Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh vận dụng định luật bảo toàn khối lượng trong giải toán hóa học cho học sinh lớp 8, 9 ở trường THCS an nông

1 MỤC LỤC trang Mục lục 1 Phần mở đầu 1.1 lý chọn đề tài 1.2 Mục đích nghiên cứu đề tài 1.3 Đối tượng nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu Phần nội dung 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề .7 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường 17 Phần kiến nghị, kết luận 18 3.1 Kết luận 18 3.2 Kiến nghị 18 Tài liệu tham khảo 19 Danh mục 20 MỞ ĐẦU 1.1 Lí chọn đề tài Trong q trình dạy học mơn Hố học, tập hố học phần quan trọng hệ thống hoàn chỉnh nội dung kiến thức hố học Thơng qua tập hố học, học sinh có hội củng cố, mở rộng kiến thức hoá học, rèn luyện phát triển thao tác tư Mơn hố học mơn khoa học thực nghiệm có nhiều ứng dụng quan trọng đời sống sản xuất, mơn học địi hỏi phải xác Vì vậy, việc hướng dẫn học sinh giải tập hoá học quan trọng cần thiết, vấn đề mà lí luận dạy học hoá học đề cập tới dạy học giải toán, đường nhận thức mẻ chuyển hoá từ cách nhận thức khoa học vào việc dạy học nhà trường, hoạt động giải tập hoá học phận hợp thành đa số tiết dạy nghiên cứu mới, luyện tập, thực hành hố học Q trình giảng dạy mơn Hóa học trường THCS, đặc biệt q trình ơn luyện học sinh giỏi cấp, kiến thức định luật bảo toàn khối lượng Định luật bảo toàn khối lượng chứng thực hoá kiến thức hoá học, chứng minh vật thể tự nhiên có nguồn gốc khơng biến mất, q trình biến hố tổng lượng chất ln ln khơng đổi Trên sở học sinh khơng trừu tượng, nặng nề hệ thống kiến thức hoá học Đối với học sinh THCS thời lượng phân phối chương trình dành cho nội dung định luật bảo tồn khối lượng có tiết q (Bài 15 – Hố học 8) Qua việc ơn luyện học sinh giỏi nhiều năm thân Tôi nhận thấy định luật bảo toàn khối lượng nội dung quan trọng liên quan đến hầu hết tính tốn theo PTHH, nút thắt nhiều tốn tổng hợp lại chỗ vận dụng định luật bảo tồn khối lượng để giải tốn Học sinh chưa nhận dạng có áp dụng định luật, thường xuyên sử dụng nhầm lẫn nội dung với hệ định luật Từ thực tế địi hỏi học sinh phải có kỹ định để nắm vững, vận dụng tốt định luật hệ vào tính tốn khối lượng chất, vào dạng tổng hợp liên quan Trong thực tế giảng dạy cho thấy chưa có hệ thống lý thuyết hố việc tính tốn xoay quanh định luật bảo toàn khối lượng để làm tảng giúp giáo viên học sinh nghiên cứu vận dụng, từ việc nắm vận dụng định luật học sinh cịn hạn chế gặp nhiều khó khăn, việc truyền đạt giáo viên chủ yếu nội dung định luật dựa vào chuẩn kiến thức tập mức áp dụng trực tiếp định luật, bồi dưỡng học sinh giỏi giáo viên nhiều thời gian tìm tịi, thống kê, phân tích, tổng hợp dựa vào nhiều nguồn thơng tin, tài liệu để hình thành hệ thống lý thuyết, tập làm giáo án giảng dạy nên thời gian đầu tư, chất lượng soạn chất lượng bồi dưỡng nội dung chưa đảm bảo Là giáo viên trực tiếp đứng lớp giảng dạy bồi dưỡng học sinh giỏi trường đảm nhận công tác bồi dưỡng học sinh giỏi huyện dự thi cấp Tỉnh nhiều năm, Tôi trăn trở mạnh dạn nghiên cứu vấn đề Do , Tôi chọn đề tài: “Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh vận dụng định luật bảo toàn khối lượng giải tốn Hóa học cho học sinh lớp 8, trường THCS An Nông, huyện Triệu Sơn, tỉnh Thanh Hóa” với mong ước giản đơn giúp học sinh phần giải tập theo chủ đề từ học trị tơi u mơn Hố giỏi mơn Hoá đạt kết học tập tốt đạt giải kỳ thi học sinh giỏi cấp 1.2 Mục đích nghiên cứu Bài tập hố học phần khơng thể thiếu mơn Hố học, làm tập giúp em củng cố khắc sâu thêm kiến thức đồng thời rèn luyện óc tư em Bài tập phân áp dụng định luật bảo tồn khối lượng có vị trí quan trọng cho việc giải tập chương trình mơn học Nên mục tiêu tơi làm đề tài giúp em nhận biết dạng tập, nắm bước giải tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, nhằm nâng cao chất lượng dạy học mơn Hóa học trường THCS nói chung cơng tác bồi dưỡng học sinh giỏi nói riêng Nhiệm vụ đề tài + Khảo sát tập lớp học sinh trường THCS An Nông huyện Triệu Sơn học sinh lớp