Quy đổi, Trên cơ sở nghiên cứu lý luận, đánh giá công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, đề xuất phương pháp giải toán về phương pháp quy đổi, đề tài được nghiên cứu để cùng trao đổi với đồng nghiệp tìm ra giải pháp giúp cho học sinh say mê hóa học và cũng để nâng cao chất lượng và số lượng học sinh giỏi của trường THCS Bình Tân nói riêng, của quận Bình Tân nói chung.
Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp MỤC LỤC DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT .2 PHẦN A MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI .3 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU PHẦN B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 1.2.1 Quy đổi 1.2.2 Các hướng quy đổi CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG TRONG CÔNG TÁC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI 2.1 THUẬN LỢI 2.2 KHÓ KHĂN CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ QUY ĐỔI 10 3.1 Các giải pháp thực .10 3.2 Một số hướng quy đổi toán thường gặp quy đổi 10 3.2.1 Dạng 1: Hỗn hợp oxit kim loại kim loại 10 3.2.2 Dạng 2: Hỗn hợp gồm kim loại, sunfua kim loại lưu huỳnh .11 3.2.3 Giải pháp 2: Bài giải mẫu minh họa cho toán 12 3.2.4 Giải pháp 3: Bài tập vận dụng rèn luyện .16 3.3 HIỆU QUẢ CỦA VIỆC TRIỂN KHAI SÁNG KIẾN 22 C PHẦN KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ .23 KẾT LUẬN 23 KHUYẾN NGHỊ 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO 26 GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT TT Chữ viết tắt dd ddbh HS THCS Nội dung viết tắt dung dịch dung dịch bão hòa học sinh Trung học sở PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TRONG BÀI TỐN HĨA VƠ CƠ DÀNH CHO HỌC SINH GIỎI LỚP GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp PHẦN A MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI “Hiền tài ngun khí quốc gia, ngun khí thịnh nước mạnh mà hưng thịnh, ngun khí suy nước yếu mà thấp hèn Vì bậc đế vương thánh minh không đời không coi việc giáo dục nhân tài, kén chọn kẻ sĩ, vun trồng nguyên khí quốc gia làm cơng việc cần thiết” Câu nói bất hủ tiến sĩ triều Lê, Thân Nhân Trung cho thấy từ thời xa xưa, hệ ông cha ta coi trọng nhân tài coi nhân tài tương lai đất nước Từ đó, để nâng cao chất lượng giáo dục trường học, cần đầu tư nâng cao chất lượng giáo dục rộng rãi chất lượng mũi nhọn Vì cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi có tác dụng thật mạnh mẽ việc hình thành phát triển trí thơng minh, nhân cách, ngồi tạo động lực vươn lên để giành kết cao học sinh, tạo hệ học sinh có sức khỏe, trí tuệ lực để phục vụ cho cách mạng khoa học kỹ thuật, công nghệ Tuy nhiên, ba năm gần số lượng học sinh giỏi trường THCS Bình Tân quận Bình Tân chưa thật ngang tầm với trường khác quận thành phố Hồ Chí Minh Bản thân đồng nghiệp tổ mơn Hóa học Ban giám hiệu xác định phải xây dựng lộ trình bồi dưỡng học sinh giỏi cụ thể Đó là: Bản thân giáo viên dạy bồi dưỡng phải tìm phương pháp để phát hiện, lập kế hoạch, nội dung bồi dưỡng học sinh giỏi cho phù hợp với tình hình thực tế trường, dạy để tạo hứng thú, kích thích trí tị mị, tìm tịi, sáng tạo, u thích mơn Hóa học, thích chinh phục vượt qua khó khăn để chiếm lĩnh kiến thức Cần tham mưu với ban giám hiệu; phối hợp chặt chẽ với giáo viên chủ nhiệm, với cha mẹ học sinh để phối hợp giáo dục, tạo điều kiện cho học sinh ôn tập rèn luyện cách tốt GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp Mặt khác, giáo viên thường xuyên tham gia công tác bồi dưỡng đội tuyển học sinh giỏi THCS Bình Tân, tơi thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển học sinh giỏi lúng túng, giải dạng toán như: Hỗn hợp nhiều chất tác dụng với axit có tính oxy hóa mạnh HNO 3, H2SO4 đặc Trong dạng tập năm có đề thi học sinh giỏi cấp Từ khó khăn vướng mắc tơi tìm tịi nghiên cứu tìm ngun nhân (nắm kỹ chưa