III-ĐỐI TƯỢNG VAØ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài này nghiên cứu các phương pháp bồi dưỡng kỹ năng biện luận trong giải toán hóa học giới hạn trong phạm vi biện l[r]
(1)Nội dung đề tài MUÏC LUÏC Trang A- PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TAØI: II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: III-ĐỐI TƯỢNG VAØ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : 2- Khách thể nghiên cứu : IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: V- PHẠM VI NGHIÊN CỨU: .2 VI- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1- Phöông phaùp chuû yeáu 2-Các phương pháp hỗ trợ B-NỘI DUNG VAØ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN: I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BAØI TOÁN BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC: II- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VAØ VAØ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH 1- Thực trạng chung: 2- Chuẩn bị thực đề tài: .5 III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TAØI VAØO THỰC TIỄN: DAÏNG 1: BIEÄN LUAÄN THEO AÅN SOÁ TRONG GIAÛI PHÖÔNG TRÌNH DAÏNG : BIỆN LUẬN THEO TRƯỜNG HỢP DAÏNG 3: BIEÄN LUAÄN SO SAÙNH 11 DAÏNG 4: BIEÄN LUAÄN THEO TRÒ SOÁ TRUNG BÌNH 12 DAÏNG 5: BIỆN LUẬN TÌM CTPT CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÔNG THỨC NGUYEÂN 14 C - BAØI HỌC KINH NGHIỆM VAØ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: 17 I- BAØI HOÏC KINH NGHIEÄM: 17 II- KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: .17 D- KEÁT LUAÄN CHUNG: 18 E- PHAÀN PHUÏ LUÏC: 19 I- PHIEÁU ÑIEÀU TRA : 19 II- TAØI LIEÄU THAM KHAÛO: 19 (2) A- PHẦN MỞ ĐẦU I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TAØI: Dạy và học hóa học các trường đã và đổi tích cực nhằm góp phần thực thắng lợi các mục tiêu trường THCS Ngoài nhiệm vụ nâng cao chất lượng hiểu biết kiến thức và vận dụng kỹ năng, các nhà trường còn phải chú trọng đến công tác bồi dưỡng học sinh giỏi các cấp; coi trọng việc hình thành và phát triển tiềm lực trí tuệ cho học sinh Đây là nhiệm vụ không phải trường nào có thể làm tốt vì nhiều lý Có thể nêu số lý như: môn học bậc trung học sở nên kiến thức kỹ học sinh còn nhiều chỗ khuyết; phận giáo viên chưa có đủ các tư liệu kinh nghiệm để đảm nhiệm công việc dạy học sinh gioûi … Trong năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp Tỉnh phòng Giáo dục và Đào tạo Tân Châu đặc biệt quan tâm, các nhà trường và các bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ.Giáo viên phân công dạy bồi dưỡng đã có nhiều cố gắng việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ giao Nhờ số lượng và chất lượng đội tuyển học sinh giỏi huyện đạt cấp tỉnh khá cao Tuy nhiên thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi còn nhiều khó khăn cho thầy và trò Nhất là 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 và Đào tạo Tân Châu, tôi đã có dịp tiếp xúc với số đồng nghiệp tổ, khảo sát từ thực tế và đã thấy nhiều vấn đề mà đội tuyển nhiều học sinh còn lúng túng, là giải các bài toán biện luận Trong loại bài tập này năm nào có các đề thi tỉnh Từ khó khăn vướng mắc tôi đã tìm tòi nghiên cứu tìm nguyên nhân (nắm kỹ chưa chắc; thiếu khả tư hóa học,…) và tìm biện pháp để giúp học sinh giải tốt các bài toán biện luaän Với lý trên tôi đã tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tư liệu và áp dụng đề tài: “ BỒI DƯỠNG MỘT SỐ KỸ NĂNG BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC CHO HOÏC SINH GIOÛI ” nhaèm giuùp cho caùc em HS gioûi coù