đội tuyển dự thi cấp tỉnh huyện Triệu Sơn nhận nhiệm vụ bồi dưỡng + Thực trạng phân tích thực trạng + Đánh giá rút kinh nghiệm + Đề giải pháp đề xuất nhằm nâng cao hiệu làm tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để giải tập theo chủ đề 1.3 Đối tượng nghiên cứu - Các tập phương pháp giải tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng chương trình THCS - Tơi chọn đề tài nghiên cứu giới hạn phạm vi học sinh khối 8, trường THCS An Nông, huyện Triệu Sơn lớp đội tuyển dự thi học sinh giỏi cấp Tỉnh huyện Triệu Sơn,tỉnh Thanh Hóa 1.4 Phương pháp nghiên cứu - Nghiên cứu tư liệu sản phẩm hoạt động sư phạm - Phương pháp quan sát thực tế: quan sát cách làm tập học sinh - Phương pháp hỏi đáp: trao đổi trực tiếp với giáo viên, học sinh vấn đề liên quan đến nội dung đề tài - Phương pháp thống kê, phân tích số liệu 4 NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM 2.1 Cơ sở lí luận sáng kiến kinh nghiệm Định luật bảo toàn khối lượng hai nhà khoa học Mikhail Vasilyevich Lomonosov Antoine Lavoisier khám phá độc lập với qua thí nghiệm cân đo xác, từ phát định luật bảo toàn khối lượng Khi áp dụng phương pháp định lượng nghiên cứu phản ứng hoá học, năm 1748 Lomonosov tìm định đề quan trọng này, Lomonosov trình bày định đề sau: "Tất biến đổi xảy tự nhiên thực chất lấy vật thể này, có nhiêu thêm vào vật thể khác Như vậy, giảm vật chất, có vật chất tăng lên chổ khác" Năm 1789, nhà hóa học người Pháp Antoine Lavoisier qua nhiều thí nghiệm định lượng xác rút kết luận quan trọng khoa học, định luật bảo tồn khối lượng phát biểu sau: “ Trong phản ứng hoá học, tổng khối lượng chất sản phẩm tổng khối lượng chất tham gia phản ứng” Để giải thích tính khoa học định luật nhiều nhà hóa học dựa vào kết hợp lý thuyết cấu tạo chất, liên kết hoá học cấu tạo nguyên tử Ngoại trừ phản ứng hạt nhân, khơng có phản ứng hố học làm hay xuất nguyên tố lạ mà phản ứng hố học có thay đổi liên kết nguyên tử phân tử, thay đổi liên quan đến eletron số nguyên tử nguyên tố giữ nguyên khối lượng ngun tử khơng đổi tổng khối lượng chất bảo tồn Đó chất, sở định luật bảo tồn khối lượng Ví dụ: Trong phản ứng khí hiđro khí oxi liên kết nguyên tử thay đổi mô sau: trước phản ứng(a), phản ứng (b) sau phản ứng (c) Trong phản ứng số lượng nguyên tử nguyên tố không thay đổi dẫn đến xuất hệ số PTHH làm cở sở cho việc cân PTHH số phân tử chất phản ứng tuân theo tỷ lệ định Từ định luật bảo toàn khối lượng cho phép tính khối lượng chất, thường khối lượng chất dạng chất phản ứng [ I , II ] 2.2 Thực trạng vấn đề trước áp dụng sáng kiến kinh nghiệm a.Thuận lợi – khó khăn * Thuận lợi: - Được quan tâm đạo sâu sát cấp lãnh đạo, ban ngành huyện Triệu Sơn - Trong năm gần đây, vấn đề dạy học môn hoá học đổi mơn có chuyển biến mạnh mẽ đổi phương pháp dạy học - Chương trình sách giáo khoa hố học có nhiều đổi mục tiêu, cấu trúc, đổi thích hợp cho giáo viên giảng dạy mơn hố học cho học sinh Thơng qua học học sinh tự hoạt động tích cực, chủ động sáng tạo tìm tòi phát chiếm lĩnh nội dung học - Năm học 2018- 2019 quan tâm cấp, trường THCS An Nông đầu tư xây dựng cơng nhận đạt chuẩn quốc gia Nhờ đó, sở vật chất, trang thiết bị phục vụ dạy học đáp ứng cho nhu cầu dạy học thầy trị * Khó khăn: - Đối với học sinh trung học sở chương trình học nặng số môn học với lượng kiến thức khổng lồ Mơn Hố học kiến thức nhiều mà đòi hỏi em phải học nhớ kỹ làm dạng tập - Học sinh chưa có kỹ nhận dạng tốn có áp dụng định luật, thường xuyên sử dụng nhầm lẫn nội dung với hệ định luật chủ yếu sử dụng nội dung định luật nên giải số ỏi tốn áp dụng trực tiếp định luật thực gặp khó khăn tốn tổng hợp có vận dụng định luật bảo tồn khối lượng - Thời lượng phân phối chương trình lượng tập dành cho nội dung định luật bảo tồn khối lượng q ít, cịn số nhỏ giáo viên xem nhẹ chưa đầu tư mức thời lượng chất lượng nội dung, chưa ý đến việc xây dựng kỹ vận dụng định luật so với yêu cầu chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi liên quan đến định luật bảo toàn khối lượng - Trường