SKKN SKKN hoá hướng dẫn HS khá, giỏi sáng tạo các bài toán mới từ bài toán gốc

1 Nội dung đề tài Trang MỤC LỤC A- PHẦN MỞ ĐẦU ………………………………………………………………………………………………… ………………………………… I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: …………………………………………………………………………………………………… ……… II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU …………………………………………………………………………………………………… III ĐỐI TƯNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU ………………………………………………………… Đối tượng nghiên cứu …………………………………………………………………………………………… …………………………… Khách thể nghiện cứu …………………………………………………………………………………………… …………………… IV NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU ………………………………………………………………………………… V PHẠM VI NGHIÊN CỨU ………………………………… VI PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU …………………………… Phương pháp chủ yếu ……………………………………… Phương pháp hổ trợ ……………………… B- NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN I- CƠ SỞ LÍ LUẬN II THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VÀ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH Thực trạng chung Chuẩn bị thực đề tài III KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TÀI VÀO THỰC TIỄN C- BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC I BÀI HỌC KINH NGHIỆM II KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC D- KẾT LUẬN CHUNG E- PHẦN PHỤC LỤC I PHIẾU ĐIỀU TRA II TÀI LIỆU THAM KHẢO A- PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Dạy học hóa 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 kỹ năng, nhà trường phải trọng đến công 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 An Khê cũ ( Đak Pơ ) đặc biệt quan tâm, nhà trường bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ.Giáo viên phân công 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 nhiều khó khăn cho thầy trò Nhất năm đầu tỉnh ta tổ chức thi học sinh giỏi hóa học cấp THCS Là giáo viên thường xuyên tham gia bồi dưỡng đội tuyển HS giỏi cho phòng giáo dục (PGD An Khê PGD Đak Pơ ), 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 biện luận Trong loại tập năm có đề thi tỉnh Từ khó khăn vướng mắc tìm tòi nghiên cứu tìm nguyên nhân (nắm kỹ chưa chắc; thiếu khả tư hóa học,…) tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt toán biện luận Với lý tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tư liệu áp dụng đề tài: “ BỒI DƯỢNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HỌC SINH GIỎI ” nhằm giúp cho em HS giỏi có kinh nghiệm việc giải toán biện luận nói chung biện luận tìm CTHH nói riêng Qua nhiều năm vận dụng đề tài hệ HS giỏi tự tin giải có hiệu gặp tập loại 3 II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: 1-Nghiên cứu kinh nghiệm bồi dưỡng kỹ hóa học cho học sinh giỏi lớp dự thi tỉnh 2-Nêu phương pháp giải toán biện luận tìm CTHH theo dạng nhằm giúp học sinh giỏi dễ nhận dạng giải nhanh toán biện luận nói chung, biện luận tìm công thức hóa học nói riêng III-ĐỐI TƯNG VÀ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài nghiên cứu phương pháp bồi dưỡng kỹ biện luận giải toán hóa học ( giới hạn phạm vi biện luận tìm CTHH chất ) 2- Khách thể nghiên cứu : Khách thể