kinh nghieäm vieäc giaûi toán biện luận nói chung và biện luận tìm CTHH nói riêng Qua nhiều năm vận dụng đề tài các hệ HS giỏi đã tự tin và giải có hiệu gặp bài tập loại naøy II-MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: 1-Nghiên cứu các kinh nghiệm bồi dưỡng kỹ hóa học cho học sinh giỏi lớp dự thi tỉnh 2-Nêu phương pháp giải các bài toán biện luận tìm CTHH theo dạng nhằm giúp học sinh giỏi dễ nhận dạng và giải nhanh bài toán biện luận nói chung, biện luận tìm công thức hóa học nói riêng (3) III-ĐỐI TƯỢNG VAØ KHÁCH THỂ NGHIÊN CỨU: 1- Đối tượng nghiên cứu : Đề tài này nghiên cứu các 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 là học sinh giỏi lớp đội tuyển dự thi cấp tỉnh IV-NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU: Nhiệm vụ nghiên cứu đề tài này nhằm giải số vấn đề sau ñaây : 1-Những vấn đề lý luận phương pháp giải bài toán biện luận tìm CTHH; cách phaân daïng vaø nguyeân taéc aùp duïng cho moãi daïng 2-Thực trạng trình độ và điều kiện học tập học sinh 3-Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút bài 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 và nguồn lực nên mặt không gian đề tài này nghiên cứu giới hạn phạm vi huyện Tân Châu Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài nghiên cứu số dạng biện luận tìm CTHH ( chủ yếu tập trung vào các hợp chất vô cô) VI- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1- Phöông phaùp chuû yeáu Căn vào mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu, tôi sử dụng phương pháp chủ yếu là tổng kết kinh nghiệm, thực theo các bước: Xác định đối tượng: xuất phát từ nhứng khó khăn vướng mắc năm đầu làm nhiệm vụ bồi dưỡng HS giỏi, tôi xác định đối tượng cần phải nghiên cứu là 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 Phát triển đề tài và đúc kết kinh nghiệm : Năm học 1999-2000, năm đầu tiên Tỉnh tổ chức thi học sinh giỏi môn hóa học lớp 9, chất lượng HS còn nhiều yếu kém; phần đông các em thường bế tắc giải các bài toán biện luận Trước thực trạng đó, tôi đã mạnh dạn áp dụng đề tài này Trong quá trình vận dụng đề tài, tôi đã suy nghĩ tìm tòi, học hỏi và áp dụng nhiều biện pháp Ví dụ : tổ chức trao đổi tổ bồi dưỡng, trò chuyện cùng HS, thể nghiệm đề tài, kiểm tra và đánh giá kết dạy và học nội dung đề tài Đến nay, trình độ kỹ giải toán biện luận HS đã nâng cao đáng kể 2-Các phương pháp hỗ trợ Ngoài các phương pháp chủ yếu, tôi còn dùng số phương pháp hỗ trợ khác phương pháp nghiên cứu tài liệu và điều tra nghiên cứu: (4) Đối tượng điều tra: Các HS giỏi đã phòng giáo dục gọi vào đội tuyển, đội ngũ giáo viên tham gia bồi dưỡng HS giỏi Caâu hoûi ñieàu tra: chuû yeáu taäp trung caùc noäi dung xoay quanh vieäc daïy vaø hoïc phương pháp giải bài toán biện luận tìm CTHH; điều tra tình cảm thái độ HS việc tiếp xúc với các bài tập biện luận (5) B-NỘI DUNG VAØ PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN: I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ BAØI TOÁN BIỆN LUẬN TÌM CÔNG THỨC HÓA HỌC: Trong hệ thống các bài tập hoá học, loại toán tìm công thức hóa học là phong phú và đa dạng Về nguyên tắc để xác định nguyên tố hóa học là nguyên tố nào thì phải tìm nguyên tử khối nguyên tố đó.Từ đó xác định CTPT đúng các hợp chất Có thể chia bài 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 này thường đơn giản ) - Loại II : Không biết hóa trị nguyên tố cần tìm ; các kiện thiếu sở để xác định chính xác giá trị nguyên tử khối.