Chương 1. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
2.2. Một số biện pháp nâng cao năng lực giải bài toán hóa học cho học
2.2.7. Rèn luyện kĩ năng xây dựng tiến trình luận giải bằng sơ đồ ngược
Yêu cầu của bài toán
Yêu cầu tìm thêm 1
Yêu cầu tìm thêm 2
---
Yêu cầu tìm thêm thứ i
Dữ kiện bài toán Sơ đồ ngược này có những ưu điểm :
- Có thể giải nhiều hướng một cách chủ động.
- HS nắm được hoạt động giải, quy trình giải và kiểm soát được chúng.
- Có thể phát hiện công đoạn nào không hợp lí trên sơ đồ để chỉnh sửa chứ không phải làm lại từ đầu.
- HS dễ ôn lại hướng giải dễ dàng và rõ ràng.
- Giúp HS rèn luyện năng lực tư duy logic rất hiệu quả.
+ HNO3 0,12 mol 0,02 mol
+ KOH
0,105 mol dd Y cô cạn t0
↓Cu(OH)2
rắn Z 8,78 (g)chất rắn
Cu(NO3)2
HNO3dư? KNO3
KOHdư?
KNO3 KOHdư?
KNO2 KOHdư?
↑ NxOy
Để rèn luyện HS lập được sơ đồ giải, cần thực hiện các yêu cầu sau đây:
- Phân tích và tóm tắt đề bài một cách rõ ràng, nhận thức được đâu là các dữ kiện đã cho, đâu là cái phải tìm.
- Tìm mối liên hệ giữa các dữ kiện và yêu cầu của bài toán. Để xác định mối liên hệ này, thường dựa vào phương trình phản ứng và các công thức tính toán liên quan đến các chất trong phản ứng.
- Đặt nhiều câu hỏi để làm rõ các yêu cầu.
- Trong quá trình tìm thêm yêu cầu luôn luôn đối chiếu với điều kiện của đề bài cho đến khi giữa yêu cầu và điều kiện có sự thống nhất thì dừng lại và hoàn thành sơ đồ giải.
- GV có thể tổ chức cho HS rèn luyện lập sơ đồ ngược này dưới hình thức trò chơi Thử tài thám tử giữa các HS: HS thứ nhất đưa ra yêu cầu tìm thêm 1, HS thứ hai đưa ra yêu cầu tìm thêm 2,… cứ như thế HS nào đưa ra được yêu cầu tìm thêm cuối cùng thỏa mãn được điều kiện của bài toán sẽ giành chiến thắng.
Thí dụ: Cho 20 gam hỗn hợp X gồm Fe, FeO, Fe3O4 và Fe2O3 tác dụng vừa đủ với 700 ml dung dịch HCl 1M thu được dung dịch Y và 3,36 lít H2 (đktc). Cho X phản ứng với dung dich NaOH dư thu được kết tủa Z. Nung Z ngoài không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn. Tính giá trị của m. Biết các phản ứng xảy ra hoàn toàn.
Tóm tắt đề bài:
+HCl(đủ)
Dựa vào tóm tắt đề bài, mối quan hệ giữa các chất trong phản ứng, yêu cầu của câu hỏi ta có thể hướng dẫn HS xây dựng tiến trình luận giải bằng hệ thống câu hỏi và trả lời như sau:
Câu hỏi của GV Hoạt động của HS để đưa ra câu trả lời 1) Muốn tính mFe2O3cần làm gì? Tìm số mol Fe2O3.
2) Để tìm số mol Fe2O3 liên hệ dữ kiện nào?
HS quan sát các dữ liệu, nhận xét số mol Fe2O3 liên quan đến số mol của Fe trong Fe
FexOy
H2
dd Y FeCl2 FeCl3
dd NaOH (dư)
Fe(OH)2↓ Fe(OH)3↓
t0
không khí Fe2O3 20 (g) (X)
0,7 mol
0,15 mol
m (g)
?
hỗn hợp X (bảo toàn nguyên tố Fe).
3) Làm thế nào để tìm số mol Fe trong X?
Phải biết số mol oxi.
4) Số mol oxi liên hệ đến dữ kiện nào?
Dữ kiện số mol HCl. Muốn tìm số mol oxi cần phải tìm số mol HCl phản ứng với FexOy.
5) Mối liên hệ về số mol HCl với số mol oxi? Tính số mol HCl phản ứng với oxit sắt như thế nào?
Định hướng phản ứng của FexOy với HCl và nhận thấy do sản phẩm tạo thành muối, nước. Với H2O được tạo ra là do H trong HCl kết hợp với O trong oxit kim loại theo tỉ lệ số mol nH : nO = 2 : 1.
Để tìm số mol HCl phản ứng với oxit sắt cần tìm số mol HCl phản ứng với Fe tạo H2
6) Dựa vào dữ kiện nào để tìm số mol của HCl phản ứng với Fe?
Dựa vào số mol H2.
Từ hệ thống câu hỏi và trả lời trên đây, ta có sơ đồ luận giải như sau:
mFe2O3 (chất rắn thu được) nFe2O3
nFetrong
3 2O
Fe = trong hhX (bảo toàn nguyên tố Fe) mFe=mhhX - mO
nO=
2 1
nHClphản ứng với FexOy
- nHCl phản ứng với Fe nH2