nghiên cứu học sinh giỏi lớp đội tuyển dự thi cấp tỉnh IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài nhằm giải số vấn đề sau : 1-Những vấn đề lý luận phương pháp giải toán biện luận tìm CTHH; cách phân dạng nguyên tắc áp dụng cho dạng 2-Thực trạng trình độ điều kiện học tập học sinh 3-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 Đak Pơ V- PHẠM VI NGHIÊN CỨU: Do hạn chế thời gian nguồn lực nên mặt không gian đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi huyện ĐakPơ Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài nghiên cứu số dạng biện luận tìm CTHH ( chủ yếu tập trung vào hợp chất vô ) VI- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1- Phương pháp chủ yếu Căn vào mục đích nhiệm vụ nghiên cứu, sử dụng phương pháp chủ yếu tổng kết kinh nghiệm, thực theo bước: • Xác định đối tượng: xuất phát từ nhứng khó khăn vướng mắc năm đầu làm nhiệm vụ bồi dưỡng HS giỏi, xác định đối tượng cần phải nghiên cứu kinh nghiệm bồi dưỡng lực giải toán biện luận cho học sinh giỏi Qua việc áp dụng đề tài để đúc rút, tổng kết kinh nghiệm 4 • Phát triển đề tài đúc kết kinh nghiệm : Năm học 1999-2000, năm Tỉnh tổ chức thi học sinh giỏi môn hóa học lớp 9, chất lượng HS nhiều yếu kém; phần đông em thường bế tắc giải toán biện luận Trước thực trạng đó, mạnh dạn áp dụng đề tài Trong trình vận dụng đề tài, suy nghó tìm tòi, học hỏi áp dụng nhiều biện pháp Ví dụ : tổ chức trao đổi tổ bồi dưỡng, trò chuyện HS, thể nghiệm đề tài, kiểm tra đánh giá kết dạy học nội dung đề tài Đến nay, trình độ kỹ giải toán biện luận HS nâng cao đáng kể 2-Các phương pháp hỗ trợ Ngoài phương pháp chủ yếu, dùng số phương pháp hỗ trợ khác phương pháp nghiên cứu tài liệu điều tra nghiên cứu: Đối tượng điều tra: Các HS giỏi phòng giáo dục gọi vào đội tuyển, đội ngũ giáo viên tham gia bồi dưỡng HS giỏi Câu hỏi điều tra: chủ yếu tập trung nội dung xoay quanh việc dạy học phương pháp giải toán biện luận tìm CTHH; điều tra tình cảm thái độ HS việc tiếp xúc với tập biện luận 5 B-NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN: I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BÀI TOÁN BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC: Trong hệ thống tập hoá học, loại toán tìm công thức hóa học phong phú đa dạng Về nguyên tắc để xác định nguyên tố hóa học nguyên tố phải tìm nguyên tử khối nguyên tố đó.Từ xác định CTPT hợp chất Có thể chia tập Tìm CTHH thông qua phương trình hóa học thành hai loại bản: - Loại I : Bài toán cho biết hóa trị nguyên tố, cần tìm nguyên tử khối để kết luận tên nguyên tố; ngược lại ( Loại thường đơn giản ) - Loại II : Không biết hóa trị nguyên tố cần tìm ; kiện thiếu sở để xác định xác giá trị nguyên tử khối.