( bài toán có quá nhiều khả có thể xảy theo nhiều hướng khác ) Cái khó bài tập loại II là các kiện thường thiếu không và thường đòi hỏi người giải phải sử dụng thuật toán phức tạp, yêu cầu kiến thức và tư hóa học cao; học sinh khó thấy hết các trường hợp xảy Để giải các bài tập thuộc loại này, bắt buộc HS phải biện luận Tuỳ đặc điểm bài toán mà việc biện luận có thể thực nhiều cách khác nhau: +) Biện luận dựa vào biểu thức liên lạc khối lượng mol nguyên tử (M )và hóa trò ( x ) : M = f (x) (trong đó f(x) là biểu thức chứa hóa trị x) Từ biểu thức trên ta biện luận và chọn cặp nghiệm M và x hợp lý +) Nếu đề bài cho không đủ kiện, chưa xác định rõ đặc điểm các chất phản ứng, chưa biết loại các sản phẩm tạo thành , lượng đề cho gắn với các cụm từ chưa tới đã vượt … thì đòi hỏi người giải phải hiểu sâu sắc nhiều mặt các kiện các vấn đề đã nêu Trong trường hợp này người giải phải khéo léo sử dụng sở biện luận thích hợp để giải Chẳng hạn : tìm giới hạn ẩn (chặn trên và chặn ), chia bài toán nhiều trường hợp để biện luận, loại trường hợp không phù hợp v.v Tôi nghĩ, giáo viên làm công tác bồi dưỡng học sinh giỏi không thể đạt mục đích không chọn lọc, nhóm các bài tập biện luận theo dạng, nêu đặc điểm dạng và xây dựng hướng giải cho dạng Đây là khâu có ý nghĩa định công tác bồi dưỡng vì nó là cẩm nang giúp HS tìm hướng giải cách dễ dàng, hạn chế tối đa sai lầm quá trình giải bài tập, đồng thời phát triển tìm lực trí tuệ cho học sinh ( thông qua các BT tương tự mẫu và các BT vượt mẫu ) Trong phạm vi đề tài này, tôi xin mạn phép trình bày kinh nghiệm bồi dưỡng số dạng bài tập biện luận tìm công thức hóa học Nội dung đề tài xếp theo dạng, dạng có nêu nguyên tắc áp dụng và các ví dụ minh hoạ (6) II- THỰC TIỄN VỀ TRÌNH ĐỘ VAØ VAØ ĐIỀU KIỆN HỌC TẬP CỦA HỌC SINH 1- Thực trạng chung: Khi chuẩn bị thực đề tài, lực giải các bài toán biện luận nói chung và biện luận xác định CTHH học sinh là yếu Đa số học sinh cho loại này quá khó, các em tỏ mệt mỏi phải làm bài tập loại này Vì họ thụ động các buổi học bồi dưỡng và không có hứng thú học tập Rất ít học sinh có sách tham khảo loại bài tập này Nếu có là sách “học tốt” sách “nâng cao “mà nội dung viết vấn đề này quá ít ỏi Lý chủ yếu là điều kiện kinh tế gia đình còn khó khăn không biết tìm mua sách hay 2- Chuẩn bị thực đề tài: Để áp dụng đề tài vào công tác bồi dưỡng HS giỏi tôi đã thực số khaâu quan troïng nhö 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 và giới thiệu số sách hay các tác giả để HS có điều kiện tìm mua; các HS khó khăn mượn sách bạn để học tập b) Xác định mục tiêu, chọn lọc và nhóm các bài toán theo dạng, xây dựng nguyên tắc áp dụng cho dạng, biên soạn bài tập mẫu và các bài tập vận dụng và nâng cao Ngoài phải dự đoán tình có thể 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 cùng các đồng nghiệp; nghiên cứu các đề thi HS gioûi cuûa tænh ta vaø moät soá tænh, thaønh phoá khaùc (7) III- KINH NGHIỆM VẬN DỤNG ĐỀ TAØI VAØO THỰC TIỄN: Khi thực đề tài vào giảng dạy, trước hết tôi giới thiệu sơ đồ định hướng giải bài toán biện luận tìm CTHH dùng chung cho tất các dạng; gồm bước bản: B1: ñaët CTTQ cho chaát caàn tìm, ñaët caùc aån soá neáu caàn ( soá mol, M, hoùa trò … ) B2: chuyển đổi các kiện thành số mol ( ) B3: vieát taát caû caùc PTPÖ coù theå xaûy B4: thiết lập các phương trình toán bất phương trình liên lạc các ẩn số với các kiện đã biết B5: biện luận, chọn kết phù hợp Tiếp theo, tôi 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 và sáng tạo Để bồi dưỡng dạng tôi thường thực theo các bước sau: B1: giới thiệu bài tập mẫu và hướng dẫn giải B2: ruùt nguyeân