2. Giải pháp cụ thể
2.5.5. Kỹ năng viết các phương trình hóa học
1. Rèn luyện kỹ năng lập công thức hóa học.
Khi cân bằng phương trình hóa học việc viết đúng công thức hóa học là rất quan trọng. Các em học sinh hay viết sai công thức hóa dẫn đến các em cân bằng sai các phương trình hóa học. Vì vậy giáo viên dạy đến bài 9 (công thức hóa học) ở sgk trang 32,33 cần chú ý kỹ cho học sinh
* Công thức của đơn chất có ký hiệu là A
Ngoài ra nhiều phi kim có công thức phân tử gồm một số nguyên tử liên kết với nhau, thường là 2 nên thêm chỉ số này ở chân ký hiệu.
Ví dụ: công thức hóa học của khí hiđrô, khí nitơ … là H2, N2…
* Công thức của hợp chất gồm ký hiệu hóa học của những nguyên tố tạo ra chất kèm theo chỉ số ở chân. Công thức dạng chung AxByCz
Trong đó: A,B,C là ký hiệu hóa học
x, y, z là chỉ số và nếu chỉ số là 1 thì không ghi
Ví dụ: công thức hóa học của hợp chất nước là H2O, kaliclorua là KCl, axit sunfuric là H2SO4
* Ý nghĩa của công thức hóa học
Mỗi công thức hóa học cho ta biết ý nghĩa sau: - Nguyên tố nào tạo ra chất.
- Số nguyên tử của mỗi nguyên tố trong phân tử chất. - Phân tử khối.
2. Cho học sinh viết đúng phương trình hóa học dạng chữ.
Đối với phương trình hóa học viết đúng phương trình hóa học dạng chữ là rất cần thiết. Từ những phương trình hóa học dạng chữ thay tên các chất bằng công thức hóa học được sơ đồ phản ứng.
Ví dụ 1: Lưu huỳnh tác dụng với sắt tạo ra sắt(II) sunfua.
Phương trình hóa học dạng chữ: Lưu huỳnh + sắt sắt(II) sunfua Sơ đồ phản ứng hóa học: S + Fe ---> FeS
Ví dụ 2: kẽm tác dụng với axit clohiđric tạo ra kẽm clorua và giải phóng khí hiđrô
Phương trình hóa học dạng chữ: Kẽm + axit clohiđric kẽm clorua + khí hiđrô
Sơ đồ phản ứng hóa học: Zn + HCl ---> ZnCl + H2
3.Hướng dẫn học sinh cách cân bằng phương trình hóa học.
Khi đã nắm vững ba bướclập 1 phương trình hoá học ở SGK lớp 8 là.
Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: Tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức.
Bước 3: Viết phương trình hoá học.
Để cân bằng nhanh và chính xác hệ số các em có thể thực hiện một trong bốn cách sau:
Cách 1: Cân bằng theo phương pháp “Hệ số thập phân”. Để cân bằng phản
ứng theo phương pháp này ta cần thực hiện các bước sau.
Bước 1: Đưa các hệ số là số nguyên hay phân số vào trước các công thức hoá học sao cho số nguyên tử hai vế bằng nhau.
Bước 2: Quy đồng mẫu số rồi khử mẫu để được PTHH hoàn chỉnh.
Ví dụ 1: Cân bằng phản ứng sau. P + O2 P2O5
Ở phương trình này ta thấy ở vế phải có 2 nguyên tử P và 5 nguyên tử 0 còn ở vế trái có một nguyên tử P và 2 nguyên tử O vậy.
Cách làm: Đưa hệ số 2 vào trước P hệ số vào trước O2 để cân bằng số nguyên tử.