chắc; thiếu khả tư hóa học,…) tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt dạng tốn hóa học Trong q trình bồi dưỡng học sinh giỏi thơng qua kiểm tra tơi nhận thấy em thích dạng toán (Hỗn hợp nhiều chất tác dụng với axit có tính oxy hóa mạnh HNO3, H2SO4 đặc) chưa nắm vững phương pháp gặp nhiều lỗi làm Với lý tơi nghiên cứu, tìm tịi thảo luận với đồng nghiệp mặt hạn chế, thiếu sót và lỗi thường gặp em học sinh giỏi mơn hóa học Từ tơi hoàn thành sáng kiến “ PHƯƠNG PHÁP QUY ĐỔI TRONG BÀI TỐN HĨA VƠ CƠ DÀNH CHO HỌC SINH GIỎI LỚP 9” nhằm rút ngắn phần thời gian bồi dưỡng lớp, tạo cho em có nhìn cách tiếp cận đề thi theo hướng lựa chọn phương pháp hiệu rút ngắn thời gian làm thi Hy vọng với việc khắc phục sai sót thường gặp em học sinh số dạng tốn mà tơi đề cập đến đề tài học quý cho học sinh đội tuyển học sinh giỏi cấp Vì khn khổ viết tơi khơng có tham vọng đưa nhiều ví dụ minh họa việc khai thác dạng tập, mong nhận động viên khích lệ từ đồng nghiệp, bậc phụ huynh cấp lãnh đạo MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Trên sở nghiên cứu lý luận, đánh giá công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, đề xuất phương pháp giải toán phương pháp quy đổi, đề tài nghiên cứu để GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp trao đổi với đồng nghiệp tìm giải pháp giúp cho học sinh say mê hóa học để nâng cao chất lượng số lượng học sinh giỏi trường THCS Bình Tân nói riêng, quận Bình Tân nói chung ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU Các phương pháp giải toán phương pháp quy đổi bồi dưỡng học sinh giỏi PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Phân tích đàm thoại trực tiếp với học sinh qua nhiều hệ mà bồi dưỡng để nắm rõ nguyên nhân học sinh khơng giải dạng tốn quy đổi - Tổng hợp, so sánh kết học sinh đạt thân đồng nghiệp bồi dưỡng qua số năm gần từ năm học 2014- 2015 đến năm học 20182019 để nắm rõ tồn hạn chế công tác bồi dưỡng học sinh giỏi năm qua - Thu thập, tham khảo đóng góp đồng nghiệp có kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi đạt kết cao, chuyên gia hóa học để có giải pháp bồi dưỡng học sinh giỏi lớp PHẦN B NỘI DUNG CHƯƠNG 1: CƠ SỞ LÍ LUẬN 1.1 CƠ SỞ LÍ LUẬN - Trong luật giáo dục ghi rõ: giáo dục phải phát huy tính tích cực, tự giác, chủ động, sáng tạo phù hợp với môn học, lớp học tác động đến tình cảm đem lại niềm vui, niềm hứng thú cho học sinh học tập - Phương pháp dạy học tích cực phát huy tính chủ động sáng tạo học sinh thơng qua nghiên cứu - Hóa học mơn khoa học tự nhiên mà học sinh tiếp cận muộn so với mơn học khác có vai trị quan trọng nhà trường phổ thơng Mơn Hóa học bậc THCS cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức phổ thông, GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp thiết thực, rèn cho học sinh khả tư sáng tạo phản ứng nhanh nhạy Vì giáo viên mơn Hóa học cần hình thành em số kỹ khả phân tích tổng hợp kiến thức, cẩn thận, kiên trì, xác, thói quen học tập làm việc cách khoa học từ làm tảng để em phát triển khả nhận thức lực hành động 1.2 CÁC KHÁI NIỆM LIÊN QUAN ĐẾN ĐỀ TÀI 1.2.1 Quy đổi Quy đổi phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa toán ban đầu hỗn hợp phức tạp dạng đơn giản hơn, qua làm cho phép tính trở nên dễ dàng thuận tiện Khi áp dụng phương pháp quy đổi cần lưu ý: Bảo toàn số mol nguyên tố bảo toàn số oxi hóa 1.2.2 Các hướng quy đổi Một tốn có nhiều hướng quy đổi khác nhau, có hướng Quy đổi hỗn hợp nhiều chất thành hỗn hợp hay chất Trong trường hợp thay giữ nguyên hỗn hợp chất ban đầu, ta chuyển thành hỗn hợp với số chất (cũng ngun tố đó), thường hỗn hợp chất, chí chất Quy đổi hỗn hợp chất nguyên tử tương ứng Thông thường ta gặp phải toán hỗn hợp nhiều chất, chất gồm nguyên tố Do quy đổi thẳng hỗn hợp đầu thành hỗn hợp gồm nguyên tử tương ứng CHƯƠNG 2: THỰC TRẠNG TRONG CÔNG TÁC BỒI