S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS A Đặt vấn đề I Lý chọn đề tài Hoá học môn học có vai trò quan trọng việc thực mục tiêu đào tạo bậc THCS Chương trình Hoá học THCS có nhiệm vụ cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức bản, phổ thông thói quen làm việc khoa học Góp phần hình thành học sinh lực nhận thức phẩm chất, nhân cách mà mục tiêu giáo dục đề Là giáo viên trực tiếp giảng dạy môn Hoá học trường THCS Qua nghiên cứu nội dung chương trình trình học tập môn Hoá học học sinh nhận thấy: Học sinh tiếp thu môn Hoá học chậm, môn học em đến lớp em làm quen Nhưng mà thờ với mức độ nhận thức em Từ chỗ khó tiếp thu ban đầu dẫn đến hời hợt học sinh môn Hoá học năm học sau Mà khó học sinh môn Hoá học tập, học sinh thường lúng túng tập Hoá học, đa dạng tập Hoá học thường làm học sinh bế tắc mà lớp em tiếp thu cách thụ động, nhớ cách máy móc toán mà giáo viên làm mẫu em phương pháp giải áp dụng cho dạng toán Hoá học Đã thế, nhiều giáo viên không nhận thấy yếu điểm học sinh để tìm cách khắc phục mà để học sinh tiếp thu cách thụ động nhớ máy móc giải toán hoá học Vì để nâng cao chất lượng học môn Hoá học học sinh cần phải tích cực chủ động học tập song bên cạnh giáo viên phải đóng vai trò quan trọng, giáo viên phải cung cấp cho học sinh hệ thống kiến thức từ học sinh khai thác kiến thức vào vấn đề cụ thể Đặc biệt phương pháp giải dạng toán hoá học nắm phương pháp giải, học sinh chủ động trước dạng toán Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS Nhận thức vấn đề nên sâu vào nghiên cứu để đưa số phương pháp giải phù hợp với dạng toán hoá học Xây dựng đưa dạng toán hoá học thường gặp để em học sinh có tư liệu học tập không bị lúng túng trước toán hoá học, đồng thời cẩm nang để đồng nghiệp sử dụng làm tư liệu trình giảng dạy để mức độ nhận thức học sinh ngày nâng cao II Nhiệm vụ đề tài Chương trình Hoá học THCS nhiệm vụ hình thành học sinh kiến thức hoá học việc bồi dưỡng kỹ năng: lực nhận thức cho học sinh nhiệm vụ không phần quan trọng Căn vào yêu cầu, nhiệm vụ dựa vào kinh nghiệm giảng dạy Hoá học trường THCS đề tài xin đưa số phương pháp giúp học sinh giải nhanh toán hoá học trường THCS III Phương pháp nghiên cứu đề tài Để nghiên cứu hoàn thành đề tài sử dụng phương pháp sau: - Phương pháp thực nghiệm - Phương pháp nghiên cứu tài liệu IV Tài liệu nghiên cứu - Sách giáo khoa Hoá học 8, hành - Bài tập chọn lọc Hoá học (Vũ Tá Bình) - Tuyển tập toán Hoá học (Nhà xuất Đại học Sư Phạm) - Hoá học chọn lọc (Đào Hữu Vinh) B Giải vấn đề I Cơ sở lý luận vấn đề nghiên cứu Trong chương trình THCS nói chung môn Hoá học nói riêng, mục tiêu đặt không truyền đạt cho học sinh kiến thức theo yêu cầu mà phải hình thành em kiến thức tổng quát để từ em vận dụng trường hợp, em giải vấn đề đặt Vì lẽ mà giáo viên cần truyền đạt cho học sinh phương pháp, để từ phương pháp học em vận dụng vào vấn đề cụ thể Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS Mặt khác môn Hoá học không giải toán hoá học em không nắm kiến thức lý thuyết cách cụ thể, tập để củng cố lý thuyết Chính điều mà vấn đề đặt phải truyền đạt cho em cách đầy đủ có hệ thống phương pháp giải toán hoá học, toán thước đo mức độ hiểu trình độ tư học sinh Vậy làm để định hướng cách giải tập hoá học? Khó khăn lớn học sinh giải tập hoá học không định