2P + O2 ---> P2O5
Tiếp đó ta quy đồng mẫu số chung là 2 ta được. 2. 2 5 2 2 + P O2 ---> 2 2 P2O5
Khử mẫu ta được phương trình hóa học hoàn chỉnh. 4P + 5O2 2P2O5
Ví dụ 2: Cân bằng phản ứng sau. C2H2 + O2 ---> CO2 + H2O
Ở phương trình này ta thấy ở vế phải có 1 nguyên tử C, ở bên trái có 2 C vậy. Cách làm: Đặt hệ số 2 vào trước CO2
C2H2 + O2 ---> 2CO2 + H2 O
Lúc này ta thấy ở vế trái có 2 nguyên tử O còn ở vế bên phải có 5 nguyên tử O vậy ta thêm hệ số vào trước O2
t0 t0 2 5 2 5 2 5 t0 t0 t0 t0
C2H2 + O2 ---> 2CO2 + H2O
Tương tự quy đồng rồi khử mẫu số ta được phương trình hóa học. 2C2H2 + 5O2 4CO2 + 2H2O
Ví dụ 3: Al2O3 ---> Al + O2
Tương tự ta đặt 2 vào trước Al và vào trước O2 Al2O3 ---> 2Al + O2
Quy đồng mẫu số với 2 rồi khử mẫu ta được phương trình hoá học. 2Al2O3 4Al + 3O2
* Nhận xét: Phương pháp này áp dụng đặc biệt có hiệu quả với các phương trình có một hoặc nhiều chất là đơn chất, tổng số chất trong phản ứng từ 3 đến 4 (như các phản ứng giữa kim loại, phi kim với các chất khác hay các phản ứng phân huỷ tạo ra đơn chất).
Cách 2: Cân bằng các phương trình hoá học theo phương pháp “chẵn-lẽ”.
Để cân bằng theo phương pháp này ta làm như sau:
Xét các chất trước và sau phản ứng. Nếu số nguyên tử của cùng một nguyên tố trong một số công thức hoá học là số chẵn còn ở công thức khác lại là số lẻ thì đặt hệ số 2 trước công thức có số nguyên tử là lẽ, sau đó tìm các hệ số còn lại.
Ví dụ 1: Cân bằng phương trình hoá học sau. FeS2 + O2 ---> Fe2O3 + SO2
Ta thấy số nguyên tử oxi trong O2 và SO2 là chẵn còn trong Fe2O3 là lẽ vậy cần đặt hệ số 2 trước công thức Fe2O3
Cách làm:
FeS2 + O2 ---> 2Fe2O3 + SO2
Tiếp theo ta lần lượt cân bằng sắt và lưu huỳnh. 4FeS2 + O2 ---> 2Fe2O3 + SO2
4FeS2 + O2 ---> 2Fe2O3 +8SO2
t0 t0 2 5 2 3 2 3 t0 t0 t0 t0 t0 t0 t0
Cuối cùng ta cân bằng oxi ta thấy ở vế phải có tổng cộng 22 oxi vậy phải thêm hệ số 11 vào trước công thức O2 ta được phương trình hoá học.
4FeS2 + 11 O2 2Fe2O3 + 8SO2
Ví dụ 2: Cân bằng phương trình hoá học sau. Al + CuCl2 ---> AlCl3 + Cu
Ta thấy clo trong công thức CuCl2 là chẵn còn trong AlCl3 lẻ vậy. Cách làm: Thêm 2 trước công thức AlCl3
Al + CuCl2 ---> 2AlCl3 + Cu Tiếp theo ta cân bằng Clo.
2Al + 3 CuCl2 ---> 2AlCl3 + Cu
Cuối cùng ta cân bằng đồng ta được phương trình hoá học. 2Al + 3CuCl2 2AlCl3 + 3Cu
Ví dụ 3: Cân bằng phương trình hoá học sau. Fe2O3 + HCl ---> FeCl3 +H2O
Ta thấy số nguyên tử Fetrong Fe2O3 là chẵn còn trong FeCl3 là lẽ ta thêm 2 trước FeCl3
Fe2O3 + HCl ---> 2FeCl3 +H2O Ta tiếp tục cân bằng clo
Fe2O3 + 6HCl ---> 2FeCl3 +H2O
Cuối cùng ta cân bằng được phương trình hoá học Fe2O3 + 6HCl 2FeCl3 +3H2O
* Lưu ý: Với PTHH có tất cả 3 chất trong đó có 2 chất là đơn chất thì sau khi chọn được nguyên tố thích hợp để cân bằng ta có thể tìm bội số chung nhỏ nhất của các chỉ số nguyên tố đó trong công thức hoá học để tìm 2 hệ số cùng lúc:
Ví dụ 1: Al + Cl2 ---> AlCl3
Cách làm: Ta chọn nguyên tố clo để cân bằng bội số chung nhỏ nhất của 2 chỉ số 2, 3 là 6. Ta lấy 6: 3 = 2 điền 2 trước AlCl3. Lấy 6: 2 = 3 điền 3 trước Cl2 ta được. Al +3Cl2 ---> 2AlCl3 t0 t0 t0 t0 t0
Cân bằng nhôm:
2Al + 3Cl2 ---> 2AlCl3
Cuối cùng cân bằng ta được phương trình hoá học. 2Al + 3Cl22AlCl3
Ví dụ 2: P + O2 ---> P2O5
Ta chọn oxi để cân bằng. Bội số chung nhỏ nhất của 2 và 5 là 10. lấy bội số chung trên chia cho chỉ số của nguyên tố oxi trong từng công thức hoá học để tìm hệ số.
