SKKN Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học Lớp 9

Nội dung text: SKKN Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học Lớp 9

1. Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Thị Ngọc Trinh - THCS Thiệu Nguyên Phần A: Đặt vấn đề. I. Lời mở đầu Hiện nay, giáo dục là 1 trong những lĩnh vực được Đảng và nhà nước ta quan tâm hàng đầu. Trong những năm gần đây, nền giáo dục Việt Nam đang có những chuyển biến tích cực, dám là bộ phận tiên phong nhìn nhận đúng thực trạng của ngành, có những biện pháp chống tiêu cực và nâng cao chất lượng Dạy - Học. Cụ thể, Bộ giáo dục thường xuyên có những chương trình như: Xây dựng trường học thân thiện, học sinh tích cực, nhằm giúp học sinh hứng thú với các môn học, tăng khả năng tư duy sáng tạo của học sinh. Trong số các môn khoa học tự nhiên mà học sinh được học trong chương trình Trung học cơ sở thì Hoá học là môn khoa học mà học sinh được tiếp cận muộn nhất. Tới năm lớp 8, học sinh mới bắt đầu làm quen với Hoá học. Là một môn khoa học thực nghiêm, có nhiều ứng dụng trong thực tiễn đời sống và sản xuất, nhưng thời gian học ngắn (2 năm), mà lượng kiến thức tương đối nhiều nên Hoá học là một trong những môn học được học sinh coi là khó nhất. Với tâm lí học hoá học khó nên nhiều học sinh ngại học, đặc biệt là các bài tập định lượng Hoá học. Học sinh không biết cách xác định toán hoá, vì thế chất lượng môn học thường không cao. Trong cấu trúc của tất cả các loại đề thi, bài tập định lượng luôn chiếm phần không nhỏ. Tuy nhiên đây cũng là phần mà học sinh gặp nhiều khó khăn nhất trong việc định dạng và xác định cách giải, điều này có ảnh hưởng khá lớn đến chất lượng đại trà. Vì vậy, tôi đã tổng hợp nhiều bài tập định lượng cơ bản trong chương trình Sách giáo khoa Hoá học lớp 9 thành những dạng cơ bản kèm theo cách giải, giúp học sinh có thể nhận biết một cách dễ dàng để làm bài tập. Theo tôi các bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9 có thể chia thành các dạng cơ bản như sau: Dạng 1: Bài tập tính thành phần phần trăm các chất có trong hỗn hợp, Dạng 2: Bài tập xác định chất dư sau phản ứng. Dạng 3: Các bài toán về sự tăng (giảm) khối lượng kim loại sau phản ứng. Dạng 4: Bài tập xác định loại muối tạo thành khi cho oxit axit tác dụng với dung dịch kiềm. Dạng 5: Bài tập xác định công thức hoá học của chất. ở đây tôi chỉ xin trình bầy cụ thể hoá 3 dạng bài tập đầu ( dạng 1, 2, 3). Dạng bài tập 4, 5, tôi sẽ trình bày cụ thể trong các đề tài sau. II. Thực trạng của vấn đề nghiên cứu. 1. Thuân lợi: Thiệu Nguyên là một xã có truyền thống hiếu học, các bậc phụ huynh rất quan tâm đến việc dạy học của giáo viên và học sinh. Trong những năm qua, được ban giám hiệu phân công trực tiếp giảng dạy môn Hoá học lớp 9 nên có nhiều thuận lợi cho tôi thực hiên đề tài: “Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9” theo hình thức đổi mới phương pháp dạy học. Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9 1
2. Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Thị Ngọc Trinh - THCS Thiệu Nguyên 2. Khó khăn: Mặc dù có những thuận lợi trên, song tôi cũng gặp không ít những khó khăn như: Đồ dùng dạy học còn ít, không có đủ đồ thí nghiệm cho tất cả các nhóm, lớp. Chưa có phòng thực hành. Vì vậy, việc học tập thực nghiệm của học sinh chưa đồng đều, khả năng tổng hợp kiến thức của học sinh chưa cao. Trong bộ môn Hoá học, việc giải quyết các bài tập định lượng của học sinh vẫn gặp khá nhiều khó khăn, vướng mắc nên kết quả và chất lượng đại trà chưa cao. Cụ thể khảo sát về chất lượng làm bài các dạng này khi chưa áp dụng đề tài: “Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9” vào giảng dạy như sau: (Khảo sát trên 3 lớp, 100 học sinh đại trà) Giải đúng và khoa Giải đúng nhưng không Không giải