (phản ứng) = 2.0,2 = 0,4 (mol)

nFeCl  nH  nFe

2

Vậy sau phản ứng thu được:

m FeCl 0,2.12725,4g