SKKN Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa học về nhôm và hợp chất của nhôm

Nội dung text: SKKN Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa học về nhôm và hợp chất của nhôm

1. CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc BÁO CÁO SÁNG KIẾN “HƯỚNG DẪN HỌC SINH GIẢI NHANH MỘT SỐ DẠNG TOÁN HÓA HỌC VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM" I. TÁC GIẢ: Hà Thị Hồng Gấm. Giáo viên môn: Hóa Học Chức vụ: Tổ trưởng chuyên môn Tổ tự nhiên. Đơn vị: Trường THPT Nguyên Bình. II. LĨNH VỰC ÁP DỤNG: Sáng kiến kinh nghiệm “ Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa học về Nhôm và hợp chất của Nhôm" áp dụng bồi dưỡng học sinh khá giỏi, ôn thi Đại học, Cao đẳng môn Hóa. III. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI ÁP DỤNG SÁNG KIẾN. Là giáo viên giảng dạy bộ môn Hóa tại trường THPT Nguyên Bình với trên 50% học sinh là con em đồng bào dân tộc Mông, Dao, nhiều em chưa thật sự tự tin khi học bộ môn Hóa, nhiều em còn rỗng kiến thức, nhà cách rất xa trường, nhiều em học sinh phải ra thị trấn trọ học nên phần nào thiếu đi sự quan tâm của gia đình, nên ảnh hưởng rất nhiều đến kết quả học tập của các em. Đối tượng học sinh tại Trường THPT Nguyên Bình nhìn chung có nhận thức còn chậm so với nhiều trường bạn trong tỉnh. Điểm thi đầu vào trường thấp, một số học sinh chưa biết viết đúng công thức hóa học, chưa hoàn thành được một phương trình hóa học nên việc áp dụng giải các bài tập định lượng còn gặp rất nhiều khó khăn. Trong quá trình giảng dạy, tôi nhận thấy trong số các bài toán thường gặp trong đề thi thì các bài toán về kim loại chiếm tỉ lệ không nhỏ. Khi nói đến bài tập về kim loại thì phần bài tập về nhôm và các hợp chất của nhôm là nội dung không thể thiếu ở bất kì lần thi Tốt Nghiệp hay Đại Học, Cao Đẳng nào. Bài tập về nhôm đã khó mà phần bài tập về hợp chất của nhôm càng khó hơn. Ví dụ khi gặp bài toán: Cho dung dịch dung dịch kiềm tác dụng với muối nhôm thì tùy thuộc vào tỷ lệ số mol của các chất tham gia phản ứng mà sản phẩm thu được có thể là kết tủa hay dung dịch muối tan, hay cả hai trường hợp Mặt khác sách giáo khoa 12 Cơ Bản Và 12 nâng cao ít đề cập đến các dạng bài toán về hợp chất của Nhôm nên học sinh ít có điều kiện để rèn luyện thêm kĩ năng giải các dạng bài toán này về nội dung này. Thực tế khi giải các bài toán hóa học, học sinh thường có thói quen giải toán hoá theo trình tự viết phương trình hoá học, đặt ẩn, lập hệ phương trình Với cách giải này chỉ phù hợp với những bài toán đơn giản, ít phương trình hóa học. Nếu gặp các 1
2. bài toán có nhiều phương trình hóa học thì cách làm này trình bày dài, không đủ thời gian để làm hết bài. Trong quá trình làm bài theo cách giải cũ này thường hay sơ suất dẫn đến đáp án sai từ đó sẽ gây mầt bình tĩnh khi xử lí tiếp các bài tập còn lại vì quỹ thời gian còn quá ít. Đối với hình thức thi trắc nghiệm hiện nay các em cần phải trả lời nhanh và chính xác với thời gian dành cho mỗi câu trung bình chỉ là 1,5 - 1,8 phút .Do đó các em phải trang bị cho mình ngoài những cách giải thông thường, cần có những phương pháp để giải nhanh, chọn đúng đáp án. ví dụ khi gặp bài toán sau: VD: Rót 100 ml dung dịch NaOH 3,5M vào 100 ml dung dịch AlCl 3 1M thu được m gam kết tủa. Tính m? Học sinh thường giải theo cách sau: Ta có: n = 0,35 mol, n = 0,1 mol NaOH AlCl3 AlCl3 + 3 NaOH Al(OH)3 + 3 NaCl Ban đầu: 0,1 0,35 Phản ứng: 0,1  0,3 0,1 0,3 Sau phản ứng: 0 0,05 0,1 0,3 Vì NaOH còn dư nên có tiếp phản ứng: Al(OH)3 + NaOH Na[Al(OH)4] Ban đầu: 0,1 0,05 Phản ứng: 0,05  0,05  0,05 Sau phản ứng: 0,05 0 0,05 Vậy sau khi các phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được: 0,05 mol Al(OH)3  m = 0,05 . 