hướng cách giải, nghĩa chưa xác định mối liên hệ cho(giả thiết) cần tìm(kết luận) Khác với tập toán học, tập hoá học người ta thường biểu diễn mối liên hệ chất phản ứng hoá học kèm theo thao tác thí nghiệm lọc kết tủa, nung nóng đến khối lượng không đổi, cho từ từ chất A vào chất B, lấy lượng dư chất A, cho kết tủa tan hoàn toàn axit hay bazơ Kết qua lần kiểm tra học sinh khối câu hỏi sau yêu cầu em giải để tìm kết quả, kết đạt là: Năm học 2006 – 2007: Khi phân công dạy học lớp 9a tiến hành công việc ôn tập kiểm tra khảo sát lớp 9a với 30 em kết đạt sau: STT Câu hỏi Cho luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định Giỏi 10% Kết Khá TB 23,33% 40% Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt Yếu 26,67% S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS kim loại hoá trị I muối kim loại Nhúng sắt nặng gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M Sau thời gian lấy sắt cân lại thấy nặng 8,8 gam Xem thể tích dung dịch không thay đổi nồng độ mol/lit CuSO4 dung dịch sau phản ứng bao nhiêu? 10% 20% 43,33% 26,67% Như để có cách giải tập hoá học hay dễ hiểu trước hết người giải phải nắm vững lý thuyết hoá học ba mức độ tư hiểu, nhớ vận dụng Lý thuyết hoá học giúp hiểu nội dung tập hoá học cách rõ ràng xác định xác mối liên hệ giả thiết kết luận Sau làm việc ta cần sử dụng số phương pháp giải toán hoá thông thường giải tập hoá học mong muốn Ngay từ bây giờ, chưa muộn, nên dành thời gian ngày vào để ôn luyện lý thuyết trước lúc giải tập hoá học Qua luận điểm nêu thấy phương pháp giải toán hoá học thực cần thiết học sinh bậc THCS nói riêng học sinh phổ thông nói chung II Nội dung Những yêu cầu chung phương pháp giải toán Hoá học Khi giải toán Hoá học cần phải ý mặt tính toán mà phải ý đến chất Hoá học toán Hoá học nghiên cứu chất biến đổi chất Chất biến đổi chất xem xét mặt định tính Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS định lượng Bởi vậy, giải toán Hoá học bao gồm phần: Phần Hoá học phần toán học Thiếu hiểu biết mặt Hoá học giải toán Hoá học Do đó, thống hai mặt định tính định lượng tượng Hoá học sở phương pháp luận việc giải toán Hoá học Kinh nghiệm rõ rằng, không học sinh giải toán Hoá học tập trung ý vào mặt tính toán, ý đến phân tích nội dung Hoá học, dẫn dến tình trạng tính toán dài dòng, dẫn đến kết phi lý Có thể nêu lên bước chung sau cho việc giải toán Hoá học Bước 1: - Đọc kỹ đầu bài, phải đọc đọc lại để nắm vững kiện toán Hoá học Những điều biết, điều cần phải tìm lời giải - Ghi vắn tắt đầu toán làm phần riêng biệt trang giấy phía trái, phía phải phần trên, phần theo sơ đồ: Phía trái phần ghi điều biết, phía phải phần ghi điều cần tìm Những điều chưa biết cần tìm phải đánh dấu hỏi Trong phần ghi tóm tắt cần phải triệt để sử dụng ký hiệu, công thức phương trình Hoá học cho nhanh chóng, tiết kiệm thời gian dễ dàng theo dõi để tìm mối liên quan cần thiết cho việc tìm kiếm cách giải Bước 2: Phân tích kỹ toán để tìm nội dung đâu nội dung Hoá học đâu nội dung toán học Đối với nội dung Hoá học cần sử dụng kiến thức nào, công thức hay phương trình Hoá học (PTHH) Đối với nội dung toán học cần phải sử dụng kiến thức số học hay đại số Bước 3: Suy nghĩ tìm phương pháp giải toán Trước hết cần phân tích xem toán thuộc dạng nào, tức quy dạng quen biết, học cách giải, thông thường