Xây dựng algorit phương pháp giải một số dạng bài tập phần

kim lớp 10 dùng cho HSTBY

2.6.3.1. Những định hướng khi xây dựng algorit phương pháp giải

Algorit thường được hiểu là bản ghi chính xác, tường minh tập hợp những thao tác sơ đẳng, đơn trị theo một trình tự nhất định (tùy mỗi trường hợp cụ thể) để giải quyết bất kì vấn đề nào thuộc cùng một loại hay kiểu.

Algorit giải các dạng bài tập điển hình của phần phi kim lớp 10 đảm bảo các nguyên tắc sau:

- Phù hợp với mục tiêu và nội dung chương trình. - Đảm bảo tính chính xác, khoa học.

- Đảm bảo tính khái quát, hệ thống và đa dạng. - Đảm bảo tính vừa sức với HSTBY.

- Đảm bảo phát huy tính tích cực, sáng tạo của HS.

- Đảm bảo rèn luyện cho HS kĩ năng vận dụng kiến thức để giải quyết vấn đề.

Phương pháp algorit cũng không phải là phương pháp vạn năng, nhưng thế mạnh của phương pháp algorit là dùng cho các bài tập dạng cơ bản. Theo chúng tôi GV có thể sử dụng cho mọi đối tượng HS có trình độ khác nhau đặc biệt phù hợp với HSTBY. Khi dùng phương pháp algorit, GV có thể giúp HS rèn luyện thói quen thực hiện từng bước giải, phân tích đề bài để tìm ra kết quả của bài toán theo đúng yêu cầu. Mặt khác, phương pháp algorit cần được phối hợp nhuần nhuyễn, biện chứng với các PPDH thì mới có thể tạo ra hiệu quả thực sự.

Sau khi nghiên cứu các bài tập trong sách giáo khoa và sách bài tập cũng như tham khảo các tài liệu khác chúng tôi đã phân loại các dạng bài tập thường gặp ở chương “Nhóm halogen” và “Oxi – Lưu huỳnh”lớp 10 cơ bản và đưa ra algorit giải các dạng bài tập đó. Mỗi dạng bài tập chúng tôi đều nhắc lại các kiến thức cần nắm vững để GV củng cố cho HS trước khi đưa ra phương pháp giải.

Chúng tôi đưa ra algorit giải gồm 12 dạng bài tập cho 2 phần: Algorit giải một số dạng bài tập định tính và algorit giải một số dạng bài tập định lượng.

Bảng 2.6. Phân loại một số dạng bài tập phần phi kim lớp 10 STT Dạng bài tập 1 Bài tập định tính Thực hiện chuỗi phản ứng 2 Giải thích hiện tượng

3 Chứng minh tính chất, viết PTHH theo yêu cầu 4 Xác định cặp chất tồn tại với nhau hay không 5 Nhận biết chất 6 Điều chế các chất 7 Bài tập định lượng

Xác định tên nguyên tố hóa học. 8 Toán có lượng chất dư

9 Toán hỗn hợp

10 Toán hiệu suất

11 Toán H2S hoặc SO2 tác dụng với dung dịch kiềm 12 Toán tổng hợp

2.6.3.2. Algorit giải bài tập thực hiện chuỗi phản ứng

a. Kiến thức cần nắm vững

- Tính chất hóa học, phương trình điều chế các chất, đặc biệt trong chương “Nhóm halogen” và “Oxi – Lưu huỳnh”.

- Ôn lại các phản ứng đã học ở lớp 8, 9, điều kiện phản ứng trao đổi xảy ra.

b. Các bước thực hiện

Bước 1: Viết mỗi phương trình phản ứng riêng biệt có công thức hóa học của chất đầu và cuối, chừa ra khoảng trống để bổ sung các chất còn thiếu.

Bước 2: Xác định tác nhân và bổ sung sản phẩm (nếu có). Bước 3: Xác định điều kiện cho phản ứng.

Bước 4: Hoàn chỉnh từng phương trình hóa học và cân bằng.