78 = 3,9 g 0,05 mol Na[Al(OH)4] - Cách giải trên đã giúp học sinh giải đến kết quả đúng nhưng mất nhiều thời gian hơn để viết và hoàn thành phương trình phản ứng. - Phương pháp giải trên không mang lại hiệu quả cao cho dạng bài toán này. - Với cách giải trên, nếu học sinh không viết đúng PTHH, cân bằng không đúng có thể dẫn đến sai kết quả. Nếu học sinh biết áp dụng giải bài toán này theo phương pháp giải nhanh thì đỡ mất nhiều thời gian hơn so với cách giải trên: * Cách giải nhanh bài toán (Vận dụng tỉ lệ T) n n OH 0,35 mol, Al3 0,1 mol 2
3. n OH T = 3,5 Tạo hỗn hợp Al(OH)3: x mol n Al3 - [Al(OH)4] : y mol Hệ: x + y = 0,1 x = 0,05 3x + 4y = 0,35 y = 0,05 m = 0,05 . 78 = 3,9 g n Al3 hoặc T = 3,5 nên nAl(OH ) n = 0,05 mol 3 [Al(OH )4 ] 2 So sánh 2 cách giải trên ta thấy cách giải vận dụng tỷ lệ, giải nhanh hơn rất nhiều, giúp các em tiết kiệm thời gian và công sức. Việc lập hệ phương trình lại rất đơn giản, các em chỉ cần nhớ công thức của sản phẩm là có thể giải quyết tốt bài toán dạng này. Với thực trạng như vậy, để công tác giảng dạy đạt hiệu quả cao đáp ứng xu hướng đổi mới của giáo dục trong thời đại đổi mới. Để thuận lợi cho việc hướng dẫn học sinh, tôi đã tìm hiểu và nghiên cứu các tài liệu về các phương pháp giải nhanh bài tập hoá học và thực tế tình hình học tập của học sinh trường THPT Nguyên Bình. Tôi mạnh dạn áp dụng đổi mới trong một số giờ dạy tự chọn, ôn thi tốt nghiệp, ôn thi Đại học với chuyên đề: “Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa học về Nhôm và hợp chất của Nhôm ,, ở các lớp tôi giảng dạy, dựa vào các phương pháp từ các sách tham khảo và kinh nghiệm giảng dạy của bản thân nhằm đáp ứng một phần nhỏ yêu cầu trong dạy và học Hóa học ở nhà trường hiện nay và đặc biệt trong kì thi THPT Quốc Gia sắp tới. Với những lí do trên tôi viết báo cáo sáng kiến kinh nghiệm:“Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa học về Nhôm và hợp chất của Nhôm ,, . IV. MÔ TẢ BẢN CHẤT CỦA SÁNG KIẾN. 1.Tính mới, tính sáng tạo, tính khoa học: Trước khi thực hiện chuyên đề này vào giảng dạy, tôi luôn củng cố lại cho học sinh những kiến thức cơ bản mà học sinh chưa nắm vững như: +Tính chất hóa học của nhôm và hợp chất của nhôm, nhấn mạnh những điểm cần chú ý trong nội dung lý thuyết. + Hướng dẫn Học sinh cách viết phương trình hóa học (các phản ứng trao đổi dạng đầy đủ và dạng ion rút gọn, các phản ứng oxi hoa-khử, các phản ứng nhiệt phân ) để học sinh hiểu được bản chất của phản ứng thì mới dễ dàng hiểu và áp dụng hiệu quả phương pháp giải nhanh. Ví dụ: Học sinh muốn áp dụng được phương pháp giải toán theo định luật bảo toàn electron thì các em phải biết xác định số oxihóa, biết xác định đúng quá trình oxihoa, quá trình khử và cân bằng được các quá trình đó, hay khi học sinh làm bài toán về hợp chất của nhôm với dung dịch bazơ muốn vận dụng 3