DƯỠNG HỌC SINH GIỎI Bản thân tham gia giảng dạy nhiều năm trực tiếp bồi dưỡng học sinh giỏi mơn Hóa học Trong trình giảng dạy, bồi dưỡng học sinh giỏi tơi thấy có số thuận lợi khó khăn sau: GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vô dành cho học sinh giỏi lớp 2.1 THUẬN LỢI - Được quan tâm đạo kịp thời Ban Giám Hiệu, giúp đỡ thầy đồng nghiệp tổ chun mơn Lý- Hóa - Trường THCS Bình Tân quận Bình Tân có nguồn học sinh đạt học sinh giỏi tương đối cao - Được ủng hộ đại đa số phụ huynh, tạo điều kiện tốt để học sinh tham gia bồi dưỡng đầy đủ - Giáo viên giảng dạy mơn Hóa tổ có chun mơn kinh nghiệm giảng dạy vững vàng - Đa số học sinh học ngoan, chăm học, nhiều em có hứng thú với mơn Hóa học 2.2 KHĨ KHĂN - Khác với môn khoa học khác việc chọn học sinh khối để bồi dưỡng mơn Hóa học giáo viên cịn gặp khơng khó khăn Vì giáo viên tiếp cận với học sinh muộn so với giáo viên dạy môn khác Thời gian phát hiện, chọn bồi dưỡng tương đối ngắn nên có thời gian gần gũi học sinh - Việc chọn đội tuyển học sinh giỏi mơn Hóa học tương đối khó khăn đa số tâm lí phụ huynh muốn cho em học mơn Văn, Tốn, Anh để có tiền đề ơn thi tuyển sinh lớp 10 - Thời gian bồi dưỡng hạn hẹp (cấp quận 60 tiết, cấp thành phố 120 tiết), kiến thức môn rộng - Một số học sinh không ổn định tâm lý nên tâm chưa cao học chưa đều, đơi cịn bỏ chừng để ôn đại trà cho môn khác - Nhiều tài liệu tham khảo biên soạn không theo trình tự cụ thể, làm cho học sinh khó tham khảo, tổng hợp kiến thức thầy cô dạy kiến thức sách tham khảo GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp - Giáo viên đa số vững chất lượng kinh nghiệm giảng dạy số chủ đề, số dạng tập cịn chưa mạnh, chưa đáp ứng số tập có kỳ thi học sinh giỏi - Một số nội dung bồi dưỡng giáo trình liệt kê chưa phù hợp, chưa khoa học, trình tự bồi dưỡng cịn lung tung, khơng xếp cách hợp lý - Đối với học sinh: vấn đề học bồi dưỡng chưa thực vào chiều sâu, số em trình bồi dưỡng thấy nội dung học khó, dẫn đến lơ là, buông lỏng tham gia kỳ thi học sinh giỏi cấp Hơn khả tư duy, phân tích , tổng hợp em chưa tốt, kỹ giải tập cịn thiếu Vì gặp dạng tập đòi hỏi tư sáng tạo em thường lúng túng dẫn đến sai sót - Đa số em học sinh cịn phải học nhiều mơn khác năm cuối cấp, em cịn nhiều áp lực khác áp lực từ phía phụ huynh, áp lực thi tuyển sinh lớp 10 từ dẫn đến quỹ thời gian không đủ để em tự học, tự nghiên cứu - Số lượng giáo viên dạy môn hóa học trường THCS Bình Tân có 03 (ba) thầy nên việc trao đổi kinh nghiệm cịn gặp nhiều khó khăn Lực lượng kế cận chưa mạnh chưa tâm cao, phải dạy nhiều tiết phải kiêm nhiệm nhiều việc - Ở số chun đề cần phải có cơng nghệ thơng tin cần có số hóa chất định, sở vật chất chưa đáp ứng đủ cho cơng tác bồi dưỡng trường có phịng nghe nhìn, số lượng hóa chất phịng thí nghiệm hạn chế - Ngân sách chi cho bồi dưỡng học sinh giỏi chưa đủ mạnh để tạo điều kiện cho giáo viên dạy - Ngồi cịn có trường hợp số giáo viên giỏi, kinh nghiệm vững vàng lại không mặn mà với công tác bồi dưỡng học sinh giỏi nhiều lí khác Từ thuận lợi khó khăn trên, kết bồi dưỡng đạt kết chưa khả quan, chưa xứng tầm với lợi nhà trường Cụ thể: Năm Số lượng GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài Kết đạt - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp HS dự thi 2014- 2015 2015- 2016 2016- 2017 Cấp trường 05 07 07 Cấp trường 05 07 07 Cấp quận Cấp thành phố 02 04 01 học sinh giải III 05 01 học sinh giải III CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ QUY ĐỔI 3.1 Các giải pháp thực Trong trình dạy học rút số giải pháp hạn chế lỗi sai lầm học sinh sau: a) Đọc kỹ đề trước làm động tác đơn giản lại quan trọng GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp b) Tóm tắt đề cách gạch chân nội dung quan trọng có đề HS có cách nhìn bao qt đề từ đưa phương pháp làm thích hợp c) Phải hiểu rõ tính chất hóa