có giáo viên dạy mơn hố học khối 8, khó cho việc giảng dạy dự rút kinh nghiệm b.Thành công – hạn chế - Thành công: Đa số em thích học mơn Hố cố gắng chăm học mơn hoá Học sinh nhớ số dạng tập biết vận dụng để giải - Hạn chế: Nhiều học sinh phân biệt dạng tập không nhớ phương pháp giải tốn Học sinh nơng thơn nên khơng có nhiều thời gian cho việc học, tài liệu học tập giường khơng có, chủ yếu sách giáo khoa nên thường học mơn Hố c Mặt mạnh – mặt yếu - Mặt mạnh: Đa số em học sinh chăm ngoan có ý thức học tập, chịu khó học cũ, làm tập hoá học đọc trước mới, số em tham khảo nhiều loại sách, mạng internet rèn luyện làm tập - Mặt yếu: Đa số em chưa biết cách học tập hiệu quả, học tập máy móc khơng tự tìm hiểu nghiên cứu tìm tịi sáng tạo d Các ngun nhân, yếu tố tác động - Lượng kiến thức mơn hố 8, nhiều, thời gian dạy lớp dạy lý thuyết, có q tiết luyện tập làm tập - Hồn cảnh gia đình học sinh cịn khó khăn, cha mẹ chưa quan tâm đến việc học hành em - Ý thức học tập em chưa cao 2.3 Các sáng kiến kinh nghiệm giải pháp sử dụng để giải vấn đề a Mục tiêu giải pháp, biện pháp Đưa phương pháp giải tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng truyền đạt tới học sinh để học sinh gặp tập liên quan đến định luật bảo toàn khối lượng biết nhận dạng nhớ để làm b Nội dung cách thức thực giải pháp, biện pháp Ở đề tài tập trung giới thiệu số kỹ góp phần giải khó khăn, mâu thuẩn áp dụng định luật - Bước 1: Xây dựng cung cấp đủ, có hệ thống kiến thức định luật hệ định luật bảo toàn khối lượng Giới thiệu nội dung, hệ quả, giới thiệu đến đâu có phân tích, giải thích chứng minh đến Theo chuẩn kiến thức mơn Hố học có nội dung sau: - Nội dung định luật: Trong phản ứng hoá học, tổng khối lượng chất sản phẩm tổng khối lượng chất tham gia phản ứng - Hệ định luật: + Hệ 1: Trong phản ứng hoá học, tổng khối lượng chất sau phản ứng tổng khối lượng chất trước phản ứng + Hệ 2: Trong phản ứng hoá học, khối lượng nguyên tố bảo toàn - Bước 2: Xây dựng cung cấp đầy đủ, có hệ thống, lý thuyết hố việc tính tốn xoay quanh nội dung hệ định luật bảo toàn khối lượng Cụ thể hóa định luật: Trong phản ứng tổng quát: A + B → C + D, với lượng A, B tham gia a (g), b (g) lượng C c (g), lượng D chưa biết x (g) xác đinh theo định luật bảo toàn khối lượng: a + b = c + x nên x = a + b – c Xác định tìm x - Bước 3: Đưa dạng tập cụ thể theo mức độ tăng dần nhằm giúp học sinh hiểu rõ chất định luật bảo toàn khối lượng, áp dụng cụ thể nội dung, hệ trên, thơng qua cố lý thuyết, xây dựng cách áp dụng rút lưu ý áp dụng Dạng 1: Áp dụng trực tiếp định luật bảo tồn khối lượng tính tốn khối lượng chất phản ứng hóa học giải thích tượng a Những chia sẻ kinh nghiệm Đối với dạng tập tính tốn, áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, sau học sinh học xong dạng tập tính theo phương trình hóa học em dễ bị ngộ nhận áp dụng định luật bảo toàn khối lượng khó muốn tính khối lượng chất cần biết khối lượng chất khác cịn lại phản ứng hóa học Giáo viên cần phân tích để học sinh thấy lợi ích định luật bảo toàn khối lượng, đặc biệt là áp dụng cho nhiều phản ứng hóa học b Một số ví dụ cụ thể Ví dụ 1: Đốt cháy hết gam kim loại Magie (Mg) không khí thu 15 gam hợp chất magie oxit MgO Biết magie cháy phản ứng với oxi O2 khơng khí a Viết cơng thức khối lượng phản ứng xảy b Tính khối lượng khí Oxi phản ứng (Trích tập SGK hóa học trang 54) Bài giải a Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mMg + mO = mMgO b khối lượng oxi phản ứng là: mO = mMgO − mMg = 15 − = 6( g ) Ví dụ 2: Giải thích nung mẩu đá vôi, khối lượng chất rắn sau nung lại giảm đi, nung mẩu đồng, khối lượng chất rắn sau nung lại tăng lên (Trích sách tập hóa học 8) Bài giải Khi nung mẫu đá vôi: t0 PTHH: CaCO3 → CaO + CO2 Áp dụng định luật bảo tồn ta có: mCaCO3 = mCaO + mCO2 ⇒ mCaO = mCaCO3 − mCO2 < mCaCO3 Vậy khối lượng chất rắn sau nung bị giảm Khi nung mâu kim loại Cu t0 PTHH: Cu + O2 → 2CuO Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng ta có: mCu + mO = mCuO > mCu Vậy sau nung mẫu kim loại