Đang tải... (xem toàn văn)
Nhằm tạo cho học sinh kỹ năng viết công thức hóa học, tìm hóa trị của một nguyên tố khi biết được nhóm nguyên tố, lập được công thức hóa học khi biết được hóa trị và dựa vào kết quả phân[r]
(1)HÌNH THÀNH KĨ NĂNG XÁC ĐỊNH CÔNG THỨC HOÁ HỌC TRONG DẠY HỌC HÓA HỌC THCS - Phần I: Mở đầu I Lý chọn đề tài: Để thực nhiệm vụ giảng dạy và giáo dục theo qui định ngành quá trình giảng dạy tôi đã rút số kinh nghiệm và phương pháp dạy học, bước đầu kinh nghiệm này đã giúp tôi hoàn thành tốt nhiệm vụ mình Qua sáng kiến này tôi xin mạnh dạn trình bày vấn đề mà tôi thấy tâm đắc đó là việc hình thành kỹ xác định công thức hóa học dạy học hóa học Nhằm tạo cho học sinh kỹ viết công thức hóa học, tìm hóa trị nguyên tố biết nhóm nguyên tố, lập công thức hóa học biết hóa trị và dựa vào kết phân tích định lượng dựa vào phương trình hóa học để xác định công thức hóa học cách thục học tập II Mục đích nghiên cứu: Nghiên cứu trên cở sở thực tế và tình trạng kiến thức cách em học sinh năm 2007-2008 vừa qua nhiều em còn viết sai công thức viết công thức chưa chính xác chưa nắm vững cách xác định công thức hóa học, không kể số học sinh khá giỏi lớp lúng túng với cách xác định công thức hóa học Đây là nguyên nhân dẫn đến các em chưa học tốt môn hóa học Từ thực tế trên tôi thấy cần trang bị cho học sinh kiến thức để học sinh hứng thú yêu thích và học tốt môn hóa học từ lớp và trang bị cho cho các em đầy đủ các kiến thức để học tốt các lớp trên III Đối tương nghiên cứu: - Chương trình hoá học THCS - Học sinh khối trường THCS Phan Bội Châu IV Phương pháp nghiên cứu: - Nghiên cứu trên sở lý luận dạy học môn hóa học và bài tập hóa học - Trực tiếp sử dụng các bài tập các chương trình giảng dạy để rút kinh nghiệm (2) Phần II: Nội dung và kết nghiên cứu Chương I: Cơ sở lý luận I Kiến thức, chuẩn bị giáo viên: 1) Kiến thức giáo viên cần có: - Về tên nguyên tố, ký hiệu hóa học, nguyên tử khối, hóa trị các nguyên tố hóa học và hóa trị nhóm nguyên tử - Về cách xác định công thức hóa học hợp chất hai nguyên tố dựa vào hóa trị chúng dạng công thức AxBy - Về cách xác định CTHH chất gồm số nguyên tố kết hợp với nhóm nguyên tố - Về cách xác định công thức hóa học chất dựa vào kết phân tích định lượng và tỷ khối chất khí, tỷ lệ khối lượng các nguyên tố hợp chất - Nắm cách xác định CTHH chất dựa theo phương trình hóa học - Xác định CTHH chất toán biện luận, tính chất vật lý, tính chất hóa học chất đó, lập công thức hợp chất hữu gồm các nguyên tố C, H, O, 2) Phương pháp sử dụng - Đòi hỏi giáo viên phải kết hợp tốt các phương pháp dạy học để khéo léo sử dụng nhằm phát huy tính tích cực học sinh - Trong quá trình giảng dạy trên lớp phải phân bố thời gian