học loại chất, chất học d) Trong nhiều dạng toán em phải biết thứ tự phản ứng Với tập tính tốn, trước hết HS phải trang bị số phương pháp giải toán hoá như: phương pháp bảo tồn khối lượng, bảo tồn ngun tố, tốn chất khí, phương pháp trung bình, kỹ biện luận sau hướng dẫn HS trước giải tốn phải tìm số mol chất (nếu có thể), viết phương trình hố học hay sơ đồ biến hố để kết nối mối quan hệ, từ lập phương trình hay hệ phương trình tốn học, giải tốn tìm nghiệm Nếu HS mắc lỗi hay sai lầm cho dù nhỏ phải có cách khắc phục lỗi hay sai lầm 3.2 Một số hướng quy đổi toán thường gặp quy đổi Bài tốn: Hỗn hợp (nhiều chất) + chất oxi hóa �� � sản phẩm Khi ta quy đổi hỗn hợp X hỗn hợp chứa chất (cũng chứa nguyên tố đó) hay quy đổi hỗn hợp nguyên tử X, phải thỏa mãn định luật bảo toàn như: bảo toàn khối lượng, bảo toàn nguyên tố, bảo toàn electron Phương án tối ưu quy đổi hỗn hợp nguyên tử 3.2.1 Dạng 1: Hỗn hợp oxit kim loại kim loại Phương pháp: Quy đổi hỗn hợp hỗn hợp nguyên tử kim loại oxi - Lập phương trình cho- nhận electron - Lập phương trình bảo tồn mol electron - Giải phương trình GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 10 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp �Fe � �FeS Bài toán 2: X � tác dụng với HNO3 hay H2SO4 đặc � Quy đổi X �FeS2 � CuS � �Fe:amol � Cu : bmol � � S:cmol � 3.2.3 Giải pháp 2: Bài giải mẫu minh họa cho toán Dạng 1: Hỗn hợp oxit kim loại kim loại Bài 1: Cho 11,36 gam hỗn hợp gồm Fe, FeO, Fe2O3 Fe3O4 phản ứng hết với dung dịch HNO3 lỗng(dư), thu 1,344 lít khí NO(sản phẩm khử nhất,ở đktc)và dung dịch X.Cô cạn dung dịch X thu m gam muối khan Giá trị m bao nhiêu? Phân tích tốn: -Hỗn hợp gồm sắt oxit sắt , ta quy đổi hỗn hợp hỗn hợp nguyên tử sắt nguyên tử o xi Fe,FeO,Fe2O3,Fe3O4 →Fe,O -Nắm lấy số o xi hoá nguyên tố trạng thái đầu cuối , lập phương trình cho -nhận electron Lời giải : nNO = 0,06 (mol) Đặt số mol Fe lã x,số mol O y.Theo bảo tồn khối lượng ta có: 56x + 16y =11,36 gam (1) -Các phương trình cho- nhận electron: Fe→ Fe3+ + 3e x mol x 3x mol O + 2e → O2GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 12 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp ymol 2y N+5 ymol + 3e → N+2 0,18 0,06 mol -Bảo toàn mol electron cho - nhận ta có : 3x = 2y + 0,18 (2) Từ (1) ,(2) ta có hệ phương trình : 56x + 16y = 11,36 3x - 2y =0,18 Giải hệ x = 0,16 y = 0,30 Suy mFe(NO3)3 = 0,16.242 = 38,72 gam Nhận xét: Qua lời giải trên, cho thấy toán giải gọn gàng Nếu không dùng phương pháp quy đổi nguyên tử mà giải phương pháp viết phương trình phân tử ta phải viết đến phương trình phân tử phức tạp Fe + HNO3 loãng → Fe(NO3)3 + NO + 2H2O 3FeO + 10HNO3 loãng→3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O Fe2O3 +6 HNO3→ 2Fe(NO3)3 + 3H2O 3Fe3O4 + 28HNO3→ 9Fe(NO3)3 + NO +14H2O Ngồi cịn phải lập nhiều phương trình đại số phức tạp , lời giải dài,mất nhiều thời gian Rõ ràng phương pháp quy đổi nguyên tử ưu việt nhiều mặt , đặc biệt phù hợp với kiểu thi trắc nghiệm Bài 2: Oxi hóa chậm m gam Fe ngồi khơng khí thu 12g hỗn hợp A gồm FeO, Fe2O3, Fe3O4 Fe dư Hòa tan A vừa đủ 200ml dd HNO thu 2,24l khí NO (đktc) Giá trị m nồng độ mol/ l dd HNO3 bao nhiêu? Lời giải: -Quy đổi hỗn hợp A thành hỗn hợp Fe, O -Gọi số mol Fe, O theo thứ tự x , y ta có : 56x + 16y = 12(1) -Số mol NO = 0,1(mol) -Các phương trình cho- nhận electron: GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 13 Phương pháp quy đổi toán hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp Fe → Fe3+ + 3e xmol x 3x mol → O2- O + 2e y 2y mol N+5 + 3e→ N+2 0,3 0,1 mol -Bảo toàn mol electron cho- nhận ta có : 3x = 2y + 0,3 Hay 3x - 2y = 0,3 (2) -Từ(1) (2) ta có hệ phương trình : 56x + 16y = 12 3x - 2y = 0,3 -Giải hệ phương trình ta x = 0,18 y = 0,12 Suy khối lượng sắt : mFe = 0,18.56 = 10,08 gam - Bảo toàn nguyên tố ni tơ ; nHNO3 = 3nFe(NO3)3 + nNO = 3.0,18 + 0,1 = 0,64 suy nồng độ mol/l dung dịch HNO3 ban đầu : 0,64 : 0,2 = 3,2 M Dạng 2: Hỗn hợp gồm kim loại, sunfua kim loại lưu huỳnh Phương pháp : Quy đổi hỗn hợp thành kim loại lưu huỳnh Bài 3:Hồ tan hoàn toàn 25,6g hỗn hợp Fe, FeS, FeS2 S dung dịch HNO3 dư thu dung dịch Y V lit khí NO Thêm dung dịch Ba(OH) dư vào dung dịch Y thu 126,25g kết tủa Giá trị V bao nhiêu? Lời giải : Quy đổi hỗn hợp ban đầu thành Fe S Đặt số mol Fe,S x,y ta có 56x + 32y = 25,6 (1) Ba2+ + SO42y mol Fe3+ → BaSO4 ↓ y mol + 3OH- → Fe(OH)3 ↓ x mol x mol Ta có : 233y + 107x = 126,5 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình : GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - 56x + 32y = 25,6 - Trang 14 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp 107x + 233y = 126,5 Kết x = 0,2 y = 0,45 Fe → Fe3+ + 3e 0,2 S 0,6 mol → S+6 0,45 + 6e 2,70 mol N+5 + 3e → N+2 3a mol a mol Bảo toàn molelectron cho- nhận : 0,6 + 2,70 = 3a → a = 1,1 Vậy VNO = 1,1.22,4 = 24,64 lít (đktc) Nhận xét : Bài toán giải phương pháp thơng thường phải viết phương trình phản ứng o xi hố- khử phức tạp ngồi cịn phải viết phương trình phản ứng trao đổi Bài 4: Hoà tan hoàn toàn 30,4g hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuS, Cu 2S S dung dịch HNO3 20,16 lit khí NO (đkc)và dung dịch Y Thêm Ba(OH)2 dư vào dung dịch Y thu gam kết tủa? Lời giải : - Quy đổi hỗn hợp rắn X thành hỗn hợp nguyên tử Cu S - Gọi số mol Cu S x ,y ta có 64x + 32y = 30,4 (1) nNO = 0,9 (mol) - Các phương trình cho- nhận electron : Cu → Cu2+ x S x → y mol N+5 + 2e 2x mol S+6 + 6e y + 3e 2,70 6y → N+2 0,90 mol GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 15 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp Bảo tồn mol electron ta có : 2x + 6y = 2,70 (2) - Từ (1) (2) ta có hệ phương trình : 64x + 32y = 30,4 2x + 6y = 2,70 Giải hệ phương trình ta x = 0,3 y = 0,35 Cu2+ + 2OH- → Cu(OH)2 ↓ 0,3 Ba2+ 0,3 mol + SO42- → BaSO4 ↓ 0,35 0,35 mol - Tổng khối lượng kết tủa : 0,3.98 + 0,35.233 = 110,95 gam Nhận xét : Lời giải toán sâu sắc ,ngắn gọn ,dễ hiểu Chuyển toán phức tạp toán đơn giản dễ áp dụng 3.2.4 Giải pháp 3: Bài tập vận dụng rèn luyện Bài 1: Hòa tan 6,96g Fe3O4 vào dd HNO3 dư thu 0,224 lit NxOy (đktc) Khí NxOy có cơng thức gì? Lời giải: -Số mol Fe3O4 = 6,96 : 232 = 0,03 mol suy số mol Fe = 0,09 , số mol O = 0,12 Fe → Fe3+ + 3e 0,09 O 0,27 (mol ) + 2e → O2- 0,12 0,24 (mol) N+5 + (5 - 2y/x) e → N+2y/x 0,01x mol -Bảo toàn mol electron cho- nhận : Ta có 0,01x.( -2y/x) + 0,24 = 0,27 Hay 5x -2y =3 suy x =1 y =1 Vậy công thức oxit nitơ NO Nhận xét : Lời giải toán đơn giản , dễ hiểu nhanh chóng Nếu viết phương trình phân tử có phương trình với hệ số chữ giải phức tạp GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 16 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp Bài 2: Nung m gam bột Cu oxi thu 37,6 gam hỗn hợp rắn X gồm Cu, CuO Cu2O Hòa tan hồn tồn X dung dịch HNO đặc, nóng (dư) thấy 6,72 lít khí (ở đktc) Giá trị m bao nhiêu? Lời giải : - Quy đổi hỗn hợp Cu, CuO, Cu2O hỗn hợp nguyên tử Cu O nNO2 = 0,3 (mol) Cu → Cu2+ + 2e x mol 2x mol → O2- O + 2e y mol 2y N+5 + 1e → N+4 0,3 0,3 mol -Bảo toàn khối lượng Cu O : 64x + 16y = 37,6 (gam) -Bảo tồn electron : ta có 2x = 2y + 0,3 -Giải hệ phương trình : 64x + 16y = 37,6 2x - 2y = 0,3 Kết x = 0,5 y = 0,35 Vậy khối lượng đồng : 0,5.64 = 32 gam Nhận xét : Bài toán áp dụng cho o xit kim loại miễn có tham gia phản ứng oxi hố -khử Bài 3: Cho hỗn hợp FeO, CuO Fe3O4 có số mol tác dụng hết với dung dịch HNO3 thu hỗn hợp khí gồm 0,09 mol NO2 0,05 mol NO Tổng số mol hỗn hợp là: Lời giải: -Gọi số mol FeO,CuO,Fe3O4 x suy số mol Fe 4x ,số mol Cu x , số mol O 6x -Quy đổi hỗn hợp o xit thành hỗn hợp nguyên tử : Fe → Fe3+ 4x Cu → Cu2+ + 3e 12x mol + 2e GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 17 Phương pháp