Sáng kiến kinh nghiệm Các dạng toán tính theo phương trình hóa học

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Các dạng toán tính theo phương trình hóa học

1. LỜI NÓI ĐẦU 1.Lí do chọn đề tài: Trong lí luận dạy học phạm trù của bài tập vừa là mục đích,vừa là nội dung,vừa là phương tiện,vừa là phương pháp dạy học có hiệu quả cao.Bài toán cung cấp cho học sinh cả kiến thức,cả phương pháp dành lấy kiến thức. Bài tập là một hệ thống thông tin xác định gồm những dữ kiện xuất phát và những yêu cầu cần đạt tới.Hai yếu tố này tác động qua lại với nhau tạo thành bài tập,đối tượng của nhận thức ,bài tập đối với học sinh là một tồn tại khách quan khi học sinh chưa trở thành người giải.Vì vậy,bản chất lí luận dạy học của bài tập là một hệ thống thông tin xác định,bao gồm những điều kiện và những yêu cầu mà giữa chúng luôn luôn tồn tại mâu thuẩn chủ quan,dẫn tới nhu cầu phải khắc phục,sự khắc phục này chính là quá trình phân tích,biến đổi mối quan hệ giữa cái đã cho với cái phải tìm để tìm ra lời giải.Nói tóm lại đó là tất cả quá trình giải bài tập. Đối với học sinh ,bài tập là phương tiện thu nhận kiến thức.Đối với giáo viên bài tập là phương tiện để tổ chức hoạt động nhận thức của học sinh.Phương tiện đó có hiệu quả dạy học đến đâu không chỉ phụ thuộc vào bản thân cấu trúc bài tập,mà còn phụ thuộc vào nghệ thuật sư phạm hay phương pháp sử dụng chúng. Bộ môn hóa học ở phổ thông có mục đích trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản,bao gồm các kiến thức cơ bản về cấu tạo chất,phân loại và tính chất của chúng.Việc nắm vững các kiến thức cơ bản góp phần nâng cao chất lượng đào tạo ở bậc phổ thông,chuẩn bị cho học sinh tham gia các hoạt động sản xuất và các hoạt động sau này. Để đạt được mục đích trên,ngoài hệ thống kiến thức về lí thuyết thì hệ thống bài tập Hóa học giữ một vị trí và vai trò rất quan trọng trong việc dạy và học hóa học ở trường phổ thông nói chung,đặc biệt là ở lớp 8 trường THCS nói riêng.Bài tập Hóa học giúp người giáo viên kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh,từ đó phân loại học sinh để có kế hoạch sát với đối tượng .Bài tập Hóa học rất đa dạng phong phú là một giáo viên đã giảng dạy qua bộ môn hóa học 8 tôi thấy chất lượng đối tượng học sinh là chưa đồng đều,một số học sinh vận dụng kiến thức để giải bài toán hóa học chưa thành thạo.Vì vậy muốn nâng cao chất lượng người giáo viên cần suy nghĩ tìm ra phương pháp giảng dạy ,phân loại các dạng bài tập hóa học phù hợp với đặc điểm của học sinh,nhằm phát triển năng lực tư duy,sáng tạo và gây hứng thú học tập cho các em.Chương trình hóa học 8 có nhiều dạng bài tập nhưng dạng bài tập tính theo phương trình hóa học là một dạng bài tập mới và tương đối khó đối với học sinh lớp 8 khi mới bắt đầu làm quen,dạng bài tập này rất quan trọng là nền tảng để học sinh có thể áp dụng giải quyết những bài toán hóa học khi học lên các lớp trên tất nhiên mức độ phức tạp và khó sẽ cao hơn,vì vậy qua đề tài này đề xuất phương pháp giải bài tập tính theo phương trình hóa học 2/Phạm vi đề tài: Phân dạng bài tập tính theo phương trình hóa học nhằm rèn luyện kĩ năng giải bài tập hóa học góp phần nâng cao chất lượng học tập bộ môn hóa học lớp 8 THCS I.THỰC TRẠNG 1