hợp lý để đưa các ví dụ xác định công thức hóa học 3) Về mặt tâm lý giáo viên: - Tạo tâm lý thoải mái, tránh căng thẳng khó chịu bực mình học sinh không trả lời câu hỏi - Tạo điều kiện để học sinh củng cố niềm tin trả lời câu hỏi, độ khó tăng dần từ dễ đến khó - Đặt câu hỏi có tình để thu hút học sinh vào công việc tự học đồng thời trả lời thắc mắc học, nhằm bảo đảm tính hấp dẫn hứng thú, say mê học, để học sinh tích cực giải quết các vấn đề nhằm biến kiến thức tưởng chừng khó thành kiến thức đơn giản để học sinh tiếp thu dễ dàng 4) Về phương tiện dạy học gồm: - Phiếu học tập - Các bảng phụ: Bảng 1, Bảng (trang 42, 43 SGK) - Bảng phụ với nội dung hóa trị số nguyên tố và số nhóm nguyên tử: Hóa trị Kim loại Phi kim Nhóm nguyên tử I Na; K; Ag; Cu; Hg; Li H; Cl; Br; F; I; NO3; OH Mg; Ca; Ba; Cu; Hg; Zn; II O; N; S SO4; CO3 Fe; Sn; Pb; Be; Cr; Mn III Al; Cr; Fe; B N; P PO4 IV Mn; Pb S; Si; N V P; N VI S (3) II Kiến thức học sinh cần có: - Học sinh bắt buộc phải nhớ tên nguyên tố, ký hiệu hóa học, nguyên tử khối, hóa trị các nguyên tố hóa học và các nhóm nguyên tử - Nắm qui tắc hóa trị hợp chất gồm nguyên tố - Hiểu các bước xác định công thức hóa học các dạng: + Hợp chất AxBy + Nguyên tố kết hợp với nhóm nguyên tử + Dựa vào kết phân tích định lượng, tỷ khối chất khí, tỷ lệ khối lượng các nguyên tố hợp chất + Dựa vào phương trình hóa học III Các bước tổng thể: Bước 1: Phân tích và định hướng cho học sinh cách tính hóa trị nguyên tố hợp chất và xác định công thức hóa học hợp chất theo hóa trị Bước 2: Xác định công thức hóa học hợp chất biết khối lượng mol hợp chất tỷ khối không khí và thành phần % các nguyên tố hợp chất cách xác định công thức hóa học chất biết tỷ lệ khối lượng các nguyên tố hợp chất Bước 3: Xác định công thức hóa học chất biết thành phần % các nguyên tố hợp chất Bước 4: Xác định công thức hóa học chất dựa vào phương trình hóa học, toán biện luận, tính chất vật lý, tính chất hóa học và công thức phân tử Chương II: Biện pháp thực chi tiết I Nội dung 1: 1) Tính hóa trị nguyên tố nhóm nguyên tử biết công thức hóa học hợp chất Giáo viên hướng dẫn học sinh hiểu CTHH hợp chất nguyên tố A ax B by (A,B Có thể là nguyên tử hay nhóm nguyên tử; a,b là hóa trị A, B) Vậy theo qui tắc hóa trị ta có x.a = y.b ⇒ a= x= y b x a ; b = ; x y y b x a ; y = a b Ví dụ 1: Tính hóa trị sắt hợp chất Fex(SO4)3 biết gốc SO4 Có hóa trị (II) Giải II a Gọi a là hóa trị Fe ta có: Fe2 ( SO )3 Học sinh vận dụng qui tắc hóa trị : ta có 2.a = 3.II ⇒ a = Vậy Fe có hóa trị III * Ứng với công thức tổng quát A xBy, ta luôn có tích số và hóa trị nguyên tố này tích chí số và hóa trị nguyên tố Ví Dụ: Al2O3 ta có III.2 = II.3; H3PO4 ta có I.3 = III.1 (ở đây nhóm