đồng, khối lượng tăng lên Ví dụ 3: Đốt cháy hồn tồn a (gam) hỗn hợp X gồm kim loại A, B hoá trị II thu b (gam) hỗn hợp Y gồm oxit tương ứng Hãy viết biểu thức tính khối lượng oxi cần dùng theo a, b ? (Trích sách 400 tập hóa học 8- Ngơ Ngọc An) Bài giải t0 PTHH: 2A + O2 → 2AO (1) t0 2B + O2 → 2BO (2) Áp dụng định luật bảo tồn khối lượng, ta có: mO (tham gia 1) + mA = mAO (3) mO2 (tham gia 2) + mB = mBO (4) Cộng (3) với (4), ta được: mO + mX = mY ⇒ mO = mY – mX = b – a (gam) ⇒ Lưu ý: Định luật áp dụng đồng thời cho nhiều phản ứng Ví dụ 4: Hồ tan hết 11 (g) hỗn hợp X gồm Fe kim loại A có hố trị n vào dung dịch HCl, sau phản ứng thu 8,96 lít khí ĐKTC dung dịch Y Tính tổng khối lượng muối dung dịch Y ? (Trích đề thi HSG 2011 - huyện Triệu Sơn) Bài giải PTHH: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 (1) 2A + 2nHCl → 2ACln + nH2 (2) 2 8,96 Theo (1) (2): nHCl = nH = 22,4 = 0,8mol Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng: mX + mHCl (tham gia pư) = mmuối + mH ⇒ mMuối = mX + mHCl (tham gia pư) – mH = 11 + 0,8 36,5 – 0,4 = 39,4 (g) Vậy m = 39,4 (gam) c Một số tập tự giải [VI ,V ,VIII ] Bài tập 1: Oxi hoá hết 1,26(g) hỗn hợp X gồm kim loại A(II) B(III) thu 2,22(g) oxit tương ứng Tính thể tích khơng khí cần dùng ĐKTC ? (Đáp số:Vkk = 3,36 lít ) Bài tập 2: Cho luồng khí hiđro qua ống thuỷ tinh chứa 20 g bột đồng (II) oxit 400 0C Sau phản ứng thu 16,8 g chất rắn A a Tính thể tích khí hiđro tham gia phản ứng đktc ? b Tính hiệu suất phản ứng ? (Đáp số: VH = 4,48 lít H = 80%) Bài tập 3: Hoà tan hết 7,9(g) hỗn hợp X gồm Mg, Al, Fe vào ddHCl dư sau phản ứng thu 6,72(lít) khí ĐKTC a.Tính tổng khối lượng muối dung dịch sau phản ứng ? b.Tính thành phần % theo khối lượng tùng chất X, biết tỉ lệ số nguyên tử Fe so với Mg 1: (Đáp số: mmuối = 29,2 gam 30,38%Mg, 34,18%Al, 35,44%Fe ) Bài tập 4: (3,5đ) Để khử hoàn toàn 47,2 gam hỗn hợp CuO, Fe 2O3, Fe3O4 cần dùng V lít khí H2 (ở đktc) sau phản ứng thu m gam kim loại 14,4 gam nước a Viết phương trình phản ứng xảy ? b Tính giá trị m V ? (Đáp số : V= 17,92 lít, m = 34,4 g) Bài tập 5: Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp kim loại Mg, Cu, Zn, Fe thu 74.5 gam X gồm hỗn hợp oxit sắt oxit kim loại tương ứng Để hòa tan hết hỗn hợp oxit cần dùng 600 ml dung dịch H 2SO4 2M Xác định giá trị m (Đáp số : m = 55,3 g ) Dạng 2: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng hệ vào tính toán liên quan đến dung dịch a Những chia sẻ kinh nghiệm Đối với dạng tập liên quan đến dung dịch có áp dụng định luật bảo tồn khối lượng, thông thường áp dụng định luật bảo tồn khối lượng để tính khối lượng dung dịch sau phản ứng Giáo viên cần lưu ý sinh số điểm sau: - Khi tính khối lượng dung dịch phải tính khối lượng dung dịch chất tham gia Ví dụ: NaOH + HCl → NaCl + H2O Khi định luật bảo toàn khối lượng viết sau: mddNaOH + mddHCl = mdd sau phản ứng Học sinh dễ mắc sai lầm: m NaOH + mHCl = mdd sau phản ứng - Khi sản phẩm có chất rắn chất khí bay khối lượng dung dịch sau phản ứng tổng khối lượng ban đầu trừ khối lượng chất khí chất rắn (có trừ 2) Ví dụ: Zn + 2HCl → ZnCl2 + H2 Khi đó: mZn + mddHCl = mdd sau phản ứng - mH Học sinh dễ mắc sai lầm: mZn + mHCl = mdd sau phản ứng - mH - Khi chất tham gia có chất rắn mà khơng tan hết tính khối lượng dung dịch tính phần khối lượng chất rắn phản ứng, chất rắn dư khơng vào dung dịch Ví dụ: CaCO3 + HCl → CaCl2 + CO2 + H2O Khi CaCO3 dư: mCaCO phản ứng + m dd HCl = m dd sau p/ư - mCO Học sinh dễ mắc sai lầm: mCaCO + m dd HCl = m dd sau p/ư - mCO 10 (Không trừ phần khối lượng CaCO3 dư) c Một số ví dụ cụ thể Ví dụ1: Cho 10 gam hỗn hợp X gồm Cu kim loại M hoá trị II vào 100 gam dung dịch HCl 18,25%, sau phản ứng thu 4,48 lít khí H (đktc) cịn lại 5,2 gam chất rắn khơng tan a Xác định kim loại M dùng b Tính nồng độ phần trăm chất dung dịch sau phản ứng ( Trích đề thi HSG cấp huyện năm 2011-2012) Bài giải 18,25 a) m HCl = 100 18,25% = 18,25 ( g ) ; ⇒ n HCl = 36,5 = 0,5 ( mol ) ; nH = 4,48 = 0,2 ( mol ) 22,4 M + 2HCl → MCl2 + H2 ↑ 