2. + Qua quan sát thực tế và các bài kiểm tra hóa học học sinh lớp 8 đa số các em thường gặp khó khăn khi gặp bài toán tính theo phương trình hóa học,các em thường ngại giải khí gặp dạng toán này,thường lúng túng khi được gọi lên bảng giải bài tập.Qua các bài kiểm tra cho thấy đa số các em chỉ chú tâm giải các bài tập mang tính lí thuyết,thường bỏ qua các câu bài tập tính theo phương trình hóa học mà các bài tập này thường chiếm khoảng 30-40% số điểm của bài kiểm tra,chỉ có các em thuộc dạng khá giỏi mới tích cực giải nhưng tỉ lệ chính xác vẫn chưa cao. + Qua kiểm tra-đánh giá thực tế tại lớp 8A trường THCS Lê Quý Đôn:  Bài tập: Đốt cháy 2,24lit khí hidro bằng khí oxi thu được một lượng nước(H2O). a) Tính thể tích khí oxi cần dùng. b) Tính khối lượng nước tạo thành Các thể tích khí đều được đo ở điều kiện tiêu chuẩn.  Đáp án: a) Số mol hidro tham gia phản ứng: nH2=VH2/22,4 = 2,24/22,4 =0,1 mol t o Phương trình: 2H2 + O2  2H2O 2mol 1mol 0,1mol xmol nO2 = x = 0,1.1/2= 0,05 mol Thể tích oxi cần dùng : VO2 = nH2 .22,4 = 0,05.22,4 =1,12 lit t o b) 2H2 + O2  2H2O 2mol 2mol 0,1mol ymol Số mol nước: nH2O = y = 0,1.2/2 = 0,1 mol Khối lượng nước tạo thành: mH2O = nH2O . MH2O = 0,1.18 =1,8 g * Kết quả chấm điểm trên tổng số 35 bài kiểm tra: Điểm 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Số bài 1 3 4 6 2 2 1 3 2 5 6 + Số bài dưới điểm TB: 16/35 bài, chiếm tỉ lệ :45,7% + Số bài trên điểm TB:19/35 bài,chiếm tỉ lệ: 54,3% Qua đó cho thấy tỉ lệ học sinh làm được bài tập hóa học là chưa cao. * Một số lỗi cơ bản khi học sinh giải bài toán trên: - Nhầm lẫn công thức tính số mol (n = m/M hoặc n = V/22,4 ) tùy theo dữ kiện đề bài cho là khối lượng hay thể tích để áp dụng công thức cho phù hợp. - Viết sai công thức hóa học,thiếu chỉ số 2 trong công thức hóa học của khí hidro(H2) hoặc oxi (O2) - Cân bằng sai phương trình.Thậm chí có em không viết phương trình hóa học khi giải,mà bài toán tính theo phương trình hóa học điều cốt yếu là phải bám vào phương trình hóa học để giải. • Nguyên nhân:  Nguyên nhân chủ quan: - Trình độ học sinh không đồng đều,mức độ tiếp thu của từng học sinh là khác nhau. - Đối với học sinh điểm thấp thì kĩ năng giải bài tập chưa tốt. 2
3. - Phương pháp giảng dạy của giáo viên có thể chưa phù hợp với từng loại đối tượng học sinh. - Học sinh chưa tích cực rèn luyện kĩ năng giải bài tập .  Nguyên nhân khách quan: -Số tiết dành cho luyện tập củng cố rèn luyện kĩ năng giải bài tập còn ít. - Thời gian trong một tiết học để giáo viên rèn luyện,uốn nắn kĩ năng giải bài tập cho học sinh còn ít (chỉ khoảng 5-7 phút) vì phần lớn thời lượng dành cho việc truyền đạt kiến thức mới. - Đây là dạng bài tập mới và tương đối khó với học sinh lớp 8 vì mới tiếp xúc làm quen,cần phải bồi đắp rèn luyện dần dần. II/ CÁC GIẢI PHÁP Củng cố vững chắc phương pháp giải dạng toán này: Bước 1: Đổi số liệu đầu bài(tính số mol chất đã cho) Bước 2: Viết phương trình hóa học. Bước 3:Dựa vào số mol đã biết tính số mol chất cần tìm theo phương trình hóa học Bước 4:Tính khối lượng hoặc thể tích theo yêu cầu của bài. * Lưu ý: Tùy trường hợp có thể làm bước 2 trước sau đó mới làm bước 1 • Một số điểm cần lưu ý khi giải bài toán tính theo phương trình hóa học: - Viết đúng công thức của các chất trong phương trinh không được thay đổi chỉ số trong CTHH. - Cân bằng đúng phương trình. - Vận dụng linh hoạt các công thức tính số mol n = m:M ,n= V:22,4  Bên cạnh cách giải cơ bản cần đưa thêm các cách giải mới gây hứng thú cho học sinh,phù hợp với đối tượng học sinh.  Phân dạng các bài toán tính theo phương trình hóa học:  Dạng toán: Tính khối lượng chất tham gia và sản phẩm  Cách giải: Bước 1: Đổi số liệu đầu bài(tính số mol chất đã cho) Bước 2: Viết phương trình hóa học. Bước 3:Dựa vào số mol đã biết tính số mol chất cần tìm theo phương trình hóa học Bước 4:Tính khối lượng theo yêu cầu của bài. Thí dụ: (Bài tập 1 Sgk trang 75): Sắt tác dụng với axitclohidric: Fe + HCl → FeCl2 + H2 Nếu có 2,8g sắt tham gia phản ứng,em hãy tính khối lượng axitclohidric cần dùng.  Giải: Tính số mol Fe: nFe = mFe : MFe = 2,8 : 56 = 0,05 mol Phương trình phản ứng: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 1mol 2mol 0,05mol x mol Số mol axitclohidric : nHCl = x =0,05 . 2 = 0,1 mol Khối lượng axitclohidric cần dùng : mHCl = nHCl . MHCl = 0,1 . 36,5 = 3,65g 3