nguyên tử là PO4) (4) 2) Lập công thức hóa học hợp chất nguyên tố A và B (B có thể là nhóm nguyên tố) biết hóa trị nguyên tố Cách 1: - Bước 1: Viết công thức hóa học dạng AaxBby (x,y là số; a,b là hóa trị) Ta có x.a = y.b x y - Bước 2: Ta chuyển thành tỷ lệ Hóa trị B Hóa trị A hay x b = y a - Bước 3: Chọn x,y phải tối giản đến số đơn giản viết công thức Ví dụ 2: Lập công thức hóa học đồng oxit biết đồng có hóa trị I Học sinh vận dụng: - Bước 1: Viết công thức dạng CuIxOIIy ta có x.I = y.II - Bước 2: Ta có tỷ lệ: x II = = y I - Bước 3: Vậy x = 2; y = là số tối giản ⇒ Công thức đồng oxit là: Cu2O Ví dụ 3: Lập công thức hóa học Ca có hóa trị II và gốc SO4 Có hóa trị II Học sinh vận dụng - Bước 1: Viết công thức dạng: CaIIx(SO4)IIy ta có: x.II = y.II - Bước 2: Ta có tỷ lệ x II = y II - Bước 3: Do phân số chưa tối giản nên ta phải tối giản ⇒ x II = = y II x = 1; y = ta có công thức hóa học là: CaSO4 Cách 2: Từ tỷ lệ: x b = y a ta có thể tính nhẩm theo các trường hợp: - Khi a = b thì x = y =1 Ví Dụ: Mg IIx OIIy ⇒ x = y = Vậy công thức hóa học là: MgO III III Al x ( PO ❑4❑) y ⇒ x = y = Vậy công thức hóa học là: AlPO4 - Khi a = thì x = b và y = b = thì x = và y = a Ví dụ: NaIxOIIy ⇒ x = 2; y = Vậy công thức hóa học là: Na2O - Khi a > b là số chẵn ⇒ x = và y = a.b IV Ví Dụ: CIVx OIIy ta có II = VI II VI ⇒ CO2 ⇒ ta có II = SO3 - Khi a b và thì x = b và y = a Nếu x và y là số chẵn có ước số chung thì rút gọn lấy số đơn giản Cách 3: Hóa trị nguyên tố thường là số nguyên tố Thông thường gạch chéo hóa trị a, b cho số x = b; y = a Ví dụ: Lập công thức hoá học hợp chất chứa nguyên tố sau: Sx O y (5) III II QT Chéo Al O3 III I QT Chéo FeCl Al x O y Fe x Cl y III PO ¿ y II Ca x ¿ PO ¿3 Ca3 ¿ QT Chéo Cách là cách thông dụng thường áp dụng nhiều giảng dạy II Nội dung 2: a) Xác định công thức hoá học hợp chất biết khối lượng mol tỷ khối không khí hợp chất và thành phần % các nguyên tố hợp chất Bước 1: Gọi x, y là số các nguyên tố ⇒ công thức tổng quát, tìm khối lượng nguyên tố có mol hợp chất Bước 2: Tìm số mol nguyên tố mol hợp chất Bước 3: Viết công thức hoá học hợp chất Ví dụ 1: Xác định công thức khí A biết khối lượng mol phân tử khí A là 34 và thành phần % khối lượng H là 5,88% và S là 94,12% Giải Cách 1: Vận dụng các bước: Bước 1: Tìm khối lượng nguyên tố mol hợp chất khí A , 88 34 94 , 12 =2 (g); mS = =32 (g) mH = 100 100 Bước 2: Tìm số mol nguyên tử nguyên tố có mol hợp chất khí A 32 nH = =2 mol; nS = 32 =1 mol ⇒ Trong hợp chất khí A có 2mol nguyên tử H và mol Nguyên tử S Bước 3: Công thức hoá học hợp chất A là H2S Cách 2: Lập tỷ số khối lượng để tìm các số x và y Giả sử công thức hoá học cuả hợp chất khí A có dạng: HxSy Ta có: x , 88 = 