quy đổi toán hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp x O 2x mol + 2e 6x N+5 → O2- 12x (mol) + 1e → N+4 0,09 N+5 + 3e→ 0,15 0,09(mol) N+2 0,05(mol) -Bảo toàn mol electron cho-nhận ta có : 12x + 2x = 12x + 0,09 + 0,15 Suy x = 0,12 Vậy tổng số mol o xit kim loại 0,36 Nhận xét : Lời giải toán ngắn gọn ,dễ hiểu Nếu giải phương pháp thông thường gồm phương trình phản ứng : CuO + 2HNO3 → Cu(NO3)2 + H2O 3FeO + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 + NO + 5H2O FeO + 4HNO3 → Fe(NO3)3 + NO2 + 2H2O 3Fe3O4 + 28HNO3→ 9Fe(NO3)3 + NO + 14H2O Fe3O4 + 10HNO3 → 3Fe(NO3)3 +NO2 + 5H2O Quá trình giải phức tạp Bài 4: Cho 61,2 gam hỗn hợp X gồm Cu Fe 3O4 tác dụng với dung dịch HNO3 lỗng, đun nóng khuấy Sau phản ứng xảy hồn tồn, thu 3,36 lít khí NO (sản phẩm khử nhất, đktc), dung dịch Y lại 2,4 gam kim loại Cô cạn dung dịch Y, thu m gam muối khan Giá trị m bao nhiêu? Lời giải : - Khối lượng kim loại Cu cịn lại 2,4 gam , khối lượng Cu Fe3O4 phản ứng 5,88 gam Trước Cu lại, Cu khử ion Fe3+ Fe2+ - Quy đổi hỗn hợp Cu Fe3O4 phản ứng thành hỗn hợp nguyên tử Cu, Fe , O Ta có : Fe → Fe2+ + 2e GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 18 Phương pháp quy đổi toán hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp x mol x → Cu → y O 4x/3 N+5 Cu2+ 2x mol + 2e y + 2e 2y mol → O2- 8x/3 (mol) + 3e → N+2 0,45 0,15 (mol) -Bảo tồn mol electron cho- nhận ta có : 2x + 2y = 8x/3 + 0,45 Hay : -2x + 6y = 1,35 (1) Mặt khác ta lại có tổng khối lượng hỗn hợp Cu Fe3O4 phản ứng 58,8 gam Vì ta có phương trình : x/3.232 + 64y = 58,8 Hay : 232x + 192y = 176,4 (2) Từ (1) (2) ta có hệ phương trình : -2x + 6y = 1,35 232x + 192y = 176.4 Giải hệ x = 0,45 y = 0,375 -Dung dịch Y gồm muối Fe(NO3)2 Cu(NO3)2 Tổng khối lượng hai muối là: 180.0,45 + 188.0,375 = 151,5 gam Bài 5: Để khử hoàn toàn 3,04 gam hỗn hợp X gồm FeO, Fe3O4, Fe2O3 cần 0,05 mol H2 Mặt khác, hịa tan hồn tồn 3,04 gam hỗn hợp X dd H 2SO4 đặc thu V ml khí SO2 (sản phẩm khử đktc) Giá trị V bao nhiêu? Phân tích : H2 khử hồn toàn hỗn hợp o xit sắt , biết số mol H2 ta tính số mol o xi o xit sắt : nO= nH2 =0,05 Từ tính số mol Fe : nFe = 0,04 (mol) Lời giải : Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp nguyên tử Fe O : Fe → Fe3+ + 3e GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 19 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp 0,04 0,12(mol) O + 2e → O2- 0,05 0,1(mol) S+6 + 2e → S+4 x 2x mol - Bảo toàn mol electron : 0,12 = 0,1 + 2x suy x = 0,01 Vậy VSO2 = 0,01.22,4 = 0,224 lít = 224ml (đktc) Nhận xét : Bài tốn giải hoàn toàn đơn giản ,nếu giải theo phương pháp thơng thường phải viết nhiều phương trình nhiều thời gian không phù hợp với cách thi trắc nghiệm Bài 6: Hịa tan hồn tồn 2,44 gam hỗn hợp bột X gồm Fe xOy Cu dd H2SO4 đặc nóng, dư Sau phản ứng thu 0,504 lít khí SO sp khử nhất, đktc dung dịch chứa 6,6 gam muối sunfat % khối lượng Cu X bao nhiêu? Phân tích : -Các khó khăn gặp phải: +) Khó viết phương trình phản ứng FexOy với H 2SO4 đặc nóng phương trình có hệ số chữ, đồng thời khơng biết phản ứng có giải phóng khí SO2 hay khơng (nếu Fe2O3 khơng giải phóng khí, FeO Fe3O4 có giải phóng khí ) +) Số ẩn số lớn số phương trình (4 ẩn số, phương trình ) Lời giải: - Phương pháp quy đổi : Quy đổi hỗn hợp X gồm FexOy Cu thành Fe(a mol) ; O( b mol); Cu(c mol) Ta có : 56a + 16b + 64c = 2,44(1) Fe a → Fe3+ + 3e 3a mol Cu → Cu2+ + 2e GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 20 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp c 2c mol S+6 + 2e → S+4 0,045 0,025 O + 2e → O2b 2b mol Suy 3a + 2c = 2b + 0,045 → 3a - 2b + 2c = 0,045 (2) 2Fe → Fe2(SO4)3 ; Cu → CuSO4 a mol 0,5a mol c mol c mol Ta có : 400.0,5a + 160 c = 6,6 hay 200a + 160c = 6,6 (3) Từ (1), (2) ,(3) → c = 0,01 Vậy % Cu = 0,01.64.100% : 2,44 = 26,23% Nhận xét : Phương pháp quy đổi nguyên tử giải