Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm Hóa học

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm Hóa học

1. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. sáng kiến kinh nghiệm bậc 4 Mở đầu. Hình thức thi trắc nghiệm đang dần được phổ biến, việc sử dụng một số phương pháp giải tự luận trước đây giờ không còn phù hợp. Yêu cầu đặt ra với mỗi học sinh là tìm ra đáp án chính xác trong thời gian ngắn nhất. Hình thức thi trắc nghiệm là cơ hội tốt để các cá nhân thể hiện các thủ thuật và áp dụng các phương pháp giải ngắn gọn, hiệu quả, tạo ưu thế nhất định đối với các cá nhân khác. nhiều phương pháp giải nhanh đã được giới thiệu như: phương pháp bảo toàn khối lượng, phương pháp bảo toàn electron, phương pháp bảo toàn nguyên tố, phương pháp đường chéo tuy nhiên trong bài viết này chúng ta sẽ tìm hiểu một điều thú vị mới, đó là sử dụng phương pháp đồ thị để giải nhanh các bài toán trắc nghiệm hoá học. Yêu cầu đặt ra là những bài toán dạng nào thì có thể áp dụng phương pháp đồ thị và sử dụng như thế nào, đối tượng học sinh như thế nào thì có thể tiếp cận được phương pháp đồ thị ? Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 1 Email: phueuro@gmail.com
2. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. Để trả lời câu hỏi đó tác giả đã trăn trở nhiều năm, áp dụng nhiều đối tượng học sinh và kết quả rất đáng tin cậy. Học sinh học lực trung bình cũng có thể sử dụng một cách thành thạo để vận dung giải nhanh những bài toán trắc nghiệm hóa học. Chúng ta có thể áp dụng phương pháp đồ này để giải các bài toán trắc nghiệm như: + Dạng bài toán cho oxit axit CO2, SO2 tác dụng với dung dịch NaOH, KOH thu được muối. + Dạng cho oxit axit CO2, SO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 , Ba(OH)2 thu được kết tủa, sau đó đun nóng lại thu được kết tủa nữa. + Dạng cho dung dịch NaOH, KOH tác dụng với muối của Al3+ , Zn2+ ban đầu có kết tủa, sau đó tan một phần. - 2- + Dạng cho dung dịch axit vào muối AlO2 , ZnO2 thu được kết tủa Xuất phát từ những lý do trên nên tôi chọn đề tài: “ sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học” để làm sáng kiến kinh nghiệm của mình. Đối tượng và nhiệm vụ nghiên cứu. 1. Nghiên cứu đầy đủ cơ sở lý thuyết dạng bài toán cho oxit axit CO2, SO2 tác dụng với dung dịch NaOH, KOH thu được muối. 2. Nghiên cứu đầy đủ cơ sở lý thuyết dạng dạng bài toán cho oxit axit CO2, SO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2 , Ba(OH)2 thu được kết tủa, sau đó đun nóng lại thu được kết tủa nữa. 3.áp dụng để giải các bài toán hóa học trong sách giáo khoa ban cơ bản và ban nâng cao của chương trình lớp 12. 4.áp dụng để giải các bài toán trắc nghiệm trong đề thi tốt nghiệp, cao đẳng, đại học. 5.áp dụng để giải các bài toán trắc nghiệm liên quan đến dạng đồ thị. Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 2 Email: phueuro@gmail.com
3. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. Phần 1. Cở sở lý thuyết. 1.1. Giới thiệu về phương pháp đồ thị. Chúng ta thường gặp các dạng bài toán khi cho oxit axit CO2, SO2 tác dụng với dung dịch NaOH, KOH, Ca(OH)2 hay Ba(OH)2 thu được muối, kết tủa, đó cũng là những dạng bài toán khó và có nhiều trường hợp xãy ra trong bài toán. Để giải nhanh đối với những dạng bài toán này tôi xin trình bày phương pháp đồ thị dạng “cho oxit axit CO 2, SO2 tác dụng với dung dịch Ca(OH)2, Ba(OH)2 thu được kết tủa”. 1.2. Điều kiện bài toán: Tính n biết n và n hoặc ngược lại, cho biết số CO2 Ca(OH)2 CaCO3 mol n , n Tính n ta có các phản ứng xãy ra như sau: CO2 Ca(OH)2 CaCO3 CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (2) Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 3 Email: phueuro@gmail.com
4. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (3) 1.3. Phương pháp vẽ đồ thị: Từ trục hoành(Ox) chọn hai điểm a và 2a, từ trục tung (Oy) chọn một điểm a. Tại điểm a của trục x và y kẻ vuông góc và chúng giao nhau tại điểm A. Từ A nối với toạ độ O và 2a ta được tam giác vuông cân. Với số mol kết tủa từ trục y cắt tam giác ở một hoặc hai điểm. Tại đó kẻ vuông góc với trục x ta được số mol CO 2 tham gia phản ứng có thể xãy ra 2 trường hợp: n + Trường hợp 1: CO2 = n1 mol. n + Trường hợp 2: CO2 = n2 mol. CaCO y 3 a CO2 n1 a n2 2a Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 4 Email: phueuro@gmail.com
5. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. nCa(OH) a mol 2 n y mol CaCO3 n = n mol CO2 1 n = n mol CO2 2 Phần II. Bài toán áp dụng 2.1. Bài toán hóa học trong sách giáo khoa ban cơ bản của chương trình lớp 12. Dạng bài toán: sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu được kết tủa và khi đun nóng dung dịch lại thu được một lượng kết tủa nữa. Bài toán 1: ( Trích câu 5 trang 119. tiết 39- 40 bài 26: kim loại kiềm thổ và hợp chất của kim loại kiềm thổ. SGK ban cơ bản). Cho 2,8 gam CaO tác dụng với một lượng nước dư thu được đung dịch A. Sục 1,68 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch A: Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 5 Email: phueuro@gmail.com
6. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. a. Tính khối lượng kết tủa thu được. b. Khi đun nóng dung dịch A thì khối lượng kết tủa thu được là bao nhiêu? Bài giải 2,8 n 0,05mol CaO 56 CaO H2O Ca(OH)2 n 0,05mol Ca2 1,68 n 0,075mol CO2 22,4 Khi sục khí CO2 vào dung dịch nước vôi trong Ca(OH)2 ta có các phương trình phản ứng xãy ra: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) Khi đun nóng dung dịch ta có phương trình phản ứng xãy ra: Ca(HCO3)2 CaCO3  + CO2 + H2O (3) áp dụng phương phấp đồ thị ta có: n CaCO3 0,05 0,025 n CO2 0.025 0,05 0,075 0,1 a. Khối lượng kết tủa thu được là: Dựa vào đồ thị ta có : n 0,025 mol CaCO3 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 6 Email: phueuro@gmail.com
7. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. => m 0,025.100 2,5 gam CaCO3 b. Nếu khi đun nóng thì xãy ra phương trình (3). Từ (1) ta có: n n 0,025 mol CO2 CaCO3 n n n 0,075 0,025 0,05 mol CO2(pt 2) CO2 CO2(pt1) Từ (2) => 1 n n 0,025 mol Ca(HCO3 )2 2 CO2 Từ(3) : n n 0,025 mol m 100.0,025 2,5 gam CaCO3 Ca(HCO3 )2 CaCO3 Như vậy khi đun nóng khối lượng kết tủa thu được tối đa là: m=2,5 + 2,5 = 5 gam. Dạng bài toán: sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu được kết tủa Bài toán 2: ( Trích câu 2 trang 132. tiết 43 bài 28: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng. SGK ban cơ bản). Sục 6,72 lít khí CO2 (đktc) vào dung dịch có chứa 0,25 mol Ca(OH)2 . Khối lượng gam kết tủa thu được là: A. 10 gam B. 15 gam. C. 20 gam. D. 25 gam. Bài giải: + Cách 1: giải thông thường: 6,72 n 0,3mol ,n 0,25mol CO2 22,4 Ca(OH)2 n 0,5 1 OH 2 n 0,3 CO2  xãy ra 2 phương trình: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) Gọi x, y lần lượt là số mol CO 2 của phương trình (1) và (2). Ta có hệ phương trình: Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 7 Email: phueuro@gmail.com
8. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. x y 0,3 y x 0,25 2 Giải hệ phương trình ta được: x=0,2 mol, y= 0,1 mol. m 0,2.100 20 gam , đáp án đúng là C. CaCO3 Cách 2: áp dụng phương pháp đồ thị: n CaCO3 0,25 0,2 n CO2 0,25 0,3 0,5 m 0,2.100 20 gam , đáp án đúng là C. CaCO3 Nhận xét: - Nếu áp dụng cách thông thường thì học sinh phải xác định được tạo ra 1 hay 2 muối. - Nếu n thì kết luận tạo 2 muối. 1 OH 2 n CO2 - Nếu học sinh vội vàng làm bài mà không tư duy thì từ phương trình (1) => n n 0,25 mol m 100.0,25 25 gam CaCO3 Ca(OH)2 CaCO3 Như vậy kết quả đáp án D là sai. - Do vậy học sinh áp dụng giải cách 2 rất phù hợp với phương pháp trắc nghiệm, đáp án chính xác, thời gian ngắn hơn. Cách 3: Ta có: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 0.25mol 0,25mol 0,25mol Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 8 Email: phueuro@gmail.com
9. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. CaCO3 + CO2 + H2O Ca(HCO3)2 (2) 0,05mol0,05 mol => n 0,25 0,05 0,2mol m 100.0,2 20gam CaCO3 CaCO3 đáp án đúng là C. Dạng bài toán: sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu được kết tủa và khi đun nóng dung dịch lại thu được một lượng kết tủa nữa. Bài toán 3: ( Trích câu 6 trang 132. tiết 43 bài 28: Luyện tập: Tính chất của kim loại kiềm, kim loại kiềm thổ và hợp chất của chúng. SGK ban cơ bản). Sục a mol CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu dược 3 gam kết tủa, lọc tách kết tủa dung dịch còn lại mang đun nóng thu được 2 gam kết tủa nữa. Giá trị a mol là: A: 0,05 mol B: 0,06 mol C: 0,07 mol D: 0,08 mol Bài giải: + Cách 1: phương trình phản ứng có thể xãy ra: CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) Ca(HCO3)2 CaCO3  + CO2 + H2O (3) Từ (1) => n 0,03mol n n 0,03mol CaCO3 CO2 CaCO3 Từ (3) khi đun nóng n 0,02mol n n 0,02mol CaCO3 Ca(HCO3 )2 CaCO3 n 2n 0,02.2 0,04mol CO2 Ca(HCO3 )2 Từ (2) => n 0,04 0,03 0,07mol  CO2 đáp án đúng là C. Cách 2: áp dụng phương pháp đồ thị: Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 9 Email: phueuro@gmail.com
10. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. Giả sử n x mol Ca(OH)2 n CaCO3 xmol 0,03 n CO2 0,03 x mol 2x m n 0,03mol , khi đun nóng CO2 ol n 2n 0,04mol CO2 CaCO3 n 0,04 0,03 0,07mol  CO2 đáp án đúng là C. 2.2. Bài toán hóa học trong sách giáo khoa ban nâng cao của chương trình lớp 12. Dạng bài toán: sục khí CO2 vào dung dịch Ca(OH)2 thu được kết tủa. Bài toán 4: ( Trích câu 9 trang 168. bài 31: một số hợp chất quan trong của kim loại kiềm thổ , SGK ban nâng cao). Cho 10 lít (đktc) hỗn hợp khí gồm CO2 và N2 tác dụng với 2 lít dung dịch Ca(OH)2 nồng độ 0,02M thu được 1 gam chất kết tủa. Hãy xác định thành phần % theo thể tích của mỗi khí trong hỗn hợp đầu. Bài giải: + Cách 1: Phương pháp thông thường. Khi sục hỗn hợp khí chỉ có CO2 tham gia phản ứng, phương trình phản ứng xãy ra: Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117 10 Email: phueuro@gmail.com
11. Sử dụng phương pháp đồ thị trong giải toán trắc nghiệm hóa học. CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) n 2.0,02 0,04 mol Ca(OH)2 Từ (1) 1 n n 0,01 mol V 0,01.22,4 0,224 lit CO2 CaCO3 100 CO2 Có hai trường hợp xãy ra: + Trường hợp 1: Chỉ xãy ra phương trình (1) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 0,224 %V .100% 2,24% CO2 10 + Trường hợp 2: Tạo 2 muối CO2 + Ca(OH)2 CaCO3 + H2O (1) 2CO2 + Ca(OH)2 Ca(HCO3)2 (2) tu(2) n 2n 2.0,03 0,06mol CO2 Ca(OH)2 Từ (1) và (2) n 0,06 0,01 0,07mol  CO2 0,07.22,4 %V .100 15,68 % CO2 10 Kết luận: - Nếu %CO2=2,24 % => %N2=97,76 % - Nếu %CO2=15,68 % => %N2=84,32 % Cách 2: áp dụng phương pháp đồ thị: n CaCO3 0,04 0,01 11 Thạc sỹ: Nguyễn Văn Phú. ĐT: 098.92.92.117n Email: phueuro@gmail.comCO2 O 0,04 0,07 0,08