34 100 ⇒ x=2 ; y 32 94 , 12 = 34 100 ⇒ y = Vậy công thức hoá học khí A là: H2S Cách 3: Vì : %H + %S = 5,88 + 94,12 = 100% Vậy khí A gồm nguyên tố H và S; Gọi x, y làchỉ số H và S ⇒ công thác hoá học khí A là: HxSy Vì khối lựơng nguyên tố phân tử tỷ lệ với thành phần % nên ta có: x 32 y 34 = = %H %S 100 ⇒ x y 32 34 = = , 88 94 , 12 100 ⇒ Công thức hoá học khí A là: H2S giải ta x = 2; y = Ví dụ 2: Xác định công thức hoá học hợp chất A có khối lượng mol là 58,5 g thành phần các nguyên tố: 60,68 % là Cl, còn lại là Na (bài này có cách giải) Giải Cách 1: Tìm % Na cách: 100% - % Cl = 100% - 60,68% = 39,32% (6) Tới đây ta tính theo ví dụ 60 , 68 58 , ≈ 35 ,5 (g) Cách 2: Ta có: mCl = 100 ⇒ mNa = 58,5 – 35,5 = 23 (g) ⇒ 35 ,5 nCl = 35 ,5 =1 mol 23 nNa = 23 =1 mol ⇒ Công thức hoá học hợp chất A là NaCl Ví dụ 3: Tìm công thức khí A biết khí A có tỷ khối không khí là 0,552 và thành phần % theo khối lượng các nguyên tố khí A là: 75% C và 25% H Hướng dẫn học sinh dựa vào công thức tính tỷ khối khí A không khí là: MA 29 dA/kk = ⇒ Khối lượng mol khí A là: MA = 0,552.29 = 16 (g) làm tương tự ví dụ b) Khi biết tỷ lệ khối lượng các nguyên tố hợp chất Biết A chiếm a phần khối lượng, B chiếm b phần khối lượng Bước 1: Giả sử công thức là AxBy A.x a x H.x 1.x B a Bước 2: Lập tỷ lệ: B y = b ⇒ y = A b Bước 3: ⇒ Công thức hoá học Ví dụ 1: Tìm công thức hoá học hợp chất phân tích kết sau: H chiếm phần khối lượng còn O chiếm phần khối lượng Giải Cách 1: Bước 1: Giả sử công thức phân tử hợp chất là HxOy x 16 16 Bước 2: Lập tỷ lệ: O y = ⇒ 16 y = ⇒ y = = = Vậy x = 2; y = Bước 3: ⇒ Công thức hoá học hợp chất là: H2O Cách 2: Giả sử khối lượng đem phân tích là a gam ta có: a a ⇒ nH= 9 a a a ⇒ nO = = mO chiếm 9 16 18 a nH = = ⇒ công thức hoá học là H2O ⇒ nO a 1.8 mH chiếm Ví dụ 2: Tìm công thức hoá học oxit sắt biết phân tử khối là 160, tỷ lệ khối lượng là mFe = và mO = Giải Cách 1: Số mol Fe kết hợp với O là: nFe= 56 =¿ 0,125 mol số mol O kết hợp với Fe là: (7) nO = 16 =¿ 0,1875 mol Vậy 0,125 mol nguyên tử Fe kết hợp với 0,1875 mol nguyên tử O ⇒ nguyên tử Fe kết hợp với nguyên tử O Vậy công thức hoá học đơn giản oxit sắt là Fe 2O3 và có phân tử khối 160 Cách 2: Giả sử công thức hoá học oxit Fe là FexOy Lập tỷ lệ khối lượng: mFe x 56 = = ⇒ y = 1,5x m O y 16 Theo đề bài cho nguyên tử khối oxit Fe 160 nên ta có: 56x + y.16 = 160 vì y = 1,5x ⇒ 56x + 1,5y.16 = 160 ⇒ x = và y = Vậy công thức hoá học là Fe2O3 Trong cách này bài không cho biết phân tử khối ta dựa vào tỷ lệ: x = = ⇒ y 1,5 x = 2; y = Vậy công thức hoá học là Fe2O3 III Nội dung 3: Xác định công thức hoá học hợp chất biết thành phần % các nguyên tố hợp chất Một hợp chất vô AxByCz có chứa % khối lượng: % Khối