được học khoa học Dạng Dạng Dạng Dạng Dạng Dạng Dạng Dạng Dạng 1 2 3 1 2 3 1 2 3 Số HS 0 0 0 28 25 27 62 65 63 tỉ lệ % 0 0 0 28 25 27 62 65 63 Một số nguyên nhân dẫn đến thực trạng đó là: - Khả năng tư duy logic của học sinh chưa cao. - Tính ỉ lại lớn - Kiến thức cơ bản nắm chưa vững. - Kĩ năng giải bài tập định lượng cuả học sinh đại trà chưa cao. Từ thực trạng trên, để công việc giảng dạy đạt hiệu quả tốt hơn, tôi mạnh dạn cải tiến nội dung và phương pháp dạy học để có thể nâng cao chất lượng học tập của học sinh. Phần B: Giải quyết vấn đề I. Các giải pháp thực hiện. Để hình thành kĩ năng cho học sinh, cần một thời gian tương đối dài. Với học sinh đại trà, cần tiến hành theo kiểu “mưa dầm thấm lâu”. Kết hợp giữa việc dạy lí thuyết trên lớp với các bài tập giải mẫu và giao thêm bài tập về nhà những bài tập tương tự hoặc với mức độ cao hơn cho học sinh làm bài tập, hình thành kĩ năng. Đối với mỗi dạng bài, tôi đều tiến hành theo 3 bước: - Bước 1: Cho học sinh tiến hành phân tích đề, nêu những giả thiết, yêu cầu của bài tập. - Bước 2: Giải mẫu những bài cơ bản cho học sinh nắm được trình tự các bước để làm bài tập. - Bước 3: Ra thêm các bài tập tương tự hoặc với mức độ cao hơn để học sinh làm ở nhà. (có thể thu vở của vài học sinh để chấm lấy điểm, tạo hưng phấn cho học sinh luyện tâp, hình thành kĩ năng) Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9 2
3. Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Thị Ngọc Trinh - THCS Thiệu Nguyên II. Các biện pháp thực hiện 1. Dạng 1: Bài tập tính thành phần phần trăm khối lượng các chất có trong hỗn hợp. 1.1 Nhận dạng bài tập: - Giả thiết: Cho khối lượng hỗn hợp 2 hay nhiều chất. - Yêu cầu: Tìm khối lượng hoặc thành phần phần trăm mỗi chất trong hỗn hợp đầu. 1.2 Cách giải: - Viết phương trình hoá học của phản ứng. - Gọi x, y, là số mol từng chất tương ứng trong hỗn hợp. - Lập phương trình khối lượng dựa vào x, y, - Dựa vào phương trình hoá học và dữ kiện bài toán để lập thêm 1 phương trình nữa theo x, y, - Kết hợp 2 phương trình thành hệ, giải hệ phương trình tìm giá trị của x, y, - Tính khối lượng hoặc thành phần phần trăm khối lượng của các chất theo yêu cầu của đề bài. 1.3 Các ví dụ cụ thể Ví dụ 1: Hoà tan hoàn toàn 5,2 gam hỗn hợp gồm Mg và Fe bằng dung dịch HCl 1M thì thu được 3,36l khí H2 (đktc). a) Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong hỗn hợp. b) Tính thể tích dung dịch HCl đã dùng. * Hướng dẫn phân tích đề: - Giả thiết: m (Mg,Fe) = 5,2g V = 3,36l (đktc) H 2 - Yêu cầu: + %m mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu? + VHCl = ? * Giải: - Ta có các phương trình hóa học: Mg + 2HCl MgCl2 + H2 (1) Fe + 2HCl FeCl2 + H2 (2) - Gọi x, y lần lượt là số mol của Mg và Fe trong hỗn hợp => Ta có phương trình khối lượng: 24x + 56y = 5,2 (*) - Số mol H2 thu được là: V 3,36 n = = = 0,15 (mol) 22,4 22,4 - Theo PTHH (1): n = n = x (mol) H 2 Mg Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9 3
4. Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Thị Ngọc Trinh - THCS Thiệu Nguyên - Theo PTHH (2): n = n = y (mol) H 2 Fe => Ta có phương trình số mol: x + y = 0,15 ( ) - Kết hợp (*) và ( ) ta có hệ phương trình: 24x + 56y = 5,2 x + y = 0,15 x = 0,1 => y = 0,05 - Khối lượng các chất có trong hỗn hợp đầu là: m Mg = 24x = 24. 0,1 = 2,4(g) m Fe = 56y = 56. 0,05 = 2,8(g) - Thành phần phần trăm mỗi kim loại trong hỗn hợp đầu là: 2,4 %mMg = . 100% = 46,15% 5,2 2,8 %mFe = . 100% = 53,85% 5,2 b) Theo PTHH(1) ta có: nHCl = 2nMg = 2. 0,1 = 0,2 (mol) Theo PTHH(2) ta có: nHCl = 2nFe = 2. 