4. Cách 2: Fe + 2HCl → FeCl2 + H2 56g 73g 2,8 x g Khối lượng axitclohidric tham gia phản ứng: mHCl = x = 2,8.73 : 56 = 3,65g * Hoặc có thể biện luận :Theo PTPU cứ 56 g sắt phản ứng với 73 g axitclohidric Vậy 2,8g sắt phản ứng với 2,8.73 : 56 = 3,65g axitclohidric  Dạng toán: Tính thể tích chất khí tham gia và tạo thành  Cách giải: Bước 1: Đổi số liệu đầu bài(tính số mol chất đã cho) Bước 2: Viết phương trình hóa học. Bước 3:Dựa vào số mol đã biêt tính số mol chất cần tìm theo phương trình hóa học Bước 4: Tính thể tích theo yêu cầu của bài  Thí dụ: Tính thể tích khí oxi (ở đktc) cần dùng để đốt cháy hết 3,1g photpho.Biết sản phẩm tạo thành là điphotphopentaoxit (P2O5). Giải: Tính số mol photpho : nP = mP:MP = 3,1 : 31 = 0,1 mol Phương trình phản ứng: t o 4P + 5O2  2P2O5 4mol 5mol 0,1mol x mol Số mol oxi : no2 = x = 0,1.5 / 4 = 0,125 mol Thể tích khí oxi tham gia phản ứng: Vo2 = no2.22,4= 0,125.22,4 =2,8lit  Cách 2: Phương trình phản ứng: t o 4P + 5O2  2P2O5 4.31g 5.22,4lit 3,1g x lit Thể tích khí oxi tham gia phản ứng: Vo2 = x= 3,1.5.22,4/4.31 = 2,8lit * Hoặc có thể biện luân: Theo PTPU cứ 4.31g photpho phản ứng vừa đủ với 5.22,4lit khí oxi Vậy 3,1g photpho phản ứng vừa đủ với x lít khí oxi Vo2 = x = 3,1.5.22,4/4.31 = 2,8lit  Dạng toán: Tính lượng chất dư sau phản ứng  Cách giải: - Tính số mol của các chất tham gia phản ứng. -Viết phương trình phản ứng -Lập tỉ lệ số mol từ đó xác định chất dư sau phản ứng.  Thí dụ: (Bài tập 5/ tr117 Sgk) cho 22,4g sắt tác dụng với dung dịch loãng có chứa 24,5g axitsunfuric. a. Chất nào còn dư sau phản ứng và dư bao nhiêu gam? 4
5. b. Tính V khí hidro thu được ở đktc.  Giải: a/Số mol sắt: nFe = mFe / MFe = 22,4/ 56 = 0,4 mol Số mol axitsunfuric : nH2SO4 = m H2SO4 / M H2SO4 = 24,5/98 = 0,25 mol -Phương trình phản ứng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 1mol 1mol 0,4mol 0,25mol Ta có tỉ lệ: 0,4/1 > 0,25/1 vậy sắt dư,axitsunfuric phản ứng hết Theo phương trình phản ứng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 1mol 1mol xmol 0,25 mol Số mol sắt tham gia phản ứng: nFe = x = 0,25.1/1 =0,25mol Số mol sắt dư: nFe = 0,4 – 0,25 = 0,15 mol Khối lượng sắt dư : mFedư = 0,15 . 56 = 8,4 g b/ Thể tích khí hidro thu được: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 1mol 1mol 0,25mol xmol Số mol khí hidro tạo thành : nH2 = x = 0,25.1/1 =0,25 mol Thể tích khí hidro thu được: VH2 = 0,25 .22,4 = 5,6 lit  Cách 2: Phương trình phản ứng: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 56g 98g xg 24,5g Số gam sắt phản ứng vừa đủ: mFe = x = 24,5.56/98 = 14g Số gam sắt dư: mFedư = 22,4-14 =8,4g b/ Thể tích khí hidro thu được: Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 98g 22,4lit 24,5g xlit Thể tích khí hidro thu được :VH2 = x = 24,5.22,4/98 = 5,6lit  Cách 3: Phương trình :Fe + H2SO4 → FeSO4 + H2 a. Chất nào con dư? Theo PTHH ,56gam sắt tác dụng với 98gam H2SO4 khối lượng sắt (22,4g) chỉ bằng gần một nữa khối lượng axitsunfuric (24,5g),vậy sắt sẽ còn dư: -Khối lượng sắt đã tiêu thụ là: 56.24,5/98 = 14g -Khối lượng sắt còn dư là: 22,4 - 14 = 8,4g b. Thể tích hidro thu được : 22,4.14/56 = 5,6lit  Dạng toán:Chất tham gia phản ứng có lẫn tạp chất.  Cách giải: 5