0,2 0,4 0,2 0,2 (mol) - Theo PTHH ta có: nHCl(p/ư) = 2nH = 2.0,2 = 0,4 ( mol ) < nHCl(ban đầu) => HCl dư Vậy kim loại M phản ứng hết.Chất rắn khơng tan có Cu Vậy mCu = 5,2g ⇒ m M = 10 − 5,2 = 4,8 ( g ) - Theo PTHH ta có: nM = nH = 0,2 ( mol ) - PTHH: 2 4,8 => M = 0,2 = 24( g ) Vậy M kim loại Mg b) Dung dịch sau phản ứng gồm MgCl2 HCl dư mMgCl = 0,2 95 = 19 ( g ) ; mHCl ( du ) = (0,5 − 0,4).36,5 = 3,65 ( g ) - Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: mdd sau p / u = mMg + mddHCl − mH = 4,8 + 100 − 0,2.2 = 104,4 ( g ) ⇒ C %( MgCl2 ) = 19 3,65 100% ≈ 18,2% ; C %( HCl du ) = 100% ≈ 3,5% 104,4 104,4 Ví dụ 2: Trên hai đĩa cân A, B có hai cốc đựng hai dung dịch: HCl (đĩa cân A), H2SO4 (đĩa cân B) Điều chỉnh lượng dung dịch hai cốc để cân vị trí thăng Cho 1,15g kim loại Na vào cốc A Để cân vị trí cân cần cho gam kim loại Mg vào cốc B (Trích đề thi HSG cấp huyện năm học 2014 – 2015 huyện Triệu Sơn) Bài giải Phương trình hóa học: Cốc A: 2Na + 2HCl → 2NaCl + H2↑ (1) Cốc B: Mg + H2SO4 → MgSO4 + H2↑ (2) Gọi x khối lượng kim loại Mg cần cho vào cốc B 11 Để cân vị trí thăng sau phản ứng độ tăng khối lượng cốc A cốc B phải Khi ta có: m Na − m H (1) = m Mg − m H ( ) ⇔ 1,15 − 1,15.2 = x − x 23.2 24 Giải phương trình ta x = 1,2 (g) Vậy khối lượng kim loại Mg cần cho vào cốc B 1,2 gam Ví dụ 3: Hịa tan 14,2g hỗn hợp A gồm MgCO muối cacbonat kim loại R lượng vừa đủ dung dịch HCl 7,3% thu dung dịch D 3,36 lít khí CO2 (ở đktc) Thêm 32,4g nước vào dung dịch D dung dịch E Nồng độ MgCl2 dung dịch E 5% Xác định kim loại R thành phần % theo khối lượng chất hỗn hợp A (Trích đề thi HSG vòng loại dự tỉnh năm học 2014 – 2015 huyện Triệu Sơn) Bài giải Gọi a b số mol MgCO3 R2(CO3)x có hỗn hợp A (a, b >0; x∈ N*) PTHH: MgCO3 + 2HCl → MgCl2 + H2O + CO2 ↑ (1) a 2a a a (mol) R2(CO3)x + 2xHCl → 2RClx + xH2O + xCO2↑ (2) b 2bx 2b bx (mol) 3,36 Ta có : nCO = a + bx = 22, = 0,15 mol (I) ⇒ n HCl = 2nCO = 0,3 (mol) Dung dịch D gồm MgCl2 RClx Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 2 0,3.36,5.100 m D = m A + mddHCl − mCO = 14,2 + - (0,15.44) = 157,6 (g) 7,3 mE = 157,6 + 32,4 = 190 (gam) Ta có: C%( MgCl2 E) = 95a ⋅ 100% = 5% 190 Giải được: a = 0,1 (mol); Thay a = 0,1 vào (I) ta b = Ta có : 0,1.84 + ⇔ 0, 05 (mol) x 0, 05 (2R+60x) =14,2 x R = 28x có x = , R = 56 thỏa mãn Vậy R Fe Thành phần % chất hỗn hợp A là: %mMgCO3 = 8,4 100% ≈ 59,15% ; %m FeCO3 = 100% − 59,15% ≈ 40,85% 14,2 Ví dụ 4: Trộn 300 gam dd H2SO4 7,35% với 200 gam dd HCl 7,3% thu dd X 12 a Tính nồng độ phần trăm chất dung dịch X b Cho 8,7 gam hỗn hợp gồm Mg Fe hòa tan vừa đủ 250 gam dung dịch X tạo dung dịch Y V lít khí hiđro Tính V (ở đktc), tính khối lượng hỗn hợp muối có dd Y khối lượng kim loại hỗn hợp ban đầu (Đề khảo sát đội dự tuyển HSG huyện Triệu Sơn 2017-2018) Bài giải 300.7,35 200.7,3 = 22,05( gam) ; m HCl = = 14,6( gam) 100 100 = mddH SO4 + mddHCl = 300 + 200 = 500( gam) a m H SO = mddX C % H SO4 = 22,05 14,6 ⋅ 100% = 4,41% ; C % HCl = ⋅ 100% = 2,92% 500 500 b Trong 250 gam dung dịch X có: 250.4,41 11,025 = 11,025( gam) => n H SO4 = = 0,1125(mol ) 100 98 7,3 250.2,91 = = 7,3( gam) => n HCl = 36,5 = 0,2(mol ) 100 m H SO4 = m HCl Mg + 2HCl  → MgCl2 + H2 (1) Mg + H2SO4  → MgSO4 + H2 (2) Fe  → FeCl2 + H2 (3) → FeSO4 + H2 Fe + H2SO4  Theo PTHH (1), (2), (3) (4) ta có (4) PTHH: + 2HCl n H = n H SO4 + n HCl = 0,1125 + 0,1 = 0,2125(mol ) => V H = 0,2125.22,4 = 4,76(l ) Áp dụng ĐLBTKL cho phản ứng (1), (2), (3) (4) mY = mhhkimlo¹i + mH SO4 + mddHCl − m H = 8,7 + 11,025 + 7,3 − 0,425 = 26,6( gam) Đặt x, y số mol Mg Fe (x,y>0) 24 x + 56 y = 8,7  x = 0,1 = >  x + y = 0,2125  y = 0,1125 Ta có hệ pt:  mMg = 0,1.24 + 2,4 gam; mFe = 0,1125.56 = 6,3 gam c Một số tập tự giải [VI ,V ,VIII ] Bài tập 1: Đặt cốc A đựng dung dịch HCl cốc B đựng dung dịch H2SO4 loãng vào đĩa cân cho cân vị trí cân Sau làm thí nghiệm sau: - Cho 11,2g Fe vào cốc đựng dung dịch HCl - Cho m gam Al vào cốc đựng dung dịch H2SO4 Khi Fe Al tan hoàn tồn thấy cân vị trí thăng Tính m ? (Đáp số: m = 