taéc vaø phöông phaùp aùp duïng B3: HS tự luyện và nâng cao Tuỳ độ khó dạng tôi có thể hoán đổi thứ tự bước và Sau ñaây laø moät soá daïng baøi taäp bieän luaän, caùch nhaän daïng, kinh nghieäm giaûi quyeát đã tôi thực và đúc kết từ thực tế Trong giới hạn đề tài, tôi nêu dạng thường gặp, đó dạng tôi thử nghiệm và thấy có hiệu DAÏNG 1: BIEÄN LUAÄN THEO AÅN SOÁ TRONG GIAÛI PHÖÔNG TRÌNH 1) Nguyeân taéc aùp duïng: GV cần cho HS nắm số nguyên tắc và phương pháp giải dạng bài taäp naøy nhö sau: - Khi giải các bài toán tìm CTHH phương pháp đại số, số ẩn chưa biết nhiều số phương trình toán học thiết lập thì phải biện luận Dạng này thường gặp các trường hợp không biết nguyên tử khối và hóa trị nguyên tố, tìm số nguyên tử các bon phân tử hợp chất hữu … - Phöông phaùp bieän luaän: +) Thường vào đầu bài để lập các phương trình toán ẩn: y = f(x), chọn ẩn làm biến số ( thường chọn ẩn có giới hạn hẹp VD : hóa trị, số … ); còn ẩn xem là hàm số Sau đó lập bảng biến thiên để chọn cặp giá trị hợp lí +) Nắm các điều kiện số và hoá trị : hoá trị kim loại bazơ, oxit bazơ; muối thường ; còn hoá trị các phi kim oxit 7; số H các hợp chất khí với phi kim 4; các CxHy thì : x và y 2x + ; … Cần lưu ý : Khi biện luận theo hóa trị kim loại oxit cần phải quan tâm đến mức hóa trị (8) 2) Caùc ví duï : Ví duï 1: Hòa tan kim loại chưa biết hóa trị 500ml dd HCl thì thấy thoát 11,2 dm H2 ( ĐKTC) Phải trung hòa axit dư 100ml dd Ca(OH) 1M Sau đó cô cạn dung dịch thu thì thấy còn lại 55,6 gam muối khan Tìm nồng độ M dung dịch axit đã dùng; xác định tên kim loại đã đã dùng * Gợi ý HS : Cặp ẩn cần biện luận là nguyên tử khối R và hóa trị x 55,6 gam là khối lượng hỗn hợp muối RClx và CaCl2 * Giaûi : Giả sử kim loại là R có hóa trị là x 1 x, nguyên soá mol Ca(OH)2 = 0,1 = 0,1 mol soá 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 các phương trình phản ứng (1) và (2) suy ra: nHCl = + 0,2 = 1,2 mol nồng độ M dung dịch HCl : CM = 1,2 : 0,5 = 2,4 M theo caùc PTPÖ ta coù : mRClx 55, (0,1 111) 44,5 gam x ( R + 35,5x ) = 44,5 ta coù : R = 9x x R 18 27 Vậy kim loại thoã mãn đầu bài là nhôm Al ( 27, hóa trị III ) Ví duï 2: Khi làm nguội 1026,4 gam dung dịch bão hòa R 2SO4.nH2O ( đó R là kim loại kiềm và n nguyên, thỏa điều kiện 7< n < 12 ) từ 80 0C xuống 100C thì có 395,4 gam tinh theå R2SO4.nH2O taùch khoûi dung dòch Tìm công thức phân tử Hiđrat nói trên Biết độ tan R 2SO4 800C và 100C là 28,3 gam và 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 (9) * Giaûi: S( 800C) = 28,3 gam 128,3 gam ddbh coù 28,3g R2SO4 vaø 100g H2O Vaäy : 1026,4gam ddbh 226,4 g R2SO4 vaø 800 gam H2O Khối lượng dung dịch bão hoà thời điểm 100C: 1026,4 395,4 = 631 gam 10 C, S(R2SO4 ) = gam, nên suy ra: 109 gam ddbh có chứa gam R2SO4 6319 52,1gam 109 631 gam ddbh có khối lượng R2SO4 là : khối lượng R2SO4 khan có phần hiđrat bị tách : 226,4 – 52,1 = 174,3 gam 395, 174,3 Vì soá mol hiñrat = soá mol muoái khan neân : R 96 18n 2R 96 442,2R-3137,4x +21206,4 = R = 7,1n 48 Đề cho R là 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 là n = 10 , kim loại là Na công thức hiđrat là Na2SO4.10H2O DAÏNG : BIỆN LUẬN THEO TRƯỜNG HỢP 1) Nguyeân taéc aùp duïng: - Đây là dạng bài 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 kém hoạt động, muối trung hòa hay muối axit … ) chưa biết phản ứng đã hoàn toàn chưa Vì cần phải xét khả xảy chất tham gia các trường hợp có thể xảy các sản phẩm - Phöông phaùp bieän luaän: +) Chia làm loại nhỏ : biện luận các khả xảy chất tham gia và biện luận các khả chất sản phẩm +) Phải nắm các trường hợp có thể xảy quá trình phản ứng Giải bài toán theo nhiều trường hợp và chọn các kết phù hợp 2) Caùc ví duï: Ví duï 1: Hỗn hợp A gồm CuO và 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 thì thu hỗn hợp rắn B Để hòa tan hết rắn B cần dùng đúng 80 ml dung dịch HNO 1,25M và thu khí NO nhaát Xác định công thức hóa học oxit kim loại Biết các phản ứng xảy hoàn toàn (10) * Gợi ý HS: HS: Đọc đề và nghiên cứu đề bài GV: gợi ý để HS thấy RO có thể bị khử không bị khử H2 tuỳ vào độ hoạt động kim loại R HS: phát R đứng trước Al thì RO không bị khử rắn B gồm: Cu, RO Nếu R đứng sau Al dãy hoạt động kim loại thì RO bị khử hỗn hợp rắn B gồm : Cu và kim loại R * Giaûi: Đặt CTTQ oxit kim loại là RO Gọi a, 2a là số mol CuO và RO có 2,4 gam hỗn hợp A Vì H2 khử oxit kim loại đứng sau Al dãy BêKêTôp nên có khaû naêng xaûy ra: - R là kim loại đứng sau Al : Caùc PTPÖ xaûy ra: CuO + H2 Cu + H2 O a a RO + H2 R + H2 O 2a 2a 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO + 4H2O a 3R 8a + 8HNO3 3R(NO3)2 + 2NO 8a 16a 0, 08 1, 25 0,1 3 80a ( R 16)2a 2, a 0,0125 R 40(Ca ) 4H2O + 4H2O 16a 2a Theo đề bài: Không nhận Ca vì kết trái với giả thiết R đứng sau Al - Vậy R phải là kim loại đứng trước Al CuO + H2 Cu + H2 O a a 3Cu + 8HNO3 3Cu(NO3)2 + 2NO a RO 2a + 8a + 2HNO3 4a R(NO3)2 + 8a a 0, 015 4a 0,1 3 R 24( Mg ) Theo đề bài : 80a ( R 16).2a 2, 2H2O (11) Trường hợp này thoả mãn với giả thiết nên oxit là: MgO Ví duï 2: Khi cho a (mol ) kim loại R tan vừa hết dung dịch chứa a (mol ) H2SO4 thì thu 1,56 gam muối và khí A Hấp thụ hoàn toàn khí A vào 45ml dd NaOH 0,2M thì thấy tạo thành 0,608 gam muối Hãy xác định kim loại đã dùng * Gợi ý HS: GV: Cho HS biết H2SO4 chưa rõ nồng độ và nhiệt độ nên khí A không rõ là khí nào.Kim loại không rõ hóa trị; muối tạo thành sau phản ứng với NaOH chưa rõ là muối gì Vì cần phải biện luận theo trường hợp khí A và muối Natri HS: Nêu các trường hợp xảy cho khí A : SO ; H2S ( không thể là H2 vì khí A tác dụng với NaOH ) và viết các PTPƯ dạng tổng quát, chọn phản ứng đúng để số mol axit số mol kim loại GV: Lưu ý với HS biện luận xác định muối tạo thành là muối trung hòa hay muối axit mà không biết tỉ số mol cặp chất tham gia ta có thể giả sử phản ứng tạo muối Nếu muối nào không tạo thành thì có ẩn số giá trị vôlý * Giaûi: Gọi n là hóa trị kim loại R Vì chưa rõ nồng độ H2SO4 nên có thể xảy phản ứng: 2R + nH2SO4 R2 (SO4 )n + nH2 (1) 2R + 2nH2SO4 R2 (SO4 )n + nSO2 + 2nH2O (2) 2R + 5nH2SO4 4R2 (SO4 )n + nH2S + 4nH2O (3) khí A tác dụng với NaOH nên không thể là H2 PƯ (1) không phù hợp Vì soá mol R = soá mol H2SO4 = a , neân : Nếu xảy ( 2) thì : 2n = n =1 ( hợp lý ) Neáu xaûy ( 3) thì : 5n = n = ( voâ lyù ) Vậy kim loại R hóa trị I và khí A là SO2 2R + 2H2SO4 R2 SO4 + a SO2 + 2H2O a a(mol) a Giả sử SO2 tác dụng với NaOH tạo muối NaHSO3 , Na2SO3 SO2 + NaOH NaHSO3 Ñaët : x (mol) x x SO2 + 2NaOH Na2SO3 + H2 O y (mol) 2y y x y 0, 0, 045 0, 009 104 x 126 y 0, 608 x 0, 001 giải hệ phương trình y 0, 004 theo đề ta có : Vậy giả thiết phản ứng tạo muối là đúng Ta coù: soá mol R2SO4 = soá mol SO2 = x+y = 0,005 (mol) (12) Khối lượng R2SO4 : (2R+ 96)0,005 = 1,56 R = 108 Vậy kim loại đã dùng là Ag DAÏNG 3: BIEÄN LUAÄN SO SAÙNH 1) Nguyeân taéc aùp duïng: - Phương pháp này áp dụng các bài toán xác định tên nguyên tố mà các kiện đề cho thiếu các số liệu lượng chất đề cho đã vượt quá, chưa đạt đến số nào đó - Phöông phaùp bieän luaän: Lập các bất đẳng thức kép có chứa ẩn số ( thường là nguyên tử khối ) Từ bất đẳng thức này