Ví dụ: Thực hiện chuỗi phản ứng sau:

SO3 3→ H2SO4 FeS2 1→SO2 SO2 NaHSO3 6→Na2SO3 2 5 4 7

Giải: Các bước tiến hành Bước 1: Bước 2: tác nhân Bước 3: điều

kiện phản ứng Bước 4: hoàn chỉnh, cân bằng

1)FeS2→SO2 O2 t0 4FeS 2 + 11O2 →t0 2Fe2O3 + 8SO2 2)SO2 →SO3 O2 V2O5, 450 – 500 t0C 0 2 5,450 500 2 2 3 2SO +O ←V O − C→2SO 3)SO3→H2SO4 H2O SO3 + H2O → H2SO4 4)H2SO4→SO2 Kim loại (trừ Au, Pt) Axit đặc, t0 2H2SO4đặc + Cu to → CuSO4+SO2+ 2H2O 5)SO2→ NaHSO3 dd kiềm SO2 + NaOH →NaHSO3 6)NaHSO3→ Na2SO3 dd kiềm NaHSO3+NaOH →Na2SO3 + H2O 7)Na2SO3→ SO2 Axit mạnh Muaxit đặc, tối rắn, 0 Na2SO3rắn + H2SO4đặc to →Na2SO4 + SO2 +H2O

2.6.3.3. Algorit giải bài tập giải thích hiện tượng

a. Kiến thức cần nắm vững

- TCHH, TCVL (màu, mùi, trạng thái của chất), phương trình điều chế các chất, đặc biệt ở 2 chương “Nhóm halogen” và “Oxi – Lưu huỳnh”.

- Ôn lại các phản ứng đã học ở lớp 8, 9, điều kiện phản ứng trao đổi xảy ra. - Chú ý sự thay đổi màu sắc, có tạo thành chất kết tủa hoặc chất khí.

b. Các bước thực hiện

Bước 1: Dự đoán phương trình có thể xảy ra theo dữ kiện đề bài.

Bước 2: Nêu hiện tượng xảy ra (chú ý sự thay đổi màu sắc, mùi, trạng thái như tạo ra chất khí, chất kết tủa).

Bước 3: Trình bày lời giải, viết phương trình hóa học minh họa.

Ví dụ: Giải thích hiện tượng khi sục khí Cl2 qua dung dịch Na2CO3.Hãy viết PTHH của các phản ứng xảy ra.

Giải:

Bước 1: Phương trình có thể xảy ra: Cl2 2

H O

+

→ A +Na CO2 3→ B. Bước 2: Có hiện tượng sủi bọt khí.

Bước 3: 2 2 2 3 2 2 2 2 Cl H O HCl HClO Na CO HCl NaCl CO H O + + + → + ↑ + 

2.6.3.4. Algorit giải bài tập chứng minh tính chất, viết PTHH theo yêu cầu

a. Kiến thức cần nắm vững

- Tính chất hóa học, phương trình điều chế các chất đặc biệt ở 2 chương “Nhóm halogen” và “Oxi – Lưu huỳnh”.

- Ôn lại các phản ứng đã học ở lớp 8, 9, điều kiện phản ứng trao đổi xảy ra.

b. Các bước thực hiện

Bước 1: Xác định loại phản ứng dựa vào tác nhân và điều kiện. Bước 2: Viết phương trình hóa học và cân bằng.

Bước 3: Chứng minh tính chất.

Ví dụ 1: Viết ptpư chứng minh: S có tính oxi hóa (2pt) và có tính khử (2pt).

Giải: Bước 1,2: * S là chất khử: 0 0 4 t 2 2 S O S O + + →

Bước 3: (S là chất khử vì số oxi hóa của S tăng từ 0+4).

0 0 6 t 2 6 S 3F S F +

+ → (S là chất khử vì số oxi hóa tăng từ 0+6). * S là chất oxi hóa: 0 0 2 t 2 2 S H H S − + → 0 0 2 t S Fe Fe S − + →

(S là chất khử vì số oxi hóa của S giảm từ 0-2).

Ví dụ 2: Axit clohiđric có thể tham gia vào phản ứng oxi hóa – khử và đóng vai trò: a. Chất khử. b. Chất oxi hóa.

Mỗi trường hợp hãy nêu hai ví dụ để minh họa.

