SKKN Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức phân tử hợp chất vô cơ

Nội dung text: SKKN Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức phân tử hợp chất vô cơ

1. TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức phân tử hợp chất vô cơ Huongdanvn.com –Có hơn 1000 sáng kiến kinh nghiệm hay SƠ YẾU LÝ LỊCH KHOA HỌC I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN: - Họ và Tên: Võ Thị Hiệp - Ngày, tháng, năm sinh: 28/9/1967 - Nam, Nữ: Nữ - Địa chỉ thường trú: Số 145A, tổ 4, ấp 1, xã Bình Lợi, huyện Vĩnh Cửu, tỉnh Đồng Nai - Điện thoại: 0613.865022 (CQ) – 0613.971818 (NR) – 0919571975 (DĐ) - Fax: Email: vthhiep@yahoo.com.vn - Chức vụ: Tổ trưởng Tổ hóa học - Đơn vị công tác: Trường Trung học phổ thông Vĩnh Cửu II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO: - Học vị (hoặc trình độ đào tạo cao nhất): Cử nhân - Năm nhận bằng: 1990 - Chuyên ngành đào tạo: Hóa-Sinh III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC: - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Hóa học - Thời gian công tác: 22 năm GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -1-
2. TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức phân tử hợp chất vô cơ SỞ GD VÀ ĐT ĐỒNG NAI CÔNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Độc lập - Tự do - Hạnh phúc Đồng Nai, ngày tháng năm 2012 PHIẾU NHẬN XÉT, ĐÁNH GIÁ SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM Năm học: 2011-2012 Tên sáng kiến kinh nghiệm: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ TÌM NGUYÊN TỐ VÀ LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT VÔ CƠ Họ và Tên tác giả: Võ Thị Hiệp Đơn vị: Tổ Hóa học Lĩnh vực: Quản lý giáo dục . . . . . . . Phương pháp dạy học bộ môn . . . . . . . . . Phương pháp giáo dục . . Lĩnh vực khác . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1. Tính mới: - Có giải pháp hoàn toàn mới . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - Có giải pháp cải tiến, đổi mới từ giải pháp đã có . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2. Hiệu quả: - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao . . . . . . . - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng trong toàn ngành có hiệu quả cao . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . - Hoàn toàn mới và đã triển khai áp dụng tại các đơn vị có hiệu quả cao . . . . . . . . . . . - Có tính cải tiến hoặc đổi mới từ những giải pháp đã có và đã triển khai áp dụng tại đơn vị có hiệu quả . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3. Khả năng áp dụng: - Cung cấp được các luận cứ khoa học cho việc hoạch định đường lối, chính sách: Tốt Khá Đạt - Đưa ra các giải pháp khuyến nghị có khả năng ứng dụng thực tiển, dễ thực hiện và dễ đi vào cuộc sống: Tốt Khá Đạt - Đã được áp dụng trong thực tế đạt hiệu quả hoặc có khả năng áp dụng đạt hiệu quả trong phạm vi rộng: Tốt Khá Đạt GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -2-
3. TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức phân tử hợp chất vô cơ XÁC NHẬN CỦA TỔ CHUYÊN MÔN THỦ TRƯỞNG ĐƠN VỊ (Ký, ghi rõ họ tên) (Ký, ghi rõ họ tên) NỘI DUNG SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM: PHƯƠNG PHÁP GIẢI TOÁN VỀ TÌM NGUYÊN TỐ VÀ LẬP CÔNG THỨC PHÂN TỬ HỢP CHẤT VÔ CƠ I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: - Giúp học sinh giải bài tập về lập công thức phân tử hợp chất nhanh chóng từ dạng đơn giản đến phức tạp; - Củng cố và nâng cao kiến thức, kỹ năng giải bài tập cho học sinh; - Góp phần nâng cao chất lượng bộ môn. II. THỰC TRẠNG TRƯỚC KHI THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP CỦA ĐỀ TÀI 1. Thuận lợi: - Đa số học sinh hào hứng khi được hướng dẫn cặn kẽ các phương pháp giải bài tập; - Học sinh được củng cố và nâng cao về kiến thức hóa học; - Học sinh có hứng thú với bài tập hóa học. 2. Khó khăn: - Mức độ tiếp thu của học sinh còn thấp, chóng quên; - Học sinh còn e ngại với một số bài tập dài, chỉ thích dạng ngắn; - Một số học sinh không thích lý luận nhiều, chỉ thích dạng trắc nghiệm. III. NỘI DUNG CỦA ĐỀ TÀI 1. Cơ sở lý luận: - Hóa học có những nét tư duy đặc thù của nó. Phạm trù tư duy của hóa học mang tính chất thực nghiệm pha lẫn trừu tượng. Luyện tập tư duy cho học sinh dần dần tạo cho các em phương pháp để giải các dạng toán nhất định, từ đơn giản đến phức tạp; - Thực tế trong các bài toán hóa học khi học sinh làm bài thường không sử dụng hết các dữ kiện và chưa có tư duy thích hợp cho mỗi loại bài toán nên tìm ra kết quả rất lâu. 2. Nội dung, giải pháp thực hiện các biện pháp thực hiện các giải pháp của đề tài A. Nội dung: - Các bài toán hóa học trong chương trình là những dạng cơ bản, đã được học sinh giải qua các chương trình đại cương, vô cơ nhưng chưa áp dụng tư duy phù hợp; - Giáo viên đề cập vấn đề này để học sinh giải nhanh và chính xác, tìm ra đáp số; - Mỗi bài toán cần phân tích các dữ kiện của đề bài hoặc viết sơ đồ tóm tắt nội dung của đề bài. Qua đó, học sinh sẽ tìm ra ẩn ý được mô tả trong đề bài, từ đó tìm được hướng giải khi phân tích đề. Dựa vào dữ kiện đề bài các em phải tự đặt các câu hỏi: Muốn tìm , ta phải ; Nếu dùng công thức thì lại phải tìm cuối cùng tìm được đáp số; - Viết phương trình phản ứng là một khâu quan trọng trong việc giải bài toán hóa học. Muốn viết được phương trình phản ứng thì học sinh phải học kỹ tính chất hóa học của các chất, viết đúng ký hiệu từng nguyên tố; - Thực hiện phép tính: thông qua các phương trình phản ứng thiết lập được mối tương quan toán học giữa các dữ kiện (gọi là phương trình hoặc hệ phương trình). Sử dụng các thủ thuật toán học để giải phương trình hoặc hệ phương trình đó GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -3-
4. TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức phân tử hợp chất vô cơ * Kết luận: trong việc giải một bài toán hóa học, thông thường ta cần phải tuân theo một trình tự sau: - Phân tích đề bài; - Viết phương trình phản ứng hóa học; - Xây dựng các phương trình toán học dựa vào phương trình hóa học; - Giải các phương trình toán học để tìm được kết quả bài toán hóa học. B. Biện pháp thực hiện: 1. Một số vấn đề chung khi giải bài tập về xác định nguyên tố và lập công thức phân tử. a) Mol (n) Mol là lượng chất chứa 6,02.1023 hạt vi mô m m Biểu thức tính: n M ;m n.M M n n 2 m 2 Nếu áp dụng các công thức trên cho hỗn hợp có số mol là h , khối lượng là h ; thì khối m 2 lượng mol phân tử trung bình của hỗn hợp (kí hiệu M ), với M h n 2 h Khi dùng % mol của mỗi chất trong hỗn hợp thì công thức lại có dạng: M x1M 1 x2 M 2 xn M n ; trong đó: x1 , x2 , , xn là % mol của mỗi chất tương ứng trong hỗn hợp gồm n chất có khối lượng mol lần lượt là M 1 , M 2 , , M n và đương nhiên: x1 x2 xn 1 Thể tích mol phân tử là thể tích chiếm bởi một mol phân tử khí, hay chiếm bởi 6,02.10 23 phân tử khí. b) Định luật Avogadro: Ở những điều kiện nhiệt độ, áp suất như nhau của mọi chất khí đều chứa cùng một số phân tử khí. Vận dụng khái niệm mol và kết quả thực nghiệm ta có các hệ quả quan trọng áp dụng cho chất khí để vận dụng: V - Ở điều kiện tiêu chuẩn (đktc) (00C, 1atm), V = n.22,4 (lít) hay n 22,4 - Ở cùng điều kiện về nhiệt độ và áp suất: tỉ lệ thể tích cũng là tỉ lệ về số mol, và ngược lại V = k.VB nA = k.nB - Ở điều kiện bất kỳ: sử dụng phương trình Menđeleep: pV = nRT p: áp suất khí, đo bằng at (hoặc mmHg) V: thể tích khí, đo bằng lít T: nhiệt độ Kenvin, T = (t0C + 273)0K 22,4 R: hằng số: R (khi áp suất đo bằng at) 273 22,4.760.103 R (khi p đo bằng mmHg, V đo bằng ml) 273 c) Tỉ khối chất khí: Tỉ khối của chất khí A so với khí B là tỉ số khối lượng của một thể tích khí A chia cho khối lượng của cùng một thể tích khí B ở cùng nhiệt độ, áp suất. - Biểu thức: GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -4-
5. TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức phân tử hợp chất vô cơ mA d A / B mB Ý nghĩa: Tỉ khối cho biết khí A nặng hay nhẹ hơn khí B bao nhiêu lần - Hệ quả: M A d A / B M B - Biểu thức mở rộng cho hỗn hợp. M A d hhA / hhB M B d) Nồng độ dung dịch - Các loại nồng độ: + Nồng độ phần trăm(%): Số gam chất tan trong 100g dung dịch m C% ct .100 mdd + Nồng độ mol CM : Số mol chất tan trong 1 lít dung dịch nA (mol) CM [A] Vdd (lít) - Biểu thức liên hệ: 10.C%.D [A] CM M A : phân tử khối của chất A M A e) pH của dung dịch: - Tích số ion của nước + − H2O H + OH + − −14 Tích số ion của H2O = [H ][OH ] = 10 - Độ pH: Độ pH là đại lượng cho biết nồng độ ion H+ trong dung dịch được biểu diễn bằng biểu thức toán học sau: pH = - lg[H+] [H+] = 10−pH + Nếu pH = 7: dung dịch có môi trường trung tính + Nếu pH 7: dung dịch có môi trường bazơ - Độ pOH Độ pOH là đại lượng cho biết nồng độ ion OH − trong dung dịch được biểu diễn bằng công thức sau: pOH = -lg[OH−] + − −14 Từ tích số ion của H2O: [H ].[OH ] = 10 -lg[H+] - lg[OH−] = lg10−14 hay pH + pOH = 14 g) Công thức Faraday: Khối lượng các chất sinh ra ở các điện cực tỉ lệ thuận với cường độ dòng điện I, thời gian M t điện phân và đương lượng gam của chất đó: n ItM m m: Khối lượng sản phẩm (g) Fn I: Cường độ dòng điện n: Số electron nhường hay nhận GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -5-
6. TRƯỜNG THPT VĨNH CỬU Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức phân tử hợp chất vô cơ M: nguyên tử gam của chất ở điện cực F: Hằng số Faraday 2. Phương pháp giải toán về tìm nguyên tố và lập công thức hóa học của hợp chất vô cơ: a) Để giải được dạng này, học sinh cần nhớ một số phương pháp cơ bản: - Phương pháp bảo toàn vật chất: Định luật bảo toàn khối lượng: tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng bằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành. Mở rộng: mtrước phản ứng = msau phản ứng msản phẩm = mcation + manion nenhường = menhận - Phương pháp trị số trung bình: + Công thức tính trong hóa học: Khối lượng mol trung bình (kí hiệu M ) aM 1 bM 2 cM 3 Tổng khối lượng hỗn hợp mhh M x1M 1 x2 M 2 x3 M 3 = = a b c Tổng số mol hỗn hợp nhh Với: x1, x2, x3: % thể tích a, b, c: số mol các chất có phân tử khối M1, M2, M3 M1, M2, M3: phân tử khối của các chất + Tính chất của trị số trung bình: ○ Trị số trung bình ( M ) không phải là hằng số, M thay đổi khi phần trăm của các phần tử thay đổi ○ Khi phần trăm của các phần tử thay đổi, số phần tử không đổi, sẽ tồn tại các trị số trung bình khác nhau, nhưng luôn luôn thỏa mãn: Mmin < M < Mmax Mmin, Mmax: trị số phần tử bé nhất, lớn nhất +Ứng dụng của trị số trung bình: ○ Xác định công thức phân tử hợp chất hóa học ○ Tìm khoảng giới hạn của đại lượng cho trước hoặc chứng minh bất đẳng thức trong hóa học ○ Biện luận chất dư b) Áp dụng vào bài toán lập công thức hóa học: - Tìm qua công thức đơn giản: với dạng này thường đã cho biết thành phần định tính, chỉ cần tìm thành phần định lượng mà thực chất là tìm tỉ lệ nguyên tối giản giữa các thành phần cấu tạo nên chất đó. mA mB Ví dụ: hợp chất AxBy. Tỉ lệ x:y = : M A M B x, y là tỉ lệ nguyên tối giản - Tìm kim loại chưa biết hóa trị: Tìm mối liên hệ giữa khối lượng nguyên tử của kim loại M với hóa trị n của nó bằng biểu thức toán học. Sau đó lập bảng tìm giá trị của M theo n rồi kết luận. n 1 2 3 hoặc 4 M ? ? ? ? Kết luận GV thực hiện: VÕ THỊ HIỆP -6-