lượng A là a%; % Khối lượng B là b%; % Khối lượng C là c% Ta có tỷ lệ số mol các nguyên tố a b c x : y : z = M =M = M A B C Trong đó a,b,c là thành phần % khối lượng các nguyên tố hợp chất M A, MB, MC là khối lượng mol nguyên tử các nguyên tố Với các hợp chất vô tỷ lệ tối giản x, y, z thường là giá trị các số cần tìm Ví dụ 1: Xác định công thức hoá học phân tích hợp chất vô A có thành phần % theo khôi lượng Na là 43,4%, C là 11,3% và O là 45,3% Giải Cách 1: Ta có % Na + % C + % O = 43,4 + 11,3 + 45,3 = 100% nên hợp chất vô A có nguyên tố là: Na, C, O Gọi x, y, z là số Na, C, O ⇒ Công thức hoá học tổng quát là: NaxCyOz Ta có tỷ lệ số mol các nguyên tố Na, C, O là: % Na %C %O ⇒ nNa= 43 , a a ≈ 100 23 100 43 , 11 , x:y:z= M : M : M = 23 : 12 Na C O x : y : z 2:1:3 ⇒ x = ; y =1 ; z = Vậy A có công thức hoá học là Na2CO3 Cách 2: Giả sử lượng chất đem phân tích là a gam 43 , a mNa= 100 45 , : 16 (8) 11 , a 11 , a a ≈ 100 100 ¿ 45 , a 3a 45 , a ≈ ⇒ nO = mO= 100 100 100 ¿ 2a a 3a nNa : nC : nO = 100 : 100 : 100 = : : ⇒ Công thức cấu tạo A là: Na2CO3 mC= 100 ⇒ nC = Ví dụ 2: Đốt cháy hoàn toàn 13,6 g hợp chất a thì thu đựơc 25,6 g SO và 7,2 g H2O xác định công thức hoá học A Giải: Theo đề đốt cháy hoàn toàn hợp chất A thì tạo SO2 và H2O Vậy hợp chất A có nguyên tố S và H còn có thể có nguyên tố O Ta có khối lượng nước là 7,2 g ⇒ nH ❑2 O= 7,2 =¿ 0,4 mol 18 Vậy 0,4 mol phân tử nước có chứa 0,8 mol H ⇒ mH = 0,8.1 = 0,8 g Ta có khối lượng SO2 là 25,6 g 25 , =¿ 0,4 mol ⇒ nSO ❑2 = 64 Vậy 0,4 mol phân tử SO2 có chứa 0,4 mol S ⇒ mS = 0,4 32 = 12,8 g ⇒ Tổng khối lượng nguyên tố S và H là: mA = mS + mH = 12,8 + 0,8 = 13,6 g Vậy a không chứa nguyên tố O ⇒ Công thức hoá học A là HxSy Gọi x, y số H và S x n H 0,8 = = = y nS 0,4 Vậy x = 1; y = ⇒ công thức hoá học A là H2S Tỷ lệ: IV Nội dung 4: 1) Xác định công thức hoá học dựa theo phương trình hoá học Bước 1: Đặt công thức đã cho viết phương trình phản ứng xảy Bước 2: Đặt số mol chất đã cho vận dụng qui tắc tam xuất tìm số mol có liên quan Bước 3: Lập phương trình hệ phương trình toán học giải tìm khối lượng nguyên tử các nguyên tố cần tìm và suy tên nguyên tố tên chất 2) Xác định công thức hoá học chất toán biện luận (9) Dạy bài tập này tương tự phần (4.1) trên đó có hệ phương trình giải biện luận 3) Xác định công thức hoá học chất dựa trên tính chất vật lý, tính chất hoá học chất đó Yêu cầu học sinh phải nắm vững tính định tính các chất để suy thành phần nguyên tố các chất cần tìm và công thức hoá học 3) Lập công thức phân tử hợp chất hữa gồm các nguyên tố: C, H, O … Tóm lại nội dung thuộc chương trình hoá học lớp nên không thực ví dụ chi tiết Chương III: Kết học sinh I Thái độ học sinh: Nhìn chung