Giải:

a. HCl với vai trò là chất khử:

16HClđ + 2KMnO4→ 2KCl + 2MnCl2 + 5Cl2 + 8H2O CaOCl2 + 2HCl → CaCl2 + Cl2 + H2O

b. HCl với vai trò chất oxi hóa: 2HCl + 2Na → 2NaCl + H2

2HCl + Fe → FeCl2 + H2

2.6.3.5. Algorit giải bài tập xác định cặp chất có tồn tại với nhau hay không

a. Kiến thức cần nắm vững

Cặp chất tồn tại là cặp chất không tác dụng với nhau trong cùng một dung dịch hay trong cùng một bình chứa khí. Cặp chất không tồn tại là cặp chất tác dụng với nhau trong cùng một dung dịch hay trong cùng một bình chứa khí.

b. Các bước thực hiện

Bước 1: Xác định các chất đề cho thuộc loại hợp chất nào đã học. Bước 2: Dự đoán các khả năng có thể xảy ra phản ứng giữa các chất. Bước 3: Viết phương trình hóa học và cân bằng.

Ví dụ: Các cặp chất sau đây có tồn tại trong dung dịch không? a. CaBr2 + AgNO3

b. CaCO3 + NaOH

Giải:

a. Bước 1: CaBr2 và AgNO3đều là dung dịch muối.

Bước 2: Có phản ứng xảy ra giữa cặp chất vì thỏa điều kiện phản ứng trao đổi → không tồn tại.

Bước 3: CaBr2 + 2AgNO3 Ca(NO3)2 + 2AgBr b. Bước 1: CaCO3là muối không tan, NaOH là bazơ.

Bước 2, 3: Không có phản ứng xảy ra giữa cặp chất vì không thỏa điều kiện phản ứng trao đổi → tồn tại.

2.6.3.6. Algorit giải bài tập nhận biết chất

a. Kiến thức cần nắm vững

• Các dạng BT nhận biết:

- Nhận biết các chất rắn riêng biệt.

- Nhận biết các dung dịch riêng biệt (thường gặp dạng này). - Nhận biết các chất khí riêng biệt.

• Tùy theo yêu cầu của BT mà mỗi dạng lại có thể gặp một trong các trường hợp sau:

- Nhận biết với thuốc thử tự do (tùy chọn). - Nhận biết với thuốc thử hạn chế (có giới hạn). - Nhận biết không được dùng thuốc thử nào khác.

• Thứ tự ưu tiên nhận biết các chất trong dung dịch như sau:

Bảng 2.7. Bảng thứ tự nhận biết một số muối

Dung dịch Thuốc thử Hiện tượng

CO32− dd HCl (hoặc H2SO4) Sủi bọt khí (CO2) SO32− dd HCl (hoặc H2SO4) Khí mùi hắc (SO2)

S2− dd HCl (hoặc H2SO4) Khí mùi trứng thối (H2S)

Axit Quỳ tím Hóa đỏ

H2SO4 dd BaCl2 Kết tủa trắng (BaSO4)

HCl dd AgNO3 Kết tủa trắng (AgCl)

HBr dd AgNO3 Kết tủa vàng nhạt (AgBr)

HI dd AgNO3 Kết tủa vàng đậm (AgI)

Bazơ Quỳ tím Hóa xanh

Ca(OH)2 Khí CO2 Kết tủa trắng (CaCO3)

Ba(OH)2 Khí CO2 Kết tủa trắng (BaCO3)

Muối

SO42− dd BaCl2 Kết tủa trắng (BaSO4)

Cl− dd AgNO3 Kết tủa trắng (AgCl)

Br− dd AgNO3 Kết tủa vàng nhạt (AgBr)

I− dd AgNO3 Kết tủa vàng đậm (AgI)

NO3− Thường là chất còn lại sau cùng

I2 dd hồ tinh bột dd màu xanh

•Thứ tự ưu tiên nhận biết các khí như sau:

Bảng 2.8. Bảng thứ tự nhận biết một số khí

STT Mẫu

thử Thuốc thử Hiện tượng

1 Cl2 Dung dịch KI + hồ tinh bột Hóa xanh

2 H2S Dung dịch Pb(NO3)2 Kết tủa đen (PbS)

3 SO2 Dung dịch Br2 Mất màu dung dịch Br2

4 CO2 Dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2 Nước vôi vẩn đục (CaCO3) 5 O2

Lưu ý: Nếu các mẫu thử khi cho thuốc thử vào nhận biết có hiện tượng trùng nhau thì lúc đó ta tách chúng thành một nhóm và tiếp tục sử dụng bảng thứ tự nhận biết để nhận biết các nhóm.

