SKKN Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận cho học sinh ở trường THCS

Nội dung text: SKKN Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận cho học sinh ở trường THCS

1. Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận A. Đặt vấn đề: I.Lời mở đầu: Trong chương trình THCS, Hoá học là bộ môn khoa học tự nhiên mà học sinh được tiếp cận muộn nhất, nhưng nó lại có vai trò quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hoá học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông, cơ bản và thiết thực đầu tiên về hoá học, rèn cho học sinh khả năng tư duy sáng tạo và khả năng trực quan nhanh nhạy. Vì vậy giáo viên dạy môn hoá học cần hình thành ở các em một kỹ năng cơ bản, thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng để các em phát triển khả năng nhận thức và năng lực hành động. Hình thành cho các em những phẩm chất cần thiết như cẩn thận, kiên trì, chính xác và yêu thích khoa học. Học hoá học không những học sinh học lý thuyết mà còn đòi hỏi học sinh vận dụng được lý thuyết vào giải quyết các bài tập lý thuyết, thực tiễn và thực hành thí nghiệm. Hiện nay việc giải các dạng bài tập hoá học của học sinh ở trường THCS gặp nhiều khó khăn, đặc biệt là các dạng bài tập tính toán phải biện luận. Đa số học sinh không tự giải quyết được các bài tập này, một số học sinh chỉ biết làm bài tập một cách máy móc mà không hiểu được bản chất. Chính vì lý do trên tôi chọn đề tài “ Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận cho học sinh ở trường THCS” II.Thực trạng. Trong những năm học vừa qua, tôi được nhà trường phân công giảng dạy bộ môn hoá học ở hai khối lớp 8 và 9. Qua thời gian giảng dạy tôi nhận thấy đa số học sinh không tự giải quyết được các bài tập tính toán dạng này, mặc dù trong giảng dạy tôi đã chú ý đến việc hướng dẫn cụ thể, chi tiết cho từng phần kiến thức có liên quan đến các dạng bài tập. Thậm chí, có những bài tập đã hướng dẫn chi tiết, nhưng khi gặp lại học sinh vẫn còn bỡ ngỡ, không làm được. Thời gian công tác tại trường của tôi đến nay đã được 3 năm, trong thời gian đó tôi đã đi sâu tìm hiểu nguyên nhân để tìm biện pháp khắc phục. Tôi nhận thấy có một số nguyên nhân dẫn đến tình trạng trên đó là:Trường chúng tôi nằm Năm học: 2009-2010 1
2. Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận trên địa phận xã có điều kiện kinh tế khó khăn, mức độ nhận thức của phụ huynh học sinh còn nhiều hạn chế, không có điều kiện quan tâm đến việc học tập của con em mình.Đa số bộ phận học sinh không dành nhiều thời gian cho học tập, còn nhiều học sinh ham chơi.Việc học tập của học sinh chủ yếu ở giờ học chính khoá, nên thời gian ôn tập, củng cố cũng như hướng dẫn các dạng bài tập ngoài sgk cho học sinh không có. Khi gặp các bài tập dạng toán biện luận nói chung và biện luận tìm CTHH nói riêng của học sinh là rất yếu. Đa số học sinh cho rằng loại toán này quá khó, các em tỏ ra rất mệt mỏi khi phải làm bài tập dạng này. Vì thế học rất thụ động ,không có hứng thú học tập. Rất ít học sinh có sách tham khảo về dạng bài tập này. Nếu có cũng chỉ là một cuốn sách “học tốt”hoặc một cuốn sách “nâng cao” mà nội dung viết về vấn đề này quá ít ỏi. Lý do chủ yếu là do điều kiện kinh tế gia đình cũng khó khăn hoặc không biết tìm mua một cuốn sách hay .Từ thực trạng học sinh như vậy, tôi đã dành thời gian để thử nghiệm phương pháp riêng của mình, và bước đầu đã cho kết quả khả quan. B. Giải quyết vấn đề. Trong hệ thống các bài tập hoá học, loại toán tìm công thức hoá học là rất phong phú và đa dạng. Về nguyên tắc để xác định một nguyên tố hoá học là nguyên tố nào thì phải tìm được nguyên tử khối của nguyên tố đó.Từ đó xác định được CTPT đúng của các hợp chất.Đối với bài tập tìm công thức hoá học thông qua phương trình hoá học thành hai loại cơ bản: - Bài toán cho biết hóa trị của nguyên tố, chỉ cần tìm nguyên tử khối để kết luận nguyên tố hoặc ngược lại. -Không biết hóa trị của nguyên tố cần tìm; hoặc các dữ kiện thiếu cơ sở để xác định chính xác một giá trị nguyên tử khối.( hoặc bài toán có quá nhiều khả năng có thể xảy ra theo nhiều hướng khác nhau ) Cái khó của bài tập biện luận là dữ kiện thường thiếu hoặc không cơ bản và thường đòi hỏi người giải phải sử dụng những thuật toán phức tạp, yêu cầu phải có kiến thức và tư duy hoá học,do đó học sinh khó thấy hết các trường hợp xảy ra.Để Năm học: 2009-2010 2
3. Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận giải quyết vấn đề