khó khăn trên; Lời giải tốn vừa ngắn gọn vừa dễ hiểu Bài 7: Hỗn hợp X gồm Zn; ZnS; S Hoà tan 17,8g hỗn hợp X HNO đặc nóng dư thu V lit khí NO2 (đkc) dung dịch Y Thêm từ từ dung dịch Ba(OH)2 dư vào dd Y thu kết tủa nặng 34,95g Giá trị V bao nhiêu? Lời giải: - Quy đổi hỗn hợp X thành hỗn hợp nguyên tử Zn S - Gọi số mol Zn S x, y ta có phương trình : 65x + 32y = 17,8(1) - Các phương trình cho- nhận electron Zn x S y N+5 amol → Zn2+ + 2e x 2x mol → S+6 + 6e y + 1e 6y mol → N+4 a mol - Bảo toàn electron : 2x + 6y = a Vì OH- dư nên khơng tồn kết tủa Zn(OH)2 mà tồn kết tủa BaSO4 Ba2+ + SO42- → BaSO4 ↓ GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 21 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp 0,15 0,15mol Suy y = 0,15 Theo (1) ta tìm x = 0,2 Vậy a = 2.0,2 + 6.0,15 = 1,3 Từ ta tính VNO2 = 1,3.22,4 = 29,12 lít đktc 3.3 HIỆU QUẢ CỦA VIỆC TRIỂN KHAI SÁNG KIẾN Trước chưa áp dụng đề tài kết bồi dưỡng học sinh giỏi Quận thành phố phụ trách năm học sau: Số lượng Năm 2014- 2015 2015- 2016 HS dự thi Cấp trường 05 07 2016- 2017 07 Kết đạt Cấp trường 05 07 07 Cấp quận Cấp thành phố 02 04 01 học sinh giải III 05 01 học sinh giải III Khi áp dụng đề tài kết bồi dưỡng học sinh giỏi Quận thành phố phụ trách năm học 2017 - 2018 sau: Năm Số lượng HS dự thi Kết đạt Cấp Cấp quận Cấp thành phố trường Cấp trường 2017- 2018 10 10 10 03 học sinh giải III Như vậy, việc ứng dụng đề tài vào thực tiễn bước đầu đem lại kết khả quan Việc giải dạng tốn hóa học em học sinh rút ngắn nhiều thời gian, em trình bày khoa học hơn, lựa chọn phương pháp giải tập đắn kết làm em cao C PHẦN KẾT LUẬN VÀ KHUYẾN NGHỊ KẾT LUẬN Qua kết thấy hiệu ngày nâng lên số lượng, chất lượng học sinh dự thi Sau có kết thi học sinh giỏi khơng có học sinh, phụ huynh học sinh, giáo viên bồi dưỡng, ban giám hiệu mà tất thành viên trường phấn khởi Lãnh đạo địa phương vui mừng, tự hào GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 22 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp nhìn nhận chuyển biến tích cực cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi chất lượng dạy- học trường tơi nói riêng quận Bình Tân nói chung Bản thân đúc kết nhiều kinh nghiệm quý, đồng thời tăng thêm động lực niềm đam mê công tác bồi dưỡng năm Qua kết dẫy lên phong trào thi đua dạy tốt học tốt trường tơi Theo tơi số giải pháp mà cho thiết thực, áp dụng cho tất học sinh tham gia bồi dưỡng để dự thi, đề tài có đưa dạng tập dạng tốn mức nhất, từ có khả phát triển nâng cao Các đối tượng học sinh khơng tham gia dự thi tham khảo để nâng cao kiến thức, tạo tảng vững cho cấp học cao Đề tài sử dụng cho giáo viên có tham gia bồi dưỡng học sinh giỏi không bồi dưỡng Sau kết hợp giải đề thi để từ hoàn chỉnh thêm kiến thức Để đạt kết trên, qua q trình bồi dưỡng tơi rút học kinh nghiệm sau: Thứ nhất: Về phía học sinh - Phải có động học tập đắn, không chạy theo phong trào Sắp xếp thời gian hợp lý để tự học, tự nghiên cứu thêm - Phải có tư duy, sáng tạo, biết vận dụng kiến thức bồi dưỡng vào tập Trong q trình bồi dưỡng tính tập thể quan trọng, học sinh phải tự trao đổi lẫn giải vấn đề đó, nhằm khắc sâu thêm kiến thức Thứ hai: Về phía giáo viên - Làm tốt cơng tác định hướng cho học sinh - Tham mưu với ban giám hiệu; phối hợp tốt với giáo viên chủ nhiệm, với phụ huynh học sinh để phối hợp giáo dục, tạo điều kiện cho học sinh ôn tập, rèn luyện cách tốt - Trong công việc tâm huyết nghề nghiệp vấn đề quan trọng - Việc tìm phương pháp giảng dạy phù hợp với đối tượng học sinh, việc giúp học sinh hiểu cịn tăng hứng thú, tích cực học sinh giúp học GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 23 Phương pháp quy đổi tốn hóa vô dành cho học sinh giỏi lớp sinh say mê, từ chất lượng ngày tăng, bổ sung nguồn lực cho chất lượng mũi nhọn dẫn đến chất lượng dạy- học ngày tăng - Muốn đạt kết cao giáo