tìm các giá trị chặn trên và 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 là a( mol) thì : < nA, nB < a +) Trong caùc oxit : R2Om thì : m, nguyeân +) Trong các hợp chất khí phi kim với Hiđro RHn thì : n, nguyeân 2) Caùc ví duï : Ví duï1: Có hỗn hợp gồm kim loại A và B có tỉ lệ khối lượng nguyên tử 8:9 Biết khối lượng nguyên tử A, B không quá 30 đvC Tìm kim loại * Gợi ý HS: Thông thường HS hay làm “ mò mẫn” tìm Mg và Al phương pháp trình bày khó mà chặc chẽ, vì giáo viên cần hướng dẫn các em cách chuyển tỉ số thành phương trình toán : *Giaûi: Neáu A : B = : thì A 8n B 9n A B A 8n neân B 9n ( n z+ ) Theo đề : tỉ số nguyên tử khối kim loại là Vì A, B có KLNT không quá 30 đvC nên : 9n 30 Ta coù baûng bieän luaän sau : N A 16 24 B 18 27 Suy hai kim loại là Mg và Al n Ví duï 2: Hòa tan 8,7 gam hỗn hợp gồm K và kim loại M thuộc phân nhóm chính nhoùm II dung dòch HCl dö thì thaáy coù 5,6 dm H2 ( ÑKTC) Hoøa tan rieâng gam (13) kim loại M dung dịch HCl dư thì 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 và phương trình tổng số mol H2 Từ đó biến đổi thành biểu thức chứa ẩn là số mol (b) và nguyên tử khối M Bieän luaän tìm giaù trò chaën treân cuûa M Từ PƯ riêng M với HCl bất đẳng thức VH giá trị chặn M Chọn M cho phù hợp với chặn trên và chặn * Giaûi: Đặt a, b là số mol kim loại K, M hỗn hợp Thí nghieäm 1: 2K + 2HCl 2KCl + H2 a a/2 M + 2HCl MCl2 + H2 b b a 5, b 0, 25 a 2b 0, 22, soá mol H2 = Thí nghieäm 2: M + 2HCl 9/M(mol) Theo đề bài: MCl2 11 M 22, 39a b.M 8, a b 0,5 Maët khaùc: + H2 9/M M > 18,3 39(0,5 2b) bM 8, a 0,5 2b 10,8 78 M < 0,25 Vì < b < 0,25 neân suy ta coù : Từ (1) và ( 2) ta suy kim loại phù hợp là Mg (1) 10,8 b = 78 M M < 34,8 (2) DAÏNG 4: BIEÄN LUAÄN THEO TRÒ SOÁ TRUNG BÌNH ( Phương pháp khối lượng mol trung bình) 1) Nguyeân taéc aùp duïng: - Khi hỗn hợp gồm hai chất có cấu tạo và tính chất tương tự ( kim loại cùng phân nhóm chính, hợp chất vô có cùng kiểu công thức tổng quát, hợp chất hữu đồng đẳng … ) thì có thể đặt công thức đại diện cho hỗn hợp Các giá trị tìm chất đại diện chính là các 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 cùng gốc kim loại khác hóa trị … ) thì không đặt công thức đại diện tìm khối lượng mol trung bình: (14) M mhh n1M n2 M nhh n1 n2 phải nằm khoảng từ M1 đến M2 - Phöông phaùp bieän luaän : Từ giá trị M hh tìm được, ta lập bất đẳng thức kép M < M hh < M2 để tìm giới hạn các ẩn ( giả sử M1< M2) 2) Caùc ví duï: Ví duï 1: Cho gam hỗn hợp gồm hyđroxit kim loại kiềm liên tiếp vào H 2O thì 100 ml dung dòch X Trung hòa 10 ml dung dịch X CH 3COOH và cô cạn dung dịch thì thu 1,47 gam muoái khan 90ml dung dịch còn lại cho tác dụng với dung dịch FeCl x dư thì thấy tạo thành 6,48 gam keát tuûa Xác định kim loại kiềm và công thức muối sắt clorua * Gợi ý HS: Tìm khối lượng hỗn hợp kiềm 10 ml dung dịch X và 90 ml dung dịch X Hai kim loại kiềm có công thức và 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 * Giaûi: Đặt công thức tổng quát hỗn hợp hiđroxit là ROH, số mol là a (mol) Thí nghieäm 1: M hh 10 8 mhh = 100 = 0,8 gam ROH + mol CH3COOH CH3COOR mol + H2 O (1) 0,8 1, 47 R 17 R 59 R 33 suy : có 1kim loại A > 33 và kim loại B < 33 Vì kim loại kiềm liên tiếp nên kim loại là Na, K Có thể xác định độ tăng khối lượng (1) : m = 1,47 – 0,8=0,67 gam 0, 67 nROH = 0,67: ( 59 –17 ) = 42 0,8 42 50 M ROH = 0, 67 R = 50 –17 = 33 Thí nghieäm 2: mhh = - 0,8 = 7,2 gam xROH + FeClx (g): ( R +17)x Fe(OH)x + (56+ 17x) xRCl (2) (15) 7,2 (g) 6,48 (g) ( R 17) x 56 17 x 6, 48 7, R 33 suy ta coù: giải x = Vậy công thức hóa học muối sắt clorua là FeCl2 Ví duï 2: X là hỗn hợp 3,82 gam gồm A2SO4 và BSO4 biết khối lượng nguyên tử B khối lượng nguyên tử A là1 đvC Cho hỗn hợp vào dung dịch BaCl dư thì thu 6,99 gam keát tuûa vaø moät dung dòch Y a) Cô cạn dung dịch Y thì thu bao nhiêu gam muối khan b) Xác định các kim loại A và B * Gợi ý HS : -Do hỗn hợp muối gồm các chất khác nên không thể dùng công thức để đại diện -Nếu biết khối lượng mol trung bình hỗn hợp ta tìm giới hạn nguyên tử khối kim loại * Giaûi: a) A2SO4 + BaCl2 BSO4 + BaCl2 Theo caùc PTPÖ : BaSO4 + BaSO4 + 2ACl BCl2 6,99 0, 03mol Soá mol X = soá mol BaCl2 = soá mol BaSO4 = 233 Theo định luật bảo toàn khối lượng ta có: m( ACl BCl2 ) 3,82 + (0,03 208) – 6.99 = 3,07 gam MX 3,82 127 0, 03 b) Ta coù M1 = 2A + 96 vaø M2 = A+ 97 A 96 127 A 97 127 Vaäy : (*) Từ hệ bất đẳng thức ( *) ta tìm : 15,5 < A < 30 Kim loại hóa trị I thoả mãn điều kiện trên là Na (23) Suy kim loại hóa trị II là Mg ( 24) DẠNG 5: BIỆN LUẬN TÌM CTPT CỦA HỢP CHẤT HỮU CƠ TỪ CÔNG THỨC NGUYEÂN 1) Nguyeân taéc aùp duïng: - Trong các bài toán tìm CTHH hợp chất hữu cơ, biết công thức nguyên mà chưa biết khối lượng mol M thì phải biện luận (16) - 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 đó có thể biện luận tìm công thức phân tử đúng nhờ các phép toán đồng thức công thức nguyên và công thức tổng quát loại hợp chất vô Lưu ý: HS cần nắm vững số vấn đề sau : Công thức chung hiđro cacbon no là : CmH2m + CT chung Hiđro cacbon mạch hở có k liên kết là CmH2m + – 2k CTTQ hợp chất có a nhóm chức (A ) hóa trị I là : CmH2m + – 2k – a (A)a Trong đó nhóm chức A có thể là: – CHO ; – COOH ; – OH … 2) Caùc ví duï: Ví duï 1: Công thức nguyên loại rượu mạch hở là (CH 3O)n Hãy biện luận để xác định công thức phân tử rượu nói trên * Giaûi: Từ công thức nguyên (CH3O)n viết lại : CnH2n( OH)n Công thức tổng quát rượu mạch hở là CmH2m+2 – 2k –a (OH)a Trong đó : k là số liên kết gốc Hiđro cacbon n m 2n 2m 2k a n a Suy ta coù : Ta coù baûng bieän luaän: k (sai) n Vậy CTPT rượu là C2H4 (OH)2 n = –2k ( k : nguyeân döông ) -2( sai ) Ví duï 2: Anđêhit là hợp chất hữu phân tử có chứa nhóm – CHO Hãy tìm CTPT Anđêhit mạch hở biết công thức đơn giản là C4H4O và phân tử có liên kết ba * Giaûi: Công thức nguyên anđêhit : (C4H4O )n C3nH3n (CHO)n Công thức tổng quát axit mạch hở là : CmH2m + -2k –a (CHO)a Suy ta coù heä phöông trình: 3n m 3n 2m 2k a n a n = k –1 vì phân tử có liên kết ba nên có liên kết n = –1 = Vaäy CTPT cuûa An ñeâhit laø : C3H3CHO Suy k = (17) Toùm laïi : treân ñaây chæ laø moät soá kinh nghieäm veà phaân daïng vaø phöông phaùp giaûi toán biện luận tìm công thức hóa học Đây là phần nhỏ hệ thống bài tập hóa học nâng cao Để trở thành học sinh giỏi hóa thì học sinh còn phải rèn luyện nhiều phương pháp khác Tuy nhiên, muốn giải bài tập nào, học sinh phải nắm thật vững kiến thức giáo khoa hóa học Không có thể giải đúng bài toán không biết phản ứng hóa học nào xảy ra, xảy thì tạo sản phẩm gì, điều kiện phản ứng nào ? Như vậy, nhiệm vụ giáo viên không tạo hội cho HS rèn kỹ giải bài tập hóa học, mà còn xây dựng kiến thức vững chắc, hướng dẫn các em biết kết hợp nhuần nhuyễn kiến thức kỹ hóa học với lực tư toán học (18) C - BAØI HỌC KINH NGHIỆM VAØ KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: I- BAØI HOÏC KINH NGHIEÄM: Trong quá trình bồi dướng học sinh giỏi cho huyện, tôi đã vận dụng đề tài này và rút số kinh nghiệm thực sau: - Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho dạng bài tập cần bồi dưỡng cho HS Xây dựng