12,15 gam ) 13 Bài tập 2: Hoà tan hoàn toàn 5,5g hỗn hợp gồm Al Fe dung dịch HCl 14,6% thu 4,48 lít hiđro (đo đktc) a- Tính thành % khối lượng kim loại hỗn hợp b- Tính nồng độ % muối có dung dịch sau phản ứng (Đáp số: % Fe: 50,91, % Al = 49,09 C%(AlCl3)= 12,7%, C%(FeCl2)= 6,04%) Bài tập 3: Cho 1,08 gam kim loại A chưa rõ hóa trị tác dụng với 100 gam dung dịch H2SO4 9,8%, sau phản ứng thu dung dịch B 1,344 lít khí H2 (đktc) a Xác định kim loại A b Tính nồng độ phần trăm chất tan dung dịch B (Đáp số: a Al b C% Al2(SO4)3 = 6,77%; C% H2SO4 dư = 3,88%) Bài tập 4: Cho a gam hỗn hợp gồm kim loại A B (chưa rõ hoá trị) tác dụng hết với dd HCl ( A B phản ứng) Sau phản ứng kết thúc, người ta thu 67 gam muối 8,96lít H2 (ĐKTC) Tính a ? (Đáp số a = 38,6 gam) Dạng 3: Áp dụng định luật bảo toàn khối lượng hệ vào tốn lập cơng thức hóa học a Những chia sẻ kinh nghiệm Đối với dạng tập vận dụng định luật bảo toàn khối lượng để lập cơng thức hóa học chất, thường áp dụng định luật bảo tồn ngun tố - Tìm cơng thức hóa học biết thành phần nguyên tố, ta thường tính khối lượng ngun tố thơng qua đơn chất, hợp chất chứa chúng (VD1) - Tìm cơng thức oxit sắt ta thường vận dụng định luật bảo tồn ngun tố tìm khối lượng sắt, khối lượng oxi, xác định oxit sắt (VD 2) - Đối với việc tìm cơng thức hóa học chất thơng qua tìm M, đề cho số mol chất, ta áp dụng định luật bảo toàn khối lượng để tìm khối lượng chất, từ tính M suy ngun tố hoạc cơng thức hóa học (VD3) b Một số ví dụ cụ thể Ví dụ 1: Đốt cháy hoàn toàn 2,2 gam hợp chất hữu A thu 6,6 gam CO2 3,6 gam H2O Biết khối lượng mol phân tử A 60 gam/mol Tìm cơng thức phân tử A viết công thức cấu tạo A biết A làm quỳ tím hóa đỏ (Trích đề sách nâng cao tập mơn Hóa 9- Nguyễn Xn Trường) Bài giải 6,6 = 0,15mol ⇒ nC = 0,15mol ⇒ mC = 0,15.12 = 1.8( g ) 44 3,6 n H 2O = = 0,2mol ⇒ n H = 2n H 2O = 0,2mol ⇒ m H = 0,2( g ) 18 ⇒ mO = 2,2 − (1,8 + 0,2) = 0,2( g ) Ta có: nCO = 14 Gọi CTDC CxHyOz ( x,y,z ∈ N*) Ta có: 12 x y 16 z 60 = = = 1,8 0,2 0,2 2,2 => x=2; y=4; z=2 Vậy CTPT C2H4O2 Công thức cấu tạo: CH3- COOH Ví dụ 2: Khử 11,6 gam oxit sắt chưa biết H nung nóng dư Chất rắn thu sau phản ứng khử hịa tan axit H2SO4 lỗng 3,36 lít hiđro(Đktc) Tìm cơng thức oxit sắt dùng (Trích đề thi HSG vòng loại dự tỉnh năm học 2015 – 2016 huyện Triệu Sơn) Bài giải Gọi công thức hóa học oxit sắt FexOy ( x,y ∈ N*) t0 PTHH: FexOy + yH2 → xFe + yH2O (1) Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 (2) n H = 3,36 : 22,4 = 0,15 (mol) Theo PTHH (2): nFe= nH = 0,15 mol ⇒ mFe = 0,15.56 = 8,4 gam mO Fex O y = 11,6 – 8,4 = 3,2 gam mFe 56 x 8.4 x Ta có: m = 16 y = 3.2 Giải ta được: y = Chọn x = 3, y= O Vậy công thức oxit sắt Fe3O4 Ví dụ 3: Cho 11,6g oxit kim loại phản ứng vừa đủ với 4,48 (lít) khí H2 đktc thu kim loại A Hoà tan hết lượng A vào dung dịch HCl dư thu 3,36 lít khí đktc Xác định A oxit ban đầu (Trích đề khảo sát HSG dự tỉnh năm học 2017 – 2018 huyện Triệu Sơn) Bài giải Gọi oxit AxOy, hoá trị A muối n ( x,y,n ∈ N*) t0 PTHH: AxOy + yH2 → xA + yH2 O (1) 2A + 2nHCl  (2) → 2ACln + nH2 Theo PTHH (1) nH O = nH = 4,48 : 22,4 = 0,2 (mol) Áp dụng định luật BTKL cho (1), ta có: mOxit + mH = mR + mH O ⇔ 11,6 + 0,2 = mR + 0,2 18 ⇒ mR = 8,4 (g) 2 2 Mặt khác (2): nH = 3,36 : 22,4 = 0,15 (mol) 2 n Theo phương trình (2): nA = nH = Ta có bảng xét sau: n A Kết luận 28 loại 2.0,15 8,4 ⇒ A= n = 28n n 56 Fe 84 loại 15 Suy n = 2; A = 56 Vậy A Fe Có nA = 8,4 : 56 = 0,15 (mol) Theo PTHH (1): n x 0,15 = A = = y nH 2O 0,2 Vậy oxit ban đầu Fe3O4 c Bài tập tự giải [ III ,VI , VII ,VIII ] Bài tập 1: Dùng 1,568(lít) khí CO để phản ứng với 4(g) oxit kim loại nhiệt độ thích hợp Sau phản ứng kết thúc thu kim loại A hỗn hợp khí X Tỷ khối X so với khí hiđro 19 Hồ tan hết lượng A vào ddHCl dư thu 1,12(lít) khí Xác định oxit ban đầu ? Các khí đo đktc (Đáp số: Fe2O3) Bài tập 2: Hoà tan hoàn toàn 6,4 gam hỗn hợp bột gồm Fe oxit sắt FexOy dung dịch axit HCl thu 2,24 lít khí (đktc) Nếu đem 3,2 gam hỗn hợp khử khí H2 thu 0,1 gam nước a Viết phương trình