10: 2 = 5 điền 5 vào trước O2; 10: 5 = 2 điền 2 vào trước P2O5 ta được: P + 5O2 ---> 2P2O5
Sau đó cân bằng phốt pho bằng cách thêm 4 vào trước P ta được PTHH. 4P + 5º2 2P2O5
Ví dụ 3: N2 + H2 ---> NH3
Ta chọn Hidrô. Bội số chung gần nhất của 2 chỉ số, của nguyên tố Hiđrô là 6 lấy bội số chung vừa tìm được lần lượt chia cho chỉ số của các chỉ số trong từng công thức, ta tìm được các hệ số tương ứng là
N2 + 3H2 ---> 2NH3
Cuối cùng ta được phương trình hoá học. N2 + 3H2 2NH3
Một bài tập có giải được, giải đúng hay không phần lớn bắt đầu từ việc lập đúng và chính xác phương trình hóa học. Thế nhưng đa số các em không làm được việc này, có chăng những học sinh khá giỏi mới làm được nhưng cũng chỉ mò mẫm mà thôi. Để tháo gỡ những vướng mắc đó chúng ta cần tìm ra một giải pháp để giúp các em.
Để giải quyết vấn đề đặt ra, yêu cầu các em phải hiểu hết các khái niệm như phương trình hóa học là gì? Phản ứng hóa học là gì? Chất bị biến đổi gọi là gì? Chất khác ở đây là gì? Như vậy phương trình hóa học được ghi như thế nào?
Ví dụ 1: Kẽm phản ứng với axit clohiđric tạo thành muối kẽm clorua
và hiđro t0 t0 t0 t0 t0 t0 t0 t0
- Chất tham gia ở đây là kẽm và axit clohiđric.
- Chất tạo thành ở đây là muối kẽm clorua và khí hiđro
- Ta có sơ đồ phản ứng: kẽm + axitclohiđric → kẽm clorua + hidro
- Đây mới chỉ là sơ đồ phản ứng bằng chữ, nếu dựa vào đây để giải một bài tập hóa học thì chưa được, cần phải có một phương trình hóa học bằng công thức hóa học cụ thể, như vậy để viết được một phương trình hóa học đòi hỏi các em phải có những kiến thức sau:
+ Công thức của các chất tham gia cũng như các sản phẩm phải viết như thế nào cho đúng.
+ Các chất đó thuộc đơn chất hay hợp chất.
+ Công thức của đơn chất hay hợp chất viết như thế nào.
Để thực hiện được các vấn đề trên, học sinh cần phải luyện tập viết đúng ký hiệu hóa học của các nguyên tố, công thức của đơn chất, hợp chất.
Để hình thành kỹ năng viết đúng ký hiệu hóa học, ngay từ những bài đầu học về nguyên tố hóa học, ký hiệu hóa học, giáo viên yêu cầu học sinh tập nghe, nhìn, viết, đọc. Hoặc nhìn giáo viên viết ký hiệu và luyện tập chứ không phải viết một cách tuỳ tiện.
Để hình thành kỹ năng sử dụng công thức hóa học học sinh cần lưu ý: + Viết đúng công thức hóa học khi biết số nguyên tử của mỗi nguyên tố tạo nên một phân tử chất.