giải toán Hoá học cần phải phân tích kỹ mặt định tính sau bắt tay vào việc tính toán Chỉ Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS mặt Hoá học hiểu rõ chuyển sang tính toán Khi giải tập công thức Hoá học (CTHH) phải vận dụng kiến thức cấu tạo chất định luật thành phần không đổi chất Khi giải tập PTHH cần phải nhớ lại khái niệm PTHH, Viết đúng, cân phương trình vận dụng định luật bảo toàn khối lượng chất tính toán Khi cần tính toán định lượng chất phải nhớ lại kiến thức khối lượng phân tử, khối lượng nguyên tử, mol, khối lượng mol, thể tích mol, số Avogađrô Sau nắm vững, hiểu rõ giải phần Hoá học việc chuyển sang phần tính toán học sinh khó khăn Bước 4: Tìm lời giải cách tính toán Toán học Bước đòi hỏi vận dụng kỹ tính toán cụ thể, kèm theo thực nghiệm toán đòi hỏi Bước 5: Kiểm tra kết tính toán, đối chiếu với lời giải (đáp án) với yêu cầu câu hỏi toán Biện luận khẳng định đáp án Có thể sơ đồ hoá bước giải toán Hoá học sau: Đề toán Ghi tóm tắt kiện Nghiên cứu kỹ toán Phân tích đề toán Phần giải Hoá học toán Chọn phương pháp giải Phần Giải Lời giải Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt giải (đáp án) toán (tính toán) S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS Một số phương pháp giúp học sinh giải nhanh toán Hoá học thường gặp trường THCS  Gồm phương pháp Phương pháp 1: áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố khối lượng Phương pháp 2: dựa vào tăng, giảm khối lượng Phương pháp 3: Chuyển toán hỗn hợp thành toán chất tương đương  Nội dung cụ thể 1/ Phương pháp 1: áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố khối lượng Nguyên tắc: Trong phản ứng hoá học, nguyên tố khối lượng chúng bảo toàn Từ suy ra: + Tổng khối lượng chất tham gia phản ứng tổng khối lượng chất tạo thành + Tổng khối lượng chất trước phản ứng tổng khối lượng chất sau phản ứng Phạm vi áp dụng: Trong toán xảy nhiều phản ứng, lúc không cần thiết phải viết phương trình phản ứng cần lập sơ đồ phản ứng để thấy mối quan hệ tỉ lệ mol chất cần xác định chất mà đề cho Bài Cho luồng khí clo dư tác dụng với 9,2g kim loại sinh 23,4g muối kim loại hoá trị I Hãy xác định kim loại hoá trị I muối kim loại Hướng dẫn giải: Đặt M KHHH kim loại hoá trị I Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS PTHH: 2M + Cl2 2M(g)   2MCl (2M + 71)g 9,2g 23,4g ta có: 23,4 x 2M = 9,2(2M + 71) suy ra: M = 23 Kim loại có khối lượng nguyên tử 23 Na Vậy muối thu là: NaCl Bài 2: Hoà tan hoàn toàn 3,22g hỗn hợp X gồm Fe, Mg Zn lượng vừa đủ dung dịch H 2SO4 loãng, thu 1,344 lit hiđro (ở đktc) dung dịch chứa m gam muối Tính m? Hướng dẫn giải:   PTHH chung: M + H2SO4 MSO4 + H2 nH SO = nH = 1,344 = 0,06 mol 22,4 áp dụng định luật BTKL ta có: mMuối = mX + m H SO - m H = 3,22 + 98 * 0,06 - * 0,06 = 8,98g Bài 3: Có sắt khối lượng 11,2g Một cho tác dụng hết với khí clo, ngâm dung dịch HCl dư Tính khối lượng sắt clorua thu Hướng dẫn giải: PTHH:   2FeCl3 2Fe + 3Cl2 (1)   Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2) Theo phương trình (1,2) ta có: nFeCl = nFeCl = nFe = nFe = 11,2 56 = 0,2mol 11,2 = 0,2mol 56 Số mol muối thu hai phản ứng khối lượng mol phân tử FeCl lớn nên khối lượng lớn mFeCl = 127 * 0,2 = 25,4g m FeCl = 162,5 * 0,2 = 32,5g Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS 2/ Phương pháp 2: dựa vào tăng, giảm