hóa học b Xác định công thức phân tử sắt oxit (Đáp số: FeO) Bài tập 3: Cho dịng khí hiđrơ dư qua 4,8 gam hỗn hợp CuO oxit sắt nung nóng thu 3,52 gam chất rắn Đem chất rắn hịa tan axit HCl dư thu 0,896 lit khí(đktc) a Xác định khối lượng oxit hỗn hợp b Xác định công thức phân tử oxit sắt (Đáp số: Fe2O3) Bài tập 4: Hịa tan hồn toàn 8,56 gam muối clorua vào nước thu 200 ml dung dịch Y Lấy 25 ml dung dịch Y đem tác dụng với dung dịch AgNO3 dư thu 2,87 gam muối kết tủa trắng Tìm cơng thức hóa học muối clorua dùng (Đáp số: NH4Cl) 2.4 Hiệu sáng kiến kinh nghiệm hoạt động giáo dục, với thân, đồng nghiệp nhà trường Để kiểm chứng hiệu sáng kiến kinh nghiệm khả giải tập học sinh tiến hành thực nghiệm sư phạm sau: * Đối với bồi dưỡng học sinh giỏi trường sở (THCS An Nông): Bước 1: Lấy nhóm học sinh gồm em HS lớp 8; nhóm em HS lớp làm thực nghiệm, trang bị đầy đủ kiến thức định luật bảo toàn khối lượng, tài liệu giáo khoa, số sách tham khảo như: sách tập Hóa học 8,9; sách 400 tập hóa học 8,9 Ngô Ngọc An Bước 2: Tiến hành đề, kiểm tra với dạng tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng Thu kết xử lý thông tin 16 Bước 3: Tiến hành dạy cách nhận dạng, phân loại định hướng cách giải dạng tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng sáng kiến trình bày Bước 4: Ra đề có nội dung chất lượng tương đương với đề trước có 30% nâng cao hơn, chấm xử lý kết quả.(Đề thi tương đương mức độ đề HSG cấp huyện) Kết thực nghiệm sư phạm thu sau: Lần Giỏi Khá T.Bình Yếu Kém TS kiểm (9,0-10) (7,0-8,9) 5,0-6,9 (2,6-4,9) (0-2,5) HS SL % SL % SL % SL % SL % tra Lần 10 0.0 20 60 20 0.0 Lần 10 50 20 30 0.0 0.0 Bước 5: Tách lớp lớp riêng, sau cho ơn luyện HSG theo chương trình cấp học, vận dụng kiến thức học vào giải đề thi học sinh giỏi theo cấp học Kết đạt năm học 2020-2021 áp dụng đề tài nhóm học sinh giỏi trường THCS An Nơng: - Kết kì thi học sinh giỏi cấp huyện lớp năm học 2020-2021: 2/2 em đạt giải (1 giải ba + giải khuyến khích) - Kết kì thi học sinh giỏi cấp huyện lớp năm học 2020-2021: 2/3 em đạt giải (1 giải + giải khuyến khích) * Đối với học sinh đội dự tuyển HSG dự thi cấp tỉnh huyện: Sau nhận nhiệm vụ bồi dưỡng lớp đội dự tuyển HSG dự thi cấp tỉnh huyện, Tôi làm thực bước tương tự trường Kết đạt năm học 2020-2021 áp dụng đề tài lớp học sinh giỏi đội dự tuyển HSG dự thi cấp tỉnh huyện: giải nhì + giải ba + giải khuyến khích * Đối với học sinh đại trà trường THCS An Nông: Khảo sát ban đầu: Lớp thử nghiệm Lớp Học lực 8A 9A Số lượng Tỉ lệ % Số lượng Tỉ lệ % Giỏi Khá TB 16 3,1 15,6 50 21 12,5 52,5 Yếu 10 31,3 12 30 Khảo sát sau áp dụng đề tài: 17 Lớp Học lực Giỏi Khá TB Yếu Lớp thử nghiệm 8A Số lượng Tỉ lệ % 18,75 10 31,25 12 7,5 2,5 9A Số lượng 10 17 10 Tỉ lệ % 25 42,5 25 7,5 Từ bảng ta thấy với lớp thử nghiệm sau áp dụng đề tài tỉ lệ học sinh giỏi, cao hơn, ta thấy với cách dạy tỉ lệ học tập tốt học sinh có chiều hướng tăng lên Bên cạnh thái độ học tập tăng lên đáng kể nhiều học sinh yếu lên trung bình học sinh có đam mê mơn học, cảm thấy u thích mơn học, cụ thể vào dạy tâm lí em thấy thoải mái thích học, biểu tích cực hoạt động học tập lĩnh hội kiến thức Từ góp phần nâng cao hiệu giáo dục nhà trường chất lượng đại trà công tác bồi dươngc học sinh giỏi - Thông qua việc nghiên cứu sáng kiến kinh nghiệm, thân Tơi tìm hiểu, hiểu rõ chất nội dung hệ định luật bảo toàn khối lượng, áp dụng thành thạo dạng tập có liên quan đến định luật bảo tồn khối lượng - Trong trình giảng dạy phải coi trọng việc hướng dẫn học sinh đường tìm kiến thức mới, khơi dậy óc tị mị, tư sáng tạo học sinh, tạo hứng thú học tập, dẫn dắt học sinh từ chỗ chưa biết đến biết, từ dễ đến khó - Nghiên cứu thực sáng kiến kinh nghiệm thân rút nhiều kinh nghiệm việc phân dạng tập hóa học định hướng phương pháp giải toán cho học sinh cơng tác giảng dạy trường THCS, đóng góp phần nhỏ bé công sức, tư liệu tham khảo cho học sinh bạn đồng nghiệp dạng tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ 18 3.1- Kết luận - Từ kết kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải dạng tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng giúp ta rút nhận xét: Làm tốt việc phân dạng định hướng phương pháp giải toán cho học sinh sở vững để nâng cao chất lượng dạy học mơn hóa nói chung kỹ giải tập hóa học nói riêng - Từ sáng kiến kinh nghiệm kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải dạng toán áp dụng định luật bảo tồn khối lượng tơi nhận thấy học sinh hiểu rõ chất định luật bảo toàn khối lượng hệ Từ áp dụng vào dạng tập có liên quan đến định luật bảo toàn khối lượng, rút kinh nghiệm cho cá nhân việc phân dạng định hướng phương pháp giải toán cho dạng tập hóa học khác 3.2 Kiến nghị - Vì thời gian nghiên cứu có hạn, lực thân nhiều hạn chế, song triển khai ứng dụng sáng kiến kinh nghiệm em đón nhận tiếp thu tốt Vì tơi mong q thầy em học sinh đón nhận tiếp tục nghiên cứu để nội dung đề tài ngày hoàn thiện hơn, ứng dụng rộng rãi - Các cấp quản lí hàng năm cần chọn sáng kiến kinh nghiệm thật có chất lượng, khả ứng dụng cao để tổ chức hội thảo triển khai ứng dụng địa bàn Tổ chức buổi tập huấn chuyên đề để cán giáo viên có dịp giao lưu, trao đổi học hỏi chun mơn lẫn Vì thời gian có hạn, lực thân nhiều hạn chế, lại phạm vi nhỏ hẹp nên chắn sáng kiến kính nghiệm khơng tránh khỏi thiếu sót Rất mong nhận đóng góp từ q thầy cơ, độc giả em học sinh để ngày hồn thiện sáng kiến Mọi đóng góp quý độc giả xin gửi qua Email: lehang.thcs.78@gmail.com ĐT: 0948072445 Xin chân thành cảm ơn! XÁC NHẬN CỦA THỦ Thanh Hóa, ngày 12 tháng năm 2021 TRƯỞNG ĐƠN VỊ Tôi xin cam đoan SKKN viết, khơng chép nội dung người khác Người viết Lê Thị Hằng TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 Tên tài liệu tham khảo Chuẩn kiến thức kỹ mơn hố trung học sở 8,9 Sách giáo khoa hóa học 8, hố học Sách tập hố học 8,9 Đề thi HSG cấp huện, cấp tỉnh năm 400 tốn Hóa học lớp - Ngơ Ngọc An Bài tập Hoá học nâng cao Nguyễn Xuân Trường - NXB Giáo dục 250 toán Hoá học chọn lọc - PGS Đào Hữu Vinh - NXB Giáo dục 500 tập hóa học chuyên trung học sở - Trần Trung Ninh Tuyển tập phụ đạo, bồi dưỡng mơn Hóa học THCS Lê Ngọc Tú NXB Thanh Hóa Mạng enternet DANH MỤC Mã hóa I II III IV V VI VII VIII IX X 20 SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM ĐÃ ĐƯỢC HỘI ĐỒNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM NGÀNH GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO HUYỆN, TỈNH VÀ CÁC CẤP CAO HƠN XẾP LOẠI TỪ C TRỞ LÊN Họ tên tác giả: Lê Thị Hằng Chức vụ đơn vị công tác: Giáo viên trường THCS An Nông Cấp Kết đánh giá đánh giá TT Tên đề tài SKKN xếp loại xếp loại Bồi dưỡng học sinh giỏi kỹ giải nhanh toán lai 1,2 hay nhiều cặp tính Cấp trạng tương phản, tương tác huyện gen không alen Kinh nghiệm bồi dưỡng học sinh giỏi môn sinh học 9, phần tập sở vật Cấp chất chế di truyền cấp độ phân tử huyện cấp độ tế bào Hướng dẫn học sinh phân dạng và giải tập đinh lượng mơn Hóa học Cấp trương trình THCS huyện Hướng dẫn học sinh phân dạng giải tập định lượng phần dung dịch Cấp trường THCS An Nông huyện Kinh nghiệm sử dụng tượng thực tiễn vào dạy học mơn Hóa học giúp tăng Cấp hứng thú học tập cho học sinh lớp huyện trường THCS An Nông Phương pháp nhận biết chất vô Cấp cho học sinh khối 8,9 trường THCS huyện Phương pháp nhận biết chất vô cho học sinh khối 8,9 trường THCS Cấp tỉnh Năm học đánh giá xếp loại B 2011-2012 A 2013-2014 C 2014-2015 B 2015-2016 B 2016-2017 A 2017-2018 C 2017-2018 ... Tôi trăn trở mạnh dạn nghiên cứu vấn đề Do , Tôi chọn đề tài: ? ?Kinh nghiệm hướng dẫn học sinh vận dụng định luật bảo tồn khối lượng giải tốn Hóa học cho học sinh lớp 8, trường THCS An Nơng, huyện... Từ sáng kiến kinh nghiệm kinh nghiệm hướng dẫn học sinh giải dạng tốn áp dụng định luật bảo tồn khối lượng tơi nhận thấy học sinh hiểu rõ chất định luật bảo toàn khối lượng hệ Từ áp dụng vào dạng... học tập cho học sinh lớp huyện trường THCS An Nông Phương pháp nhận biết chất vô Cấp cho học sinh khối 8 ,9 trường THCS huyện Phương pháp nhận biết chất vô cho học sinh khối 8 ,9 trường THCS Cấp