Ví dụ 2: Công thức hóa học của nước gồm 2 nguyên tử H và một nguyên
O. Công thức đúng là H2O. Tránh các trường hợp viết sai: 2HO, OH2...
+ Mà muốn viết đúng công thức hóa học của hợp chất phải thuộc hoá trị, vậy mà nhiều em học hết THCS vẫn chưa thuộc hết hoá trị của các nguyên tố thường gặp.
+ Học thuộc hoá trị, viết đúng ký hiệu hóa học các em sẽ lập được sơ đồ phản ứng hóa học. Việc lập sơ đồ phản ứng hóa học chỉ là bước đầu. muốn giải được bài tập hóa học ta cần phải có một phương trình hóa học đúng, chính xác.
Như vậy đòi hỏi các em phải biết cân bằng phản ứng hóa học. Để làm được việc này ta phải hướng dẫn các em cách làm như sau:
* Đối với phản ứng không phải là phản ứng oxi hóa-khử:
+ Nên bắt đầu từ những nguyên tố mà số nguyên tử có nhiều và không bằng nhau.
+ Trường hợp số nguyên tử ở vế này là số chẵn và ở vế kia là số lẻ thì trước hết phải làm chẵn số nguyên tử cho chất mà có số nguyên tử lẻ rồi tiếp tục đặt hệ số cho phân tử chứa số nguyên tử chẵn ở vế còn lại sao cho số nguyên tử ở 2 vế bằng nhau.
Ví dụ: Lập phương trình hóa học theo sơ đồ sau: Al + O2 → Al2O3
Ta thấy số nguyên tử O có nhiều và không bằng nhau và là số lẻ là 3 nên: Bước 1: Đặt hệ số 2 trước Al2O3, như vậy số nguyên tử oxi ở vế phải là 6 nguyên tử nên ta đặt hệ số 3 trước O2 ở vế trái.
Bước 2: Cân bằng số nguyên tử Al ở 2 vế phương trình cho bằng nhau. Phương trình đúng: 4Al + 3O2 → 2Al2O3
Trong trường hợp phân tử có 3 loại nguyên tố thì thường số nguyên tử của 2 loại nguyên tố kết hợp với nhau thành một nhóm nguyên tử, ta xem cả nhóm tương đương với một nguyên tố.
Ví dụ: Cho sơ đồ phản ứng sau: NaOH + Fe2(SO4)3 → ? + Na2SO4 Hãy hoàn thành sơ đồ phản ứng trên.
Trước hết ta thay dấu ? bằng công thức hóa học hợp chất của Fe với nhóm OH, nhớ trong trường hợp có hoá trị III, nhóm OH có hoá trị I. Công thức cần điền là Fe(OH)3.
Sau đó viết sơ đồ phản ứng: NaOH+Fe2(SO4)3 → Fe(OH)3 + Na2SO4
Ta thấy số nguyên tử Na ở vế trái là một, Fe là 2 và ở vế phải Na là 2 và Fe là một, nên ta làm chẵn số nguyên tử Na và Fe trước.
2NaOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 + Na2SO4
Tiếp đó cân bằng nhóm -OH vì một bên là 2, một bên là 6, cho nên ta đặt hệ số cân bằng số 3 trước NaOH: 2.3NaOH, số nguyên tử Na một bên 6, một bên 2, cho nên đặt 3 trước Na2SO4.
3.2NaOH + Fe2(SO4)3 → 2Fe(OH)3 + 3Na2SO4
Cần lưu ý cho học sinh trong quá trình cân bằng không được thay đổi các chỉ số nguyên tử trong các công thức hóa học. Không được viết 2O, 3N, 4H,… vì các khí này ở dạng phân tử hạt hợp thành thường là 2
Nếu sản phẩm không tan ta viết kèm theo dấu mũi tên xuống, đặt cạnh công thức hóa học của chất đó. Nếu là chất khí đặt dấu mũi tên quay lên. Nếu phản ứng cần đun nóng kèm nhiệt độ (to) trên mũi tên.
Như vậy muốn luyện tập cho các em biết cách lập phương trình hóa học ta phải luyện cho các em từ phương trình đơn giản đến phức tạp.
* Đối với phản ứng là phản ứng oxi hóa - khử: Ta xác định sự tăng hay giảm số oxi - hóa, sau đó chọn hệ số và đưa vào phương trình và cân bằng các nguyên tố còn lại.