viên phải không ngừng tự học, chịu khó, tìm tịi, sử dụng phương pháp vừa đơn giản, vừa dễ hiểu, dễ nhớ để truyền đạt cho học sinh Mặt khác để nâng cao trình độ chuyên mơn phát triển học sinh, giáo viên cần phải tham khảo nhiều tài liệu kể tài liệu lớp trên, người thầy dừng lại mức vốn kiến thức sẵn có ngày lạc hậu chuyên môn (tôi thường tham khảo thêm SGK hóa THPT) có liên quan đến Hố học THCS - Phân dạng tập cụ thể, chuẩn bị kỹ nội dung cho dạng cần bồi dưỡng cho học sinh, đảm bảo kiến thức mà học sinh lĩnh hội phải có tính kế thừa phát triển vững - Tiến trình bồi dưỡng thường phải bắt đầu tập mẫu Bài tập cho học sinh phải có tính logic, từ dễ đến khó, từ đến nâng cao Công tác bồi dưỡng cần tiến hành tiết dạy khóa lớp Các câu hỏi, tập nâng cao lớp tích lũy cho em lượng kiến thức cần thiết thi cử - Trong q trình bồi dưỡng phải có hướng “mở” cho học sinh Học sinh giỏi thường có thêm cách giải tốn mà giáo viên chưa nghĩ tới nên xem xét phân tích thấy cách giải cần động viên, khích lệ học sinh - Giáo viên phải có nghệ thuật dạy học, có phong cách truyền thụ thuyết phục để hút học sinh, tạo niềm tin cho học sinh - Phải thực say mê dạy học mơn Hố học say mê thầy lan tỏa sang trò thầy trị “chí hướng” vươn tới đích Thứ 3: Về phía phụ huynh học sinh quan tâm tạo điều kiện cho em tham hoạt động học tập nhiều KHUYẾN NGHỊ GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 24 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp - Đối với Phòng giáo dục: Nên tổ chức buổi hội thảo, chuyên đề bồi dưỡng học sinh giỏi để giáo viên học hỏi trao đổi rút kinh nghiệm Mở thư viện đề thi năm trước cho giáo viên học sinh tham khảo - Đối với Nhà trường: Bố trí giáo viên có lực chun mơn có tâm huyết vừa dạy vừa bồi dưỡng em - Công tác dạy bồi dưỡng học sinh giỏi cần tiến hành từ lớp - Tạo điều kiện thời gian, sở vật chất cho giáo viên học sinh Đặt biệt nên có chế độ khen thưởng cho giáo viên có thành tích cao công tác bồi dưỡng Trên số kinh nghiệm mà áp dụng giảng dạy trường THCS Bình Tân nhiều năm thấy có hiệu Tuy nhiên, giải pháp chưa phù hợp với địa phương khác chưa hay, chưa sâu mong nhận góp ý ban lãnh đạo bạn đồng nghiệp Tôi xin chân thành cảm ơn Bình Tân, ngày 03 tháng 11 năm 2018 Người viết Nguyễn Huỳnh Hữu Tài TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phạm Đức Bình, Phương pháp giải tập kim loại, Nhà Xuất Bản Giáo Dục [2] Hoàng Thành Chung, Những chuyên đề hay khó hóa học THCS, Nhà Xuất Bản Giáo Dục GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 25 Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp [3] Nguyễn Đình Độ, Chuyên đề bồi dưỡng Hoá học 8- 9, Nhà Xuất Bản Đà Nẵng [4] Đỗ Xuân Hưng, Hướng dẫn giải nhanh tập trắc nghiệm hóa học, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội [5] Lê Đình Nguyên (2002), 300 Bài tập hóa học vơ cơ, Nhà xuất Đại học Quốc gia thành phố Hồ Chí Minh [6] Quan Hán Thành, Phương pháp giải tốn hóa học vơ cơ, Nhà xuất trẻ [7] Nguyễn Xuân Trường, Bài tập trắc nghiệm hoá học, Nhà Xuất Bản Giáo Dục [8] Huỳnh Văn Út, Luyện thi vào lớp 10 mơn Hóa học theo chủ đề, Nhà xuất Đại học Quốc gia Hà Nội GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - - Trang 26 ... công tác bồi dưỡng học sinh giỏi, đề xuất phương pháp giải toán phương pháp quy đổi, đề tài nghiên cứu để GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi toán hóa vơ dành cho học sinh giỏi... ĐỀ TÀI 1.2.1 Quy đổi Quy đổi phương pháp biến đổi toán học nhằm đưa toán ban đầu hỗn hợp phức tạp dạng đơn giản hơn, qua làm cho phép tính trở nên dễ dàng thuận tiện Khi áp dụng phương pháp quy. .. PHÁP QUY ĐỔI TRONG BÀI TỐN HĨA VƠ CƠ DÀNH CHO HỌC SINH GIỎI LỚP GV Nguyễn Huỳnh Hữu Tài - Trang - Phương pháp quy đổi tốn hóa vơ dành cho học sinh giỏi lớp PHẦN A MỞ ĐẦU LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI “Hiền tài