nguyên tắc và phương pháp giải các dạng bài toán đó - Tiến trình bồi dưỡng kỹ thực theo hướng đảm bảo tính kế thừa và phát triển vững Tôi thường bài tập mẫu, hướng dẫn phân tích đầu bài cặn kẽ để học sinh xác định hướng giải và tự giải, từ đó các em có thể rút phương pháp chung để giải các bài toán cùng loại Sau đó tôi tổ chức cho HS giải bài tập tương tự mẫu; phát triển vượt mẫu và cuối cùng nêu các bài tập tổng hợp - Mỗi dạng bài toán tôi đưa nguyên tắc nhằm giúp các em dễ nhận dạng loại bài tập và dễ vận dụng các kiến thức, kỹ cách chính xác; hạn chế nhầm lẫn có thể xảy cách nghĩ và cách làm HS - Sau dạng tôi luôn chú trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm và nhấn mạnh sai sót mà HS thường mắc II- KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC: Những kinh nghiệm nêu đề tài đã phát huy tốt lực tư duy, độc lập suy nghĩ cho đối tượng HS giỏi Các em đã tích cực việc tham gia các hoạt động xác định hướng giải và tìm kiếm hướng giải cho các bài tập Qua đề tài này, kiến thức, kỹ HS củng cố cách vững chắc, sâu sắc; kết học tập HS luôn nâng cao Từ chỗ lúng túng gặp các bài toán biện luận, thì phần lớn các em đã tự tin , biết vận dụng kỹ bồi dưỡng để giải thành thạo các bài tập biện luận mang tính phức tạp Đặc biệt có số em đã biết giải toán biện luận cách sáng tạo, có nhiều bài giải hay và nhanh.Trong số đó có nhiều em đã đạt thành tích cao các kỳ thi cấp tỉnh Chẳng hạn em Nguyễn Thị Kim Phượng; Vương Huy Tuấn; Phạm Thị Hòa; Nguyeãn Ngoïc Nghóa ; Phaïm Nguyeãn Trung Tuyeån ; Nguyeãn Xuaân Thaêng … Đề tài này, đã góp phần lớn vào kết bồi dưỡng HS giỏi huyện Tân Châu thi tỉnh từ năm học 2001- 2002 đến Số liệu cụ thể sau: Naêm hoïc 2001-2002 2002-2003 2003-2004 Số HS dự thi cấp Tỉnh 13 15 Số HS đạt 13 13 (19) D- KEÁT LUAÄN CHUNG: Việc phân dạng các bài toán tìm CTHH phương pháp biện luận đã nêu đề tài nhằm mục đích bồi dưỡng và 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 mình tham gia các hoạt động để củng cố vững kiến thức,rèn luyện kỹ Đề tài còn tác động lớn đến việc phát triển tìm lực trí tuệ, nâng cao lực tư độc lập và khả tìm tòi sáng tạo cho học sinh giỏi Tuy nhiên cần biết vận dụng các kỹ cách hợp lý và biết kết hợp các kiến thức hoá học, toán học cho bài tập cụ thể thì đạt kết cao Trong viết đề tài này chắn tôi chưa thấy hết ưu điển và tồn tiến trình áp dụng, tôi mong muốn góp ý phê bình các đồng nghiệp để đề tài ngày càng hoàn thiện Toâi xin chaân thaønh caùm ôn ! (20) E- PHAÀN PHUÏ LUÏC: I- PHIEÁU ÑIEÀU TRA : 1) Điều tra tình cảm, thái độ 20 HS giỏi lực giải BTHH biện luận: Em hãy tự nhận xét khả mình giải toán biện luận ( đánh dấu vào ô tương ứng) a) Giải tốt đa số các bài toán b) Giải số bài đơn giản c) Giải chưa nắm phöông phaùp ( coøn moø maãn ) d) Không biết giải loại này Keát quaû : Thời gian a b c d Trước thực đề tài 10 5 Sau thực đề tài 15 2) Điều tra công tác bồi dưỡng GV ( qua 10 giáo viên có bồi dưỡng HS giỏi ) Xin vui loøng cho bieát noäi dung naøo gaây khoù khaên lớn việc bồi dưỡng HS giỏi ( đánh dấu vào ô tương ứng) A) Khoâng gaëp khoù khaên naøo B) Các bài toán không có biện luận C) Các bài toán biện luận D) Một loại bài tập khác Xin vui lòng cho biết khó khăn cụ thể - Keát quaû: Caâu Keát quaû A B C D II- TAØI LIEÄU THAM KHAÛO: Hình thaønh kyõ naêng giaûi BTHH – Cao Thò Thaëng – NXBGD 1999 Bài tập nâng cao hoá học – Lê Xuân Trọng – NXXBGD 2004 300 BTHH voâ cô – Leâ Ñình Nguyeân – NXB ÑHQG thaønh phoá Hoà Chí Minh 2002 Bồi dưỡng hóa học THCS –Vũ Anh Tuấn –NXBGD 2004 - - (21) (22)