• Tính tan của các chất:

- Bazơ:Đa số bazơ không tan trừ LiOH, KOH, Ba(OH)2, Ca(OH)2, NaOH.

- Axit: Tất cả các axit đều tan trừ H2SiO3 (axit silicic).

- Muối:

+ Tất cả các muối của Na, K, –NO3đều tan.

+ Tất cả các muối gốc –Cl đều tan trừ AgCl  và PbCl2 ít tan.

+ Tất cả các muối gốc =SO4đều tan trừ BaSO4, PbSO4, CaSO4, Ag2SO4. + Tất cả các muối gốc =S đều  trừ muối của Li, K, Ba, Ca, Na.

+ Tất cả các muối gốc =CO3, =SO3, PO4đều  trừ muối của Na, K.

+ Đa số các muối axit đều tan. b. Các bước thực hiện

Bước 1: Phân loại chất cần nhận biết.

Bước 2: Đề xuất các phương án có thể dùng để nhận biết các chất theo điều kiện đề bài, xác định thứ tự nhận biết từng chất.

Bước 3: Xác định thuốc thử cần dùng (axit, bazơ hay muối, …). Bước 4: Trình bày lời giải (kẻ bảng hoặc dùng lời).

Bước 5: Viết tất cả các phương trình hóa học và cân bằng.

Ví dụ: Trình bày phương pháp hóa học nhận biết các chất trong các dung dịch riêng biệt sau: NaCl, HCl, Na2CO3, K2SO4.

Giải:

Bước 1,2,3: Định loại chất, xác định thứ tự nhận biết các chất. Chất Thứ tự nhận biết Thuốc thử

Na2CO3 1 dd HCl

HCl 2 Quỳ tím

K2SO4 3 dd BaCl2

NaCl Còn lại

Dung dịch

Thuốc thử NaCl HCl Na2CO3 K2SO4

dd HCl - -

sủi khí làm đục

nước vôi trong -

Quỳ tím - Đỏ X -

Dd BaCl2 - X X kết tủa trắng

Bước 5: Na2CO3 + 2 HCl  2NaCl + CO2 + H2O BaCl2 + K2SO4  BaSO4  (trắng) + 2 KCl

2.6.3.7. Algorit giải bài tập điều chế các chất

a. Kiến thức cần nắm vững

- Tính chất hóa học, phương trình điều chế các chất đặc biệt ở chương 5, 6. - Ôn lại các phản ứng đã học ở lớp 8, 9, điều kiện phản ứng trao đổi xảy ra.

b. Các bước thực hiện

Bước 1: Viết công thức chất cần điều chế và chất ban đầu. Bước 2: Viết sơ đồ điều chế (biểu diễn bằng các mũi tên). Chất đầu A  B  C  D  ...  chất cuối E

Bước 3: Viết phương trình hóa học theo sơ đồ và cân bằng.

Ví dụ: Viết phương trình hóa học của các phản ứng điều chế clorua vôi từ các hóa chất sau: Natri clorua, mangan đioxit, canxi hiđroxit, dung dịch axit sunfuric đặc, nước (các điều kiện phản ứng coi như có đủ).

Giải: Bước 1,2: +H SO2 4 +H O2 +MnO2 +Ca(OH)2 2 2 NaCl→HCl→ddHCl→Cl →CaOCl Bước 3: 2500 r 2 C ( ) 4 4( )đ NaCl + H SO →≤ HCl + NaHSO 2 +H O (k) (dd) HCl →HCl 0 t ( 2 r) 2 2 2 MnO +4HCl→MnCl + Cl + 2H O ( ) 0 2 2 2 2 30 C CaOCl + Ca OH + Cl → H O

2.6.3.8. Algorit giải bài tập xác định tên nguyên tố hóa học

a. Kiến thức cần nắm vững

- Các công thức tính toán ở bảng 2.2. - Cách viết PTHH dạng tổng quát.

b. Các bước thực hiện

Bước 1: Gọi kí hiệu nguyên tố cần tìm.

Bước 2: Viết phương trình phản ứng dạng tổng quát. Bước 3: Chuyển các giả thiết của đề thành số mol. Bước 4: Đưa giả thiết vào phương trình phản ứng. Bước 5: Tìm khối lượng mol của nguyên tố cần tìm. Bước 6: Định tên nguyên tố.

Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 1,8 gam kim loại trong nhóm IIA vào 100 ml dung dịch HCl dư sinh ra 1,68 lít khí (đkc). Tìm tên kim loại.

Giải

Bước 1: Gọi X là kim loại cần tìm. Bước 2: X + 2HCl  XCl2 + H2 Bước 3: nH2= 1, 68 22, 4 = 0,075 mol Bước 4: X + 2HCl  XCl2 + H2 0,075 ← 0,075 (mol) Bước 5: M = 1,8 24 0, 075 = g/mol

Bước 6: Vậy kim loại cần tìm là Mg.

2.6.3.9. Algorit giải bài tập toán có lượng chất dư

a. Kiến thức cần nắm vững

- Phương pháp giải toán theo quy tắc tam suất. - Phương pháp giải toán 3 dòng.

b. Các bước thực hiện

Bước 1: Tính số mol các chất tham gia. Bước 2: Viết phương trình phản ứng.

Bước 3: Lập tỉ lệ mol tìm chất hết, chất dư. Tính số mol phản ứng theo chất hết là chất có tỉ lệ mol nhỏ.

PTHH: aA + bB  cC + dD x mol y mol

 Nếu phản ứng xảy ra hoàn toàn (H = 100%) Nếu x y

a< b  A hết, B dư Nếu x y

a > b  B hết, A dư

 Nếu phản ứng xảy ra không hoàn toàn (H < 100%): A và B đều dư Bước 4: Tính số mol chất sau phản ứng theo phương pháp 3 dòng.

Bước 5: Tính theo yêu cầu của đề bài.

Ví dụ: Cho 34,8g MnO2 tác dụng hết với dung dịch HCl. Toàn bộ khí Cl2 sinh ra hấp thụ hoàn toàn vào 291,6 g dung dịch NaOH 20% ở nhiệt độ thường tạo ra dd X.

a. Dung dịch X có chứa những chất tan nào? b. Tính khối lượng của các chất tan đó.

Giải: Bước 1: MnO2 34,8 n 0, 4 87 = = mol; nNaOH 291, 6.20 1, 458 40.100 = = mol. Bước 2: MnO2 +4HCl → MnCl2 + Cl2 + 2H2O 0,4 → 0,4 (mol) Bước 3, 4: Lập tỉ lệ  Cl2 hết, NaOH dư.

Cl2 + 2 NaOH → NaCl + NaClO + H2O

Ban đầu 0,4 1,458 0 0 (mol) Phản ứng 0,4 → 0,8 0,4 0,4 (mol) Sau phản ứng 0 0,658 0,4 0,4 (mol) Bước 5: a. Dung dịch X chứa các chất tan: NaCl, NaClO, NaOH.

b. mNaOHdư = 0,658. 40 = 26,32 gam. mNaCl = 0,4. (23 + 35,5) = 23,4 gam.

2.6.3.10. Algorit giải bài tập toán hỗn hợp a. Kiến thức cần nắm vững - Viết đúng các PTHH. - Cách lập PT toán học có chứa ẩn. - Các công thức tính bảng 2.2. b. Các bước thực hiện

Bước 1: Tính số mol dựa vào dữ kiện của đề (nếu có). Bước 2: Viết phương trình hóa học và cân bằng. Bước 3: Đặt ẩn số.

Bước 4: Lập hệ phương trình (nếu cần), giải hệ. Bước 5: Tính theo yêu cầu của đề bài.

Ví dụ: Hòa tan hoàn toàn 6,45 gam hỗn hợp X gồm Mg và Al vào một lượng dư dung dịch HCl sinh ra 7280 ml khí ở đktc. Tính phần trăm theo khối lượng từng chất trong hỗn hợp X.

Giải:

Bước 1: nH2 = 0,0325 mol

Bước 2,3: Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg và Al. Mg + 2HCl  MgCl2 + H2 x x 2Al + 6HCl  2AlCl3 + 3H2 y 3y/2 Bước 4: có hệ pt: 24 27 6, 45 3 0, 0325 2 x y x y + =    + =   x = 0,01mol và y = 0,015mol. Bước 5:% mMg = 0, 01.24.100 6, 45 =37,29% ;% mAl= 100 – 37,29 = 62,79%.

2.6.3.11. Algorit giải bài tập toán hiệu suất

a. Kiến thức cần nắm vững

- Biết được định nghĩa hiệu suất.