khối lượng Nguyên tắc: So sánh khối lượng chất cần xác định với chất mà giả thiết cho biết lượng nó, để từ khối lượng tăng hay giảm này, kết hợp với quan hệ tỉ lệ mol chất mà giải yêu cầu đặt Phạm vị sử dụng: Đối với toán phản ứng xảy thuộc phản ứng phân huỷ, phản ứng kim loại mạnh, không tan nước đẩy kim loại yếu khỏi dung dịch muối phản ứng, Đặc biệt chưa biết rõ phản ứng xảy hoàn toàn hay không việc sử dụng phương pháp đơn giản hoá toán Bài 1: Nhúng sắt kẽm vào cốc chứa 500 ml dung dịch CuSO Sau thời gian lấy hai kim loại khỏi cốc có thêm Cu bám vào, khối lượng dung dịch cốc bị giảm 0,22g Trong dung dịch sau phản ứng, nồng độ mol ZnSO gấp 2,5 lần nồng độ mol FeSO4 Thêm dung dịch NaOH dư vào cốc, lọc lấy kết tủa nung không khí đến khối lượng không đổi , thu 14,5g chất rắn Số gam Cu bám kim loại nồng độ mol dung dịch CuSO4 ban đầu bao nhiêu? Hướng dẫn giải: PTHH ( )  Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu ( )  Zn + CuSO4  ZnSO4 + Cu Gọi a số mol FeSO4 Vì thể tích dung dịch xem không thay đổi Do tỉ lệ nồng độ mol chất dung dịch tỉ lệ số mol Theo ra: CM (ZnSO ) = 2,5 CM (FeSO ) Nên ta có: nZnSO = 2,5 nFeSO Khối lượng sắt tăng: (64 - 56)a = 8a (g) Khối lượng kẽm giảm: (65 - 64)2,5a = 2,5a (g) Khối lượng hai kim loại tăng: 8a - 2,5a = 5,5a (g) Mà thực tế cho là: 0,22g Ta có: 5,5a = 0,22  a = 0,04 (mol) Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS Vậy khối lượng Cu bám sắt là: 64 * 0,04 = 2,56 (g) khối lượng Cu bám kẽm là: 64 * 2,5 * 0,04 = 6,4 (g) Dung dịch sau phản ứng có: FeSO 4, ZnSO4 CuSO4 (nếu có) Ta có sơ đồ phản ứng: NaOH dư   FeSO4 t , kk  Fe(OH)2  Fe2O3 a a a (mol) mFe O = 160 x 0,04 x a = 3,2 (g) NaOH dư t    CuO CuSO4 Cu(OH)2  b b b (mol) mCuO = 80b = 14,5 - 3,2 = 11,3 (g)  b = 0,14125 (mol) Vậy = 0,28125  nCuSO ban đầu = a + 2,5a + b (mol)  CM CuSO = 0,28125 = 0,5625 M 0,5 Bài 2: Nhúng sắt nặng gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 2M Sau thời gian lấy sắt cân lại thấy nặng 8,8 gam Xem thể tích dung dịch không thay đổi nồng độ mol/lit CuSO dung dịch sau phản ứng bao nhiêu? Hướng dẫn giải: Số mol CuSO4 ban đầu là: 0,5 x = (mol) PTHH ( )  Fe + CuSO4  FeSO4 + Cu mol mol 56g 64g làm sắt tăng thêm 64 - 56 = gam Mà theo cho, ta thấy khối lượng sắt tăng là: 8,8 - = 0,8 gam Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS Vậy có 0,8 = 0,1 mol Fe tham gia phản ứng, có 0,1 mol CuSO4 tham gia phản ứng  Số mol CuSO4 dư : - 0,1 = 0,9 mol Ta có CM CuSO = 0,9 = 1,8 M 0,5 Bài 3: Dẫn V lit CO (đktc) vào dung dịch chứa 3,7 gam Ca(OH)2 Sau phản ứng thu gam kết tủa Tính V? Hướng dẫn giải: Theo ta có: Số mol Ca(OH)2 = Số mol CaCO3 = 3,7 = 0,05 mol 74 = 0,04 mol 100 PTHH  CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H 2O - Nếu CO2 không dư: Ta có số mol CO2 = số mol CaCO3 = 0,04 mol Vậy V(đktc) = 0,04 * 22,4 = 0,896 lít - Nếu CO2 dư:  CO2 + Ca(OH)2  CaCO3 + H 2O  0,05 mol   0,05 0,05    CO2 + CaCO3 + H2O Ca(HCO3)2  (0,05 - 0,04) mol 0,01  Vậy tổng số mol CO tham gia phản ứng là: 0,05 + 0,01 = 0,06 mol  V(đktc) = 22,4 * 0,06 = 1,344 lít Bài 4: Hoà tan 20 gam hỗn hợp hai muối cacbonat kim loại hoá trị dung dịch HCl dư thu dung dịch X 4,48 lít khí (ở đktc) tính khối lượng muối khan thu dung dịch X Bài giải: Gọi kim loại hoá trị A B ta có phương trình phản ứng: A2CO3 + 2HCl -> 2ACl + CO2 + H2O (1) BCO3 + 2HCl -> BCl2 + CO2 + H2O (2) Số mol khí CO2 (ở đktc) thu (1) (2) là: nCO2  4,48  0,2mol 22,4 Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS Theo (1) (2) ta nhận thấy mol CO bay tức có mol muối cacbonnat chuyển thành muối Clorua khối lượng tăng thêm 11 gam (gốc CO3 60g chuyển thành gốc Cl có khối lượng 71 gam) Vậy có 0,2 mol khí bay khối lượng muối tăng là: 0,2 11 = 2,2 gam Vậy tổng khối lượng muối Clorua khan thu là: M(Muối khan) = 20 + 2,2 = 22,2 (gam) 3/ Phương pháp 3: Chuyển toán hỗn hợp thành toán chất tương đương Nguyên tắc: Khi toán xảy nhiều phản ứng phản ứng loại hiệu suất ta thay hỗn hợp nhiều chất thành chất tương đương Lúc lượng (số mol, khối lượng hay thể tích) chất tương đương lượng hỗn hợp Phạm vi sử dụng: Trong vô cơ, phương pháp áp dụng hỗn hợp nhiều kim loại hoạt động hay nhiều oxit kim loại, hỗn hợp muối cacbonat, hỗn hợp kim loại phản ứng với nước Bài 1: Một hỗn hợp kim loại kiềm A, B thuộc chu kì bảng hệ thống tuần hoàn có khối lượng 8,5 gam Hỗn hợp tan hết nước dư cho 3,36 lit khí H (đktc) Tìm hai kim loại A, B khối lượng kim loại Hướng dẫn giải: PTHH  2A + 2H2O  2AOH + H2 (1)  2B + 2H2O  2BOH + H2 (2) Đặt a = nA , b = nB ta có: a + M trung bình: b = M 3,36 = 0,3 (mol) 22,4 8,5 = = 28,33 0,3 (I) Ta thấy 23 < M = 28,33 < 39 Giả sử MA < MB A Na, B K ngược lại mA + mB = 23a + 39b = 8,5 (II) Từ I, II ta tính được: a = 0,2 mol, b = 0,1 mol Vậy mNa = 0,2 * 23 = 4,6 g, mK = 0,1 * 39 = 3,9 g Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS Bài 2: Hoà tan 115,3 g hỗn hợp gồm MgCO RCO3 500ml dung dịch H 2SO4 loãng ta thu dung dịch A, chất rắn B 4,48 lít CO2 (đktc) Cô cạn dung dịch A thu 12g muối khan Mặt khác đem nung chất rắn B tới khối lượng không đổi thu 11,2 lít CO (đktc) chất rắn B Tính nồng độ mol/lit dung dịch H 2SO4 loãng dùng, khối lượng B, B khối lượng nguyên tử R Biết hỗn hợp đầu số mol RCO gấp 2,5 lần số mol MgCO3 Hướng dẫn giải: Thay hỗn hợp MgCO3 RCO3 chất tương đương M CO3 PTHH M CO3 M SO4 + CO2 + H2O  + H2SO4  (1) 0,2 0,2 0,2 0,2 Số mol CO2 thu là: nCO = 4,48 = 0,2 (mol) 22,4 Vậy nH SO = nCO = 0,2 (mol)  CM H SO = 0,2 = 0,4 M 0,5 Rắn B M CO3 dư: M CO3  M O + CO2  (2) 0,5 0,5 0,5 Theo phản ứng (1): từ mol M CO3 tạo mol M SO4 khối lượng tăng 36 gam áp dụng định luật bảo toàn khối lượng ta có: 115,3 = mB + mmuối tan - 7,2 Vậy mB = 110,5 g Theo phản ứng (2): từ B chuyển thành B 1, khối lượng giảm là: mCO = 0,5 * 44 = 22 g Vậy mB = mB - mCO = 110,5 - 22 = 88,5 g Tổng số mol M CO3 là: 0,2 + 0,5 = 0,7 mol Ta có M + 60 = 115,3 164,71  M 0,7 = 104,71 Vì hỗn hợp đầu số mol RCO gấp 2,5 lần số mol MgCO3 Nên 104,71 = 24 *1  R * 2,5 3,5  R = 137 Vậy R Ba Ng-êi thùc hiÖn: Tèng Duy ViÖt S¸ng kiÕn kinh nghiÖm m«n Ho¸ Häc - THCS Bài 3: Để hoà tan hoàn toàn 28,4 gam hỗn hợp muối cacbonat kim loại thuộc phân nhóm nhóm II cần dùng 300ml dung dịch HCl aM tạo 6,72 lit khí (đktc) Sau phản ứng, cô cạn dung dịch thu m(g) muối khan Tính giá trị a, m xác định kim loại Hướng dẫn giải: 6,72 = 0,3 (mol) 22,4 nCO = Thay hỗn hợp M CO3 M CO3 M Cl2 +  + 2HCl  0,3 0,6 0,3 Theo tỉ lệ phản ứng ta có: nHCl = nCO = * 0,3 = 0,6 mol CM HCl =  + H2 O (1) 0,3 0, = 2M 0,3 Số mol M CO3 = nCO = Nên M CO2 + 60 = 0,3 (mol) 28,4 = 94,67 0,3 = 34,67 Gọi A, B KHHH kim loại thuộc phân nhóm nhóm II, MA