4. phương pháp giải nhanh (vận dụng tỷ lệ T) Học sinh cũng phải hiểu được bản chất của phản ứng hóa học để từ đó rút ra được tỷ lệ trong tính toán nhanh + Ôn tập các công thức tính các đại lượng mol(n), khối lượng(m), thể tích khí, thể tích dung dịch(V), công thức tính nồng độ mol(CM), nồng độ phần trăm( C%) Bên cạnh đó tôi lập bảng các công thức tính cần áp dụng cho học sinh để các em thực hành áp dụng các công thức. + Củng cố hướng dẫn học sinh các phương pháp giải toán các dạng cơ bản. Từ những dạng cơ bản học sinh mới có nền tảng để nắm bắt các phương pháp giải nhanh. + Ôn tập cho học sinh các Định luật cần áp dụng. Tiếp theo là một số dạng bài tập về Nhôm và Hợp chất cuả Nhôm được áp dụng giải theo phương pháp giải nhanh. Kinh nghiệm giải quyết đã được tôi thực hiện và đúc kết từ thực tế, trong giới hạn của chuyên đề này, tôi chỉ nêu 04 dạng bài tập thường gặp, đây là 04 dạng bài tập tôi đã và đang thử nghiệm dạy trong các giờ Tự chọn, ôn thi Tốt nghiệp và ôn thi Đại học và thấy có hiệu quả. Dạng1: bài toán về dung dịch chứa ion kim loại Al3+tác dụng với dung dịch kiềm. Dạng 2: bài toán về dung dịch chứa ion AlO2 (hay [Al(OH ) 4 ] ) tác dụng với dung dịch axit. Dạng 3: kim loại tác dụng với oxit kim loại(phản ứng nhiệt nhôm) Dạng 4: . Cho hỗn hơp gồm Al và 1 kim loại kiềm (Na, K) hoặc kim loại kiềm thổ (Ca, Ba) tác dụng với nước. Để bồi dưỡng mỗi dạng tôi thường thực hiện theo các bước sau: Bước 1: Chú ý Học sinh những nội dung kiến thức lý thuyết cần nắm. Bước 2: Nêu phương pháp giải chung, một số chú ý khi áp dụng phương pháp giải. Bước 3: Giới thiệu bài tập mẫu và hướng dẫn giải. Bước 4: HS tự luyện và nâng cao(Giao bài tập về nhà ). Sau đây tôi xin được báo cáo sáng kiến: Hướng dẫn học sinh giải nhanh một số dạng toán hóa học về Nhôm và hợp chất của Nhôm ,, A. CÁC CÔNG THỨC TÍNH VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT CẦN VẬN DỤNG. KIẾN THỨC LIÊN QUAN ĐẾN PHƯƠNG PHÁP GIẢỈ NHANH BÀI TẬP VỀ NHÔM VÀ HỢP CHẤT CỦA NHÔM. 1.CÁC CÔNG THỨC TÍNH VÀ CÁC ĐỊNH LUẬT CẦN VẬN DỤNG. * Các công thức tính số mol (n) m A mA : khối lượng bất kỳ của chất A nA M A M A : khối lượng mol chất A V (lít) n A khí A 22,4 VA :Thể tích khí A, đo ở đktc 4
5. * Các công thức tính nồng độ: Nồng độ phần trăm: m : khối lượng chất tan m ct C% ct .100 mdd : khối lượng dung dịch mdd mdd mct mdung môi Nồng độ mol/lít nA (mol) mA / M A CM Vdd (líl) Vdd Quan hệ giữa C% và CM 10.C%.D C M M * Các định luật cần vận dụng: *. Định luật bảo toàn khối lượng: Nội dung: Tổng khối lượng các chất tham gia ản ứng bằng tổng khối lượng các chất tạo thành sau phản ứng. Với nội dung định luật trên khi vận dụng vào giải toán chúng ta cần hướng dẫn học sinh vận dụng một cách sáng tạo theo nhiều dạng khác nhau bằng các hệ quả sau: Hệ quả 1: Tổng khối lượng các chất trước phản ứng bằng tổng khối lượng các chất sau phản ứng. Hệ quả này được vận dụng dù phản ứng xảy ra với hiệu suất bất kỳ. Hệ quả 2: Khối lượng của hợp chất ion bằng tổng khối lượng của cation và anion tạo nên hợp chất đó. *. Định luật bảo toàn nguyên tố: Nội dung: Trong phản ứng hoá học, số nguyên tử của nguyên tố được bảo toàn. Định luật trên có thể hiểu trong phản ứng hóa học, nguyên tố được bảo toàn cả về chất và lượng (khối lượng, số mol). *. Định luật bảo toàn electron :: Nội dung: Trong phản ứng oxi hóa - khử, tổng số electron mà các chất khử nhường luôn bằng tổng số electron mà các chất oxi hóa nhận. Nguyên tắc áp dụng khi giải bài tập: Trong phản ứng oxi hóa - khử, tổng số mol electron mà các chất khử nhường luôn bằng tổng số mol elctron mà các chất oxi hóa nhận. Lưu ý : Khi giải bài tập bằng phương pháp bảo toàn electron ta cần phải xác định đầy đủ, chính xác chất khử và chất oxi hóa; trạng thái số oxi hóa của chất khử, 5