0,05 = 0,1 (mol) => Tổng số mol HCl đã dùng là: 0,2 + 0,1 = 0,3 (mol) - Thể tích dung dịch HCl đã dùng là: n 0,3 V = = = 0,3(l) CM 1 Ví dụ 2 Cho 5,44g hỗn hợp gồm CaCO3 và MgCO3 tác dụng với dung dịch H2SO4 dư thì thu được 7,6g hỗn hợp 2 muối khan. a) Tính khối lượng mỗi muối có trong hỗn hợp đầu. b) Tính khối lượng mỗi muối sau phản ứng. * Hướng dẫn phân tích đề - Giả thiết: m = 5,44g hh (CaCO 3, MgCO 3 ) m hh muối sau phản ứng = 7,6g - Yêu cầu: + Khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp đầu. + Khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp sau phản ứng. * Giải a) Ta có các phương trình hoá học: CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + CO2 + H2O (1) MgCO3 + H2SO4 MgSO4 + CO2 + H2O (2) - Gọi x, y lần lượt là số mol của CaCO3 và MgCO3 có trong hỗn hợp đầu => Ta có phương trình khối lượng: Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9 4
5. Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Thị Ngọc Trinh - THCS Thiệu Nguyên 100x + 84y = 5,44 (*) - Theo PTHH(1) ta có: n = n = x (mol) => m = 136x (g) CaSO 4 CaCO 3 CaSO 4 - Theo PTHH (2) ta có: n = n = y (mol) => m = 120y (g) MgSO 4 MgCO 3 MgSO 4 Theo giả thiết, khối lượng muối khan thu được là 7,6g => Ta có phương trình: 136x + 120y = 7,6 ( ) - Kết hợp (*) và ( ) ta có hệ phương trình: 100x + 84y = 5,44 x = 0,025 136x + 120y = 7,6 y = 0,035 - Khối lượng mỗi muối trong hỗn hợp đầu là: m = 100x = 100. 0,025 = 2,5 g CaCO 3 m = 84y = 84. 0,035 = 2,94 g MgCO 3 b) Khối lượng mỗi muối sau phản ứng là: m = 136x = 136. 0,025 = 3,4 g CaSO 4 m = 120y = 120. 0,035 = 4,2 g MgSO 4 Ví dụ 3: Cho 22,1g hỗn hợp A gồm 3 kim loại: Mg, Fe, Zn tác dụng với dung dịch H2SO4 dư thì thu được 12,32l khí H2 (đktc) và dung dịch B a) Tính thành phần phần trăm khối lượng mỗi kim loại trong A. Biết thể tích H2 do Mg tạo ra gấp đôi thể tích H2 do Fe tạo ra. b) Đem cô cạn dung dịch B thì thu được bao nhiêu gam muối khan? * Hướng dẫn phân tích đề - Giả thiết: + m A(Mg,Zn,Fe) = 22,1g + V = 12,32l (đktc) H 2 + V = 2V H 2 (Mg) H 2 (Fe) - Yêu cầu: a) Khối lượng mỗi kim loại trong A? b) Khối lượng muối khan thu được? * Giải a) Ta có phương trình hoá học: Mg + H2SO4 MgSO4 + H2 (1) Zn + H2SO4 ZnSO4 + H2 (2) Fe + H2SO4 FeSO4 + H2 (3) - Gọi x, y, z lần lượt là số mol của Mg, Zn, Fe có trong A => Ta có phương trình khối lượng: 24x + 65y + 56z = 22,1 (*) Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9 5
6. Sáng kiến kinh nghiệm Nguyễn Thị Ngọc Trinh - THCS Thiệu Nguyên - Theo PTHH (1) ta có: n = n = x (mol) H 2 Mg Theo PTHH (2) ta có: n = n = y (mol) H 2 Zn Theo PTHH (3) ta có: n = n = z (mol) H 2 Fe - Theo giả thiết, tổng số mol H2 thu được là: V 12,32 n = = = 0,55 (mol) 22,4 22,4 => Ta có phương trình: x + y + z = 0,55 ( ) Mặt khác, vì V = 2V H 2 (Mg) H 2 (Fe) => Ta có phương trình: x = 2z ( ) - Kết hợp (*), ( ), ( ) ta có hệ phương trình: 24x + 65y + 56z = 22,1 x = 0,3 x + y + z = 0,55 y = 0,1 x = 2z z = 0,15 - Khối lượng mỗi kim loại trong A là: m Mg = 24x = 24. 0,3 = 7,2 (g) m Zn = 65y = 65. 0,1 = 6,5 (g) m Fe = 56z = 56. 0,15 = 8,4 (g) b) Khối lượng mỗi muối thu được sau phản ứng là: Theo PTHH (1): n = n = x = 0,3 mol MgSO 4 Mg => m = 0,3.120 = 36 (g) MgSO 4 - Theo PTHH(2): n = n = y = 0,1 (mol) ZnSO 4 Zn => m = 0,1. 161 = 16,1 (g) ZnSO 4 - Theo PTHH (3): n = n = z = 0,15 (mol) FeSO 4 Fe => m = 0,15. 152 = 22,8(g) FeSO 4 2. Dạng 2: Bài tập xác định chất dư sau phản ứng: 2.1 Nhận dạng - Giả thiết: Cho biết số liệu về cả 2 chất tham gia phản ứng - Yêu cầu: Xác định khối lượng của các chất thu được sau phản ứng 2.2 Cách giải: - Viết phương trình hoá học của phản ứng - Muốn tìm chất dư trong số 2 chất tham gia phản ứng, ta lập tỉ số: Số mol (khối lượng) mỗi chất tham gia phản ứng theo đề Số mol (khối lượng) mỗi chất tham gia phản ứng tương ứng theo phương trình Chất nào có tỉ số lớn hơn sẽ dư sau phản ứng. Sản phảm tính theo chất hết. Phương pháp giải một số dạng bài tập định lượng trong chương trình Hoá học lớp 9 6