học sinh có thái độ hứng thú học tập và yêu thích môn hoá học Kết thăm dò theo phiếu trắc nghiệm không ghi danh sách sau Câu hỏi: Thái độ các em môn hoá học nào? Đánh dấu (x) vào các ô tương ứng Rất thích Thích Không thích Ý kiến khác Kết thăm dò cuối học kỳ I 54/70 chiếm tỷ lệ 77,1% trả lời thích 7/70 chiếm tỷ lệ 10,0% trả lời thích 2/70 chiếm tỷ lệ 2,9% trả lời không thích 7/70 chiếm tỷ lệ 10,0% ý kiến khác (em không biết) II Kết học tập học sinh: - Kết học tập học sinh chuyển biến rõ rệt là vào đầu và học kỳ năm học - Khả khắc sâu kiến thức học sinh khá tốt thông qua các tiết dạy trên lớp và các bài kiểm tra học sinh Phần III: Kết luận I Kết đạt được: - Học sinh hiểu bài, nắm vững kiến thức tạo cho các em say mê yêu thích môn hoá học - Thông qua kinh nghiệm này đã khắc sâu kiến thức và rèn cho học sinh cách viết chính xác công thức hoá học tìm hoá trị nguyên tố hợp chất cách lập công thức hoá học biết hoá trị đồng thời có thể dựa vào kết phân (10) tích định lượng dựa vào phương trình hoá học để xác định công thức hoá học II Bài học kinh nghiệm: Đối với Giáo viên: - Phải tìm hiểu sâu kiến thức SGK kiến thức cách xác định công thức hoá học - Nghiên cứu kỹ các mục tiêu, các bước xác định công thức hoá học vận dụng để làm các ví dụ - Nghiên cứu kỹ các mục tiêu để có phương pháp tổ chức dạy học đúng hướng không mâu thuẫn với nội dung - Phần chuẩn bị bài giáo viên có vai trò định thành công tiết dạy Vì đòi hỏi giáo viên bắt buộc phải chuẩn bị giáo án, đồ dùng, cùng các phương tiện dạy học cần thiết trước lên lớp Nếu chuẩn bị tốt cho lên lớp giáo viên nhẹ nhàng và không bị lúng túng khâu xử lý kiến thức, tổ chức các hoạt động dạy học tập và tình sư phạm xảy trên lớp đồng thời khéo léo phân bố thời gian hợp lý tiết dạy để đưa các ví dụ có liên quan đến cách xác định công thức hoá học nội dung bài học mà mục đích bài yêu cầu - Thái độ giáo viên là nhân tố quan trọng việc góp phần vào thành công tiết học vì hoạt động dạy học luôn diễn tương tác tâm lý, hoàn cảnh giáo viên với học sinh Giáo viên ngoài dạy kiến thức còn truyền cho các em “sinh khí” để học tập - Trong dạy học cần có phần đặt vấn đề vào bài và kết thúc vấn đề sau hoàn thành phần toàn bài học giúp học sinh tăng hưng phấn vào bài và cảm thấy thoải mái giải các vấn dề Giờ học phải có bầu không khí không căng thẳng, phát huy tinh thần thi đua có nhận xét phê bình, tuyên dương, chấm điểm nhằm khích lệ tinh thần tự học học sinh Dù cố gắng song đề tài này còn nhiều vấn đề chưa hoàn chỉnh mong tham khảo và đóng góp ý kiến xây dựng các thầy cô giáo và các bạn đồng nghiệp để hoàn chỉnh Xin chân thành cảm ơn! Nga §iÒn, Ngày 15 tháng 03 năm 2009 Người viết sáng kiến Vò V¨n Thµ (11)