( toán có nhiều khả xảy theo nhiều hướng khác ) Cái khó tập loại II 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 Để giải tập thuộc loại này, bắt buộc HS phải biện luận Tuỳ đặc điểm toán mà việc biện luận thực nhiều cách khác nhau: +) Biện luận dựa vào biểu thức liên lạc khối lượng mol nguyên tử (M )và hóa trị ( x ) : M = f (x) (trong f(x) biểu thức chứa hóa trị x) Từ biểu thức ta biện luận chọn cặp nghiệm M x hợp lý +) Nếu đề cho không đủ kiện, chưa xác định rõ đặc điểm chất phản ứng, chưa biết loại sản phẩm tạo thành , lượng đề cho gắn với cụm từ chưa tới vượt … đòi hỏi người giải phải hiểu sâu sắc nhiều mặt kiện vấn đề nêu Trong trường hợp người giải phải khéo léo sử dụng sở biện luận thích hợp để giải Chẳng hạn : tìm giới hạn ẩn (chặn chặn ), chia toán nhiều trường hợp để biện luận, loại trường hợp không phù hợp v.v Tôi nghó, giáo viên làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi đạt mục đích không chọn lọc, nhóm tập biện luận theo dạng, nêu đặc điểm dạng xây dựng hướng giải cho dạng Đây khâu có ý nghóa định công 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 tìm lực trí tuệ cho học sinh ( thông qua BT tương tự mẫu BT vượt mẫu ) Trong phạm vi đề tài này, xin mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi dưỡng số dạng tập biện luận tìm công thức hóa học Nội dung đề tài xếp theo dạng, dạng có nêu nguyên tắc áp dụng ví dụ minh hoạ 7 II- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VÀ VÀ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH 1- Thực trạng chung: Khi chuẩn bị thực đề tài, lực giải toán biện luận nói chung biện luận xác định CTHH học sinh yếu Đa số học sinh cho loại khó, em tỏ mệt mỏi phải làm tập loại Vì họ thụ động buổi học bồi dưỡng 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 khó khăn tìm mua sách hay 2- 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 toán theo dạng, xây dựng nguyên tắc áp dụng cho dạng, biên soạn tập mẫu tập vận dụng nâng cao Ngoài phải dự đoán 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 8 III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TÀI VÀO THỰC TIỄN: Khi thực đề tài vào giảng dạy, trước hết giới thiệu sơ đồ định hướng giải toán biện luận tìm CTHH dùng chung cho tất dạng; gồm bước bản: B1: đặt CTTQ cho chất cần tìm, đặt ẩn số cần ( số mol, M, hóa trị … ) B2: chuyển đổi kiện thành số mol ( ) B3: viết tất PTPƯ xảy B4: thiết lập phương trình toán bất phương trình liên lạc ẩn số với kiện biết B5: biện luận, chọn kết phù hợp 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 hoán đổi thứ tự bước Sau số dạng tập biện luận, cách nhận dạng, kinh nghiệm giải thực đúc kết từ thực tế Trong giới hạn đề tài, nêu dạng thường gặp, dạng thử nghiệm thấy có hiệu DẠNG 1: BIỆN LUẬN THEO ẨN SỐ TRONG GIẢI PHƯƠNG TRÌNH 1) Nguyên tắc áp dụng: GV cần cho HS nắm số nguyên tắc phương pháp giải dạng tập sau: - Khi giải toán tìm CTHH phương pháp đại số, số ẩn chưa biết nhiều số phương trình toán học thiết lập phải biện luận Dạng thường gặp trường hợp nguyên tử khối hóa trị nguyên tố, tìm số nguyên tử bon phân tử hợp chất hữu … - Phương pháp biện luận: +) Thường vào đầu để lập phương trình toán ẩn: y = f(x), chọn ẩn làm biến số ( thường chọn ẩn có giới hạn hẹp VD : hóa trị, số … ); ẩn xem hàm số Sau lập bảng biến thiên để chọn cặp giá trị hợp lí +) Nắm điều kiện số hoá trị : hoá trị kim loại bazơ, oxit bazơ; muối thường ≤ ; hoá trị phi kim oxit ≤ 7; số H hợp chất khí với phi kim ≤ 4; CxHy : x ≥ y ≤ 2x + ; … Cần lưu ý : Khi biện luận theo hóa trị kim loại oxit cần phải quan tâm đến mức hóa trị 2) Các ví dụ : Ví dụ 1: Hòa tan kim loại chưa biết hóa trị 500ml dd HCl thấy thoát 11,2 dm H2 ( ĐKTC) Phải trung hòa axit dư 100ml dd Ca(OH)2 1M Sau cô cạn dung dịch thu thấy lại 55,6 gam muối khan Tìm nồng độ M dung dịch axit dùng; xác định tên kim loại đã dùng * Gợi ý HS : Cặp ẩn cần biện luận nguyên tử khối R hóa trị x 55,6 gam khối lượng hỗn hợp muối RCl x CaCl2 * Giải : Giả sử kim loại R có hóa trị x ⇒ 1≤ x, nguyên ≤ số mol Ca(OH)2 = 0,1× = 0,1 mol số mol H2 = 11,2 : 22,4 = 0,5 mol Caùc PTPÖ: 2R + 2xHCl → 2RClx + xH2 ↑ (1) 1/x (mol) 1/x 0,5 Ca(OH)2 + 2HCl → CaCl2 + 2H2O (2) 0,1 0,2 0,1 từ phương trình phản ứng (1) (2) suy ra: nHCl = + 0,2 = 1,2 mol nồng độ M dung dòch HCl : CM = 1,2 : 0,5 = 2,4 M theo PTPƯ ta có : mRCl = 55, − (0,1⋅111) = 44,5 gam x ta coù : ⇒ ⋅ ( R + 35,5x ) = 44,5 x R = 9x x R 18 27 Vậy kim loại thoã mãn đầu nhôm Al ( 27, hóa trị III ) Ví dụ 2: Khi làm nguội 1026,4 gam dung dịch bão hòa R2SO4.nH2O ( R kim loại kiềm n nguyên, thỏa điều kiện 7< n < 12 ) từ 80 0C xuống 100C có 395,4 gam tinh thể R2SO4.nH2O tách khỏi dung dịch 10 Tìm công thức phân tử Hiđrat nói Biết độ tan R2SO4 800C 100C 28,3 gam gam * Gợi ý HS: mct (800 C ) = ?; mddbh (100 C ) = ?; mct (100 C ) = ? ⇒ mR2 SO4 ( KT ) = ? lập biểu thức toán : số mol hiđrat = số mol muối khan Lưu ý HS : phần rắn kết tinh có ngậm nước nên lượng nước thay đổi * Giải: S( 800C) = 28,3 gam ⇒ 128,3 gam ddbh coù 28,3g R 2SO4 100g H2O Vậy : 1026,4gam ddbh → 226,4 g R2SO4 800 gam H2O Khối lượng dung dịch bão hoà thời điểm 10 0C: 1026,4 − 395,4 = 631 gam 100C, S(R2SO4 ) = gam, nên suy ra: 109 gam ddbh có chứa gam R2SO4 631 gam ddbh có khối lượng R2SO4 : 631⋅ = 52,1gam 109 khối lượng R2SO4 khan có phần hiđrat bị tách : 226,4 – 52,1 = 174,3 gam Vì số mol hiđrat = số mol muối khan nên : 395, 174,3 = R + 96 + 18n R + 96 442,2R-3137,4x +21206,4 = ⇔ R = 7,1n − 48 Đề cho R kim loại kiềm , < n < 12 , n nguyên ⇒ ta có bảng biện luận: n 10 11 R 8,8 18,6 23 30,1 Kết phù hợp n = 10 , kim loại Na → công thức hiđrat Na2SO4.10H2O DẠNG : BIỆN LUẬN THEO TRƯỜNG HP 1) Nguyên tắc áp dụng: - Đây dạng tập thường gặp chất ban đầu chất sản phẩm chưa xác định cụ thể tính chất hóa học ( chưa biết thuộc nhóm chức nào, Kim loại hoạt động hay hoạt động, muối trung hòa hay muối axit … ) chưa biết phản ứng hoàn toàn chưa Vì cần phải xét khả xảy chất tham gia trường hợp xảy sản phẩm - Phương pháp biện luận: 11 +) Chia làm loại nhỏ : biện luận khả xảy chất tham gia biện luận khả chất sản phẩm +) Phải nắm trường hợp xảy trình phản ứng Giải toán theo nhiều trường hợp chọn kết phù hợp 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Hỗn hợp A gồm CuO oxit kim loại hóa trị II( không đổi ) có tỉ lệ mol 1: Cho khí H2 dư qua 2,4 gam hỗn hợp A nung nóng thu hỗn hợp rắn B Để hòa tan hết rắn B cần dùng 80 ml dung dịch HNO 1,25M thu khí NO Xác định công thức hóa học oxit kim loại Biết phản ứng xảy hoàn toàn * Gợi ý HS: HS: Đọc đề nghiên cứu đề GV: gợi ý để HS thấy RO bị khử không bị khử H2 tuỳ vào độ hoạt động kim loại R HS: phát R đứng trước Al RO không bị khử ⇒ rắn B gồm: Cu, RO Nếu R đứng sau Al dãy hoạt động kim loại RO bị khử ⇒ hỗn hợp rắn B gồm : Cu kim loại R * Giải: Đặt CTTQ oxit kim loại RO Gọi a, 2a số mol CuO RO có 2,4 gam hỗn hợp A Vì H2 khử oxit kim loại đứng sau Al dãy BêKêTôp nên có khả xảy ra: - R kim loại đứng sau Al : Các PTPƯ xảy ra: CuO + H2 → Cu + H2O a a RO + H2 → R + H2O 2a 2a 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O 8a a 3R 2a + 8HNO3 16a → 3R(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O 12  8a 16a = 0, 08 ⋅1, 25 = 0,1 a = 0, 0125  + ⇔ Theo đề bài:   R = 40(Ca) 80a + ( R + 16)2a = 2, Không nhận Ca kết trái với giả thiết R đứng sau Al - Vậy R phải kim loại đứng trước Al CuO + H2 → Cu + H2O a a 3Cu + 8HNO3 → 3Cu(NO3)2 + 2NO ↑ + 4H2O 8a a RO 2a + 2HNO3 4a → R(NO3)2 + 2H2O  8a  a = 0, 015  + 4a = 0,1 ⇔ Theo đề :   R = 24( Mg ) 80a + ( R + 16).2a = 2, Trường hợp thoả mãn với giả thiết nên oxit là: MgO Ví dụ 2: Khi cho a (mol ) kim loại R tan vừa hết dung dịch chứa a (mol ) H2SO4 thu 1,56 gam muối khí A Hấp thụ hoàn toàn khí A vào 45ml dd NaOH 0,2M thấy tạo thành 0,608 gam muối Hãy xác định kim loại dùng * Gợi ý HS: GV: Cho HS biết H2SO4 chưa rõ nồng độ nhiệt độ nên khí A không rõ khí nào.Kim loại không rõ hóa trị; muối tạo thành sau phản ứng với NaOH chưa rõ muối Vì cần phải biện luận theo trường hợp khí A muối Natri HS: Nêu trường hợp xảy cho khí A : SO ; H2S ( H2 khí A tác dụng với NaOH ) viết PTPƯ dạng tổng quát, chọn phản ứng để số mol axit số mol kim loại GV: Lưu ý với HS biện luận xác định muối tạo thành muối trung hòa hay muối axit mà tỉ số mol cặp chất tham gia ta giả sử phản ứng tạo muối Nếu muối không tạo thành có ẩn số giá trị vôlý * Giải: Gọi n hóa trị kim loại R Vì chưa rõ nồng độ H 2SO4 nên xảy phản ứng: 2R + nH2SO4 → R2 (SO4 )n + nH2 ↑ (1) 2R + 2nH2SO4 → R2 (SO4 )n + nSO2 ↑ + 2nH2O (2) 13 5nH2SO4 → 4R2 (SO4 )n 2R + + nH2S ↑ + 4nH2O (3) khí A tác dụng với NaOH nên H → PƯ (1) không phù hợp Vì số mol R = số mol H2SO4 = a , nên : Nếu xảy ( 2) : 2n = ⇒ n =1 ( hợp lý ) Nếu xảy ( 3) : 5n = ⇒ n = ( vô lý ) Vậy kim loại R hóa trị I khí A SO 2R + 2H2SO4 → R2 SO4 + SO2 ↑ + 2H2O a(mol) a a a Giả sử SO2 tác dụng với NaOH tạo muối NaHSO , Na2SO3 SO2 + NaOH → NaHSO3 Đặt : x (mol) x x SO2 + 2NaOH → Na2SO3 + H2O y (mol) 2y y theo đề ta có :  x = 0, 001  y = 0, 004  x + y = 0, ⋅ 0, 045 = 0, 009  104 x + 126 y = 0, 608 giải hệ phương trình  Vậy giả thiết phản ứng tạo muối Ta có: số mol R2SO4 = soá mol SO2 = x+y = 0,005 (mol) Khối lượng R2SO4 : (2R+ 96)⋅ 0,005 = 1,56 ⇒ R = 108 Vậy kim loại dùng Ag DẠNG 3: BIỆN LUẬN SO SÁNH 1) Nguyên tắc áp dụng: - Phương pháp áp dụng toán xác định tên nguyên tố mà kiện đề cho thiếu số liệu lượng chất đề cho vượt quá, chưa đạt đến số - Phương pháp biện luận: • Lập bất đẳng thức kép có chứa ẩn số ( thường nguyên tử khối ) Từ bất đẳng thức tìm giá trị chặn chặn ẩn để xác định giá trị hợp lý • Cần lưu ý số điểm hỗ trợ việc tìm giới hạn thường gặp: +) Hỗn hợp chất A, B có số mol a( mol) : < nA, nB < a +) Trong oxit : R2Om : ≤ m, nguyên ≤ 14 +) Trong hợp chất khí phi kim với Hiđro RH n : ≤ n, nguyên ≤ 2) Các ví dụ : Ví dụ1: Có hỗn hợp gồm kim loại A B có tỉ lệ khối lượng nguyên tử 8:9 Biết khối lượng nguyên tử A, B không 30 đvC Tìm kim loại * Gợi ý HS: Thông thường HS hay làm “ mò mẫn” tìm Mg Al phương pháp trình bày khó mà chặc chẽ, giáo viên cần hướng dẫn em cách chuyển tỉ số thành phương trình toán : Nếu A : B = : *Giải: Theo đề :  A = 8n ⇒   B = 9n tỉ số nguyên tử khối kim loại  A = 8n ( n ∈ z+ )  B = 9n A = B neân ⇒  ≤ Vì A, B có KLNT không 30 đvC nên : 9n ≤ 30 ⇒ n Ta có bảng biện luận sau : N A 16 24 B 18 27 Suy hai kim loại Mg Al Ví dụ 2: Hòa tan 8,7 gam hỗn hợp gồm K kim loại M thuộc phân nhóm nhóm II dung dịch HCl dư thấy có 5,6 dm3 H2 ( ĐKTC) Hòa tan riêng gam kim loại M dung dịch HCl dư thể tích khí H sinh chưa đến 11 lít ( ĐKTC) Hãy xác định kim loại M * Gợi ý HS: GV yêu cầu HS lập phương trình tổng khối lượng hỗn hợp phương trình tổng số mol H Từ biến đổi thành biểu thức chứa ẩn số mol (b) nguyên tử khối M Biện luận tìm giá trị chặn M Từ PƯ riêng M với HCl ⇒ bất đẳng thức VH ⇒ giá trị chặn M Chọn M cho phù hợp với chặn chặn * Giải: Đặt a, b số mol kim loại K, M hỗn hợp 15 Thí nghiệm 1: 2K + 2HCl → a M + 2HCl → b ⇒ soá mol H2 = 2KCl + MCl2 + H2 ↑ a/2 H2 ↑ b a 5, +b = = 0, 25 ⇔ a + 2b = 0,5 22, Thí nghiệm 2: M + 2HCl → 9/M(mol) → MCl2 + H2 ↑ 9/M 11 Theo đề bài: M < 22, ⇒ M > 18,3 39a + b.M = 8, 39(0,5 − 2b) + bM = 8, ⇔ Mặt khác:   a + 2b = 0,5 a = 0,5 − 2b 10,8 Vì < b < 0,25 nên suy ta có : 78 − M (1) ⇒ b= < 10,8 78 − M 0,25 ⇒ M < 34,8 (2) Từ (1) ( 2) ta suy kim loại phù hợp Mg DẠNG 4: BIỆN LUẬN THEO TRỊ SỐ TRUNG BÌNH ( Phương pháp khối lượng mol trung bình) 1) Nguyên tắc áp dụng: - Khi hỗn hợp gồm hai chất có cấu tạo tính chất tương tự ( kim loại phân nhóm chính, hợp chất vô có kiểu công thức tổng quát, hợp chất hữu đồng đẳng … ) đặt công thức đại diện cho hỗn hợp Các giá trị tìm chất đại diện giá trị hỗn hợp ( mhh ; nhh ; M hh ) - Trường hợp chất có cấu tạo tính chất không giống ( ví dụ kim loại khác hóa trị; muối gốc kim loại khác hóa trị … ) không đặt công thức đại diện tìm khối lượng mol trung bình: M= mhh n1M + n2 M + = nhh n1 + n2 + phải nằm khoảng từ M1 đến M2 - Phương pháp biện luận : Từ giá trị M hh tìm được, ta lập bất đẳng thức kép M < M hh < M2 để tìm giới hạn ẩn ( giả sử M 1< M2) 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Cho gam hỗn hợp gồm hroxit kim loại kiềm liên tiếp vào H2O 100 ml dung dịch X M hh 16 Trung hòa 10 ml dung dịch X CH 3COOH cô cạn dung dịch thu 1,47 gam muối khan 90ml dung dịch lại cho tác dụng với dung dịch FeCl x dư thấy tạo thành 6,48 gam kết tủa Xác định kim loại kiềm công thức muối sắt clorua * Gợi ý HS: Tìm khối lượng hỗn hợp kiềm 10 ml dung dịch X 90 ml dung dịch X Hai kim loại kiềm có công thức tính chất tương tự nên để đơn giản ta đặt công thức ROH đại diện cho hỗn hợp kiềm Tìm trị số trung bình R * Giải: Đặt công thức tổng quát hỗn hợp hiđroxit ROH, số mol a (mol) Thí nghiệm 1: mhh = 10 ⋅ = 0,8 gam 100 ROH + mol suy : → CH3COOR mol CH3COOH 0,8 1, 47 = ⇒ R + 17 R + 59 + H2O (1) R ≈ 33 vaäy có 1kim loại A > 33 kim loại B < 33 Vì kim loại kiềm liên tiếp nên kim loại Na, K Có thể xác định độ tăng khối lượng (1) : ∆m = 1,47 – 0,8=0,67 gam ⇒ nROH = 0,67: ( 59 –17 ) = M ROH = 0,8 ⋅ 42 ; 50 0, 67 ⇒ 0, 67 42 R = 50 –17 = 33 Thí nghiệm 2: mhh = - 0,8 = 7,2 gam xROH + FeClx → Fe(OH)x ↓ + (g): ( R +17)x (56+ 17x) 7,2 (g) 6,48 (g) suy ta coù:  ( R + 17) x 56 + 17 x =  6, 48  7,  R = 33  xRCl (2) giaûi x = Vậy công thức hóa học muối sắt clorua FeCl Ví dụ 2: X hỗn hợp 3,82 gam gồm A 2SO4 BSO4 biết khối lượng nguyên tử B khối lượng nguyên tử A là1 đvC Cho 17 hỗn hợp vào dung dịch BaCl dư thu 6,99 gam kết tủa dung dịch Y a) Cô cạn dung dịch Y thu gam muối khan b) Xác định kim loại A B * Gợi ý HS : -Do hỗn hợp muối gồm chất khác nên dùng công thức để đại diện -Nếu biết khối lượng mol trung bình hỗn hợp ta tìm giới hạn nguyên tử khối kim loại * Giải: a) A2SO4 + BaCl2 BSO4 + BaCl2 Theo PTPÖ : → BaSO4 ↓ → BaSO4 ↓ + + 2ACl BCl2 Soá mol X = soá mol BaCl2 = soá mol BaSO4 = 6,99 = 0, 03mol 233 Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m( ACl + BCl ) = 3,82 + (0,03 208) – 6.99 = 3,07 gam b) MX = 3,82 ≈ 127 0, 03 Ta có M1 = 2A + 96 M2 = A+ 97 Vaäy :  A + 96 > 127   A + 97 < 127 (*) Từ hệ bất đẳng thức ( *) ta tìm : 15,5 < A < 30 Kim loại hóa trị I thoả mãn điều kiện Na (23) Suy kim loại hóa trị II Mg ( 24) DẠNG 5: BIỆN LUẬN TÌM CTPT CỦA HP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÔNG THỨC NGUYÊN 1) Nguyên tắc áp dụng: - Trong toán tìm CTHH hợp chất hữu cơ, biết công thức nguyên mà chưa biết khối lượng mol M phải biện luận - Phương pháp phổ biến: Từ công thức nguyên hợp chất hữu cơ, tách số nguyên tử thích hợp thành nhóm định chức cần xác định Từ biện luận tìm công thức phân tử nhờ phép toán đồng thức công thức nguyên công thức tổng quát loại hợp chất vô Lưu ý: HS cần nắm vững số vấn đề sau : Công thức chung hiđro cacbon no laø : C mH2m + ⇒ CT chung Hiđro cacbon mạch hở có k liên kết π CmH2m + – 2k 18 a nhóm chức (A ) hóa trị I : CTTQ hợp chất có CmH2m + – 2k – a (A)a Trong nhóm chức A là: – CHO ; – COOH ; – OH … 2) Các ví dụ: Ví dụ 1: Công thức nguyên loại rượu mạch hở (CH 3O)n Hãy biện luận để xác định công thức phân tử rượu nói * Giải: Từ công thức nguyên (CH3O)n viết lại : CnH2n( OH)n Công thức tổng quát rượu mạch hở C mH2m+2 – 2k –a (OH)a Trong : k số liên kết π gốc Hiđro cacbon n = m  Suy ta coù : 2n = 2m + − 2k − a n = a  ⇒ n = –2k ( k : nguyên dương ) Ta có bảng biện luận: k n (sai) - 2( sai ) Vậy CTPT rượu C2H4 (OH)2 Ví dụ 2: Anđêhit hợp chất hữu phân tử có chứa nhóm – CHO Hãy tìm CTPT Anđêhit mạch hở biết công thức đơn giản C4H4O phân tử có liên kết ba * Giải: Công thức nguyên anđêhit : (C4H4O )n ⇒ C3nH3n (CHO)n Công thức tổng quát axit mạch hở : CmH2m + -2k –a (CHO)a Suy ta có hệ phương trình: 3n = m  3n = 2m + − 2k − a n = a  ⇒ n = k –1 phân tử có liên kết ba nên có liên kết π Suy k = ⇒ n = –1 = Vậy CTPT An đêhit : C3H3CHO Tóm lại : số kinh nghiệm phân dạng phương pháp giải toán biện luận tìm công thức hóa học Đây phần nhỏ hệ thống tập hóa học nâng cao Để trở thành học sinh giỏi hóa học sinh 19 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 Không giải toán 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 xây dựng kiến thức vững chắc, hướng dẫn em biết kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức kỹ hóa học với lực tư toán học 20 C - BÀI HỌC KINH NGHIỆM VÀ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC: I- BÀI HỌC KINH NGHIỆM: Trong trình bồi dướng học sinh giỏi cho huyện, 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 toán - 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 tổ chức cho HS giải tập tương tự mẫu; phát triển vượt mẫu cuối nêu tập tổng hợp - Mỗi dạng toán đưa nguyên tắc nhằm giúp em dễ nhận dạng loại tập dễ vận dụng kiến thức, kỹ cách xác; hạn chế nhầm lẫn xảy cách nghó 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 II- KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯC: Những kinh nghiệm nêu đề tài phát huy tốt lực tư duy, độc lập suy nghó 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 chắc, sâu sắc; kết học tập HS nâng cao Từ chỗ lúng túng gặp toán biện luận, phần lớn em tự tin , biết vận dụng kỹ bồi dưỡng để giải thành thạo tập biện luận mang tính phức tạp Đặc biệt có số em biết giải toán biện luận cách sáng tạo, có nhiều giải hay nhanh.Trong số có nhiều em đạt thành tích cao kỳ thi cấp tỉnh Chẳng hạn em Nguyễn Thị Kim Phượng; Vương Huy Tuấn; Phạm Thị Hòa; Nguyễn Ngọc Nghóa ; Phạm Nguyễn Trung Tuyển ; Nguyễn Xuân Thăng … 21 Đề tài này, góp phần lớn vào kết bồi dưỡng HS giỏi huyện An Khê Đak Pơ thi tỉnh từ năm học 2001- 2002 đến Số liệu cụ thể sau: Năm học 2001-2002 2002-2003 2003-2004 Số HS dự thi cấp Tỉnh 13 15 Số HS đạt 13 13 22 D- KẾT LUẬN CHUNG: Việc phân dạng toán tìm CTHH phương pháp biện luận 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 tìm lực trí tuệ, nâng cao lực tư độc lập khả tìm tòi sáng tạo cho học sinh giỏi 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 Trong viết đề tài chắn chưa thấy hết ưu điển tồn tiến trình áp dụng , mong muốn góp ý phê bình đồng nghiệp để đề tài ngày hoàn thiện Tôi xin chân thành cám ơn ! Đak Pơ, ngày 04 tháng 03 năm 2005 Người viết Nguyễn Đình Hành 23 E- PHẦN PHỤ LỤC: I- PHIẾU ĐIỀU TRA : 1) Điều tra tình cảm, thái độ 20 HS giỏi lực giải BTHH biện luận: Em tự nhận xét khả giải toán biện luận ( đánh dấu  vào ô tương ứng) a) Giải tốt đa số toán b) Giải số đơn giản c) Giải chưa nắm phương pháp ( mò mẫn ) Kết : d) Không biết giải loại Thời gian a b c d Trước thực 5 đề tài Sau thực 15 đề tài 2) Điều tra công tác bồi dưỡng GV ( qua 10 giáo viên có bồi dưỡng HS giỏi ) •Xin vui lòng cho biết nội dung gây khó khăn lớn việc bồi dưỡng HS giỏi ( đánh dấu  vào ô tương ứng) A) Không gặp khó khăn B) Các toán biện luận C) Các toán biện luận D) Một loại tập khác Kết quả: A B biết Cnhững khó D •Câu Xin vui lòng cho Kết 0 II- TÀI LIỆU THAM KHẢO: • Hình thành kỹ giải BTHH – Cao Thị Thặng – NXBGD 1999 • Bài tập nâng cao hoá học – Lê Xuân Trọng – NXXBGD 2004 • 300 BTHH vô – Lê Đình Nguyên – NXB ĐHQG thành phố Hồ Chí Minh 2002 • Bồi dưỡng hóa học THCS –Vũ Anh Tuấn –NXBGD 2004 24 - - ... 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 chắc, sâu sắc; kết học tập HS nâng cao Từ. .. 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... viên có bồi dưỡng HS giỏi ) •Xin vui lòng cho biết nội dung gây khó khăn lớn việc bồi dưỡng HS giỏi ( đánh dấu  vào ô tương ứng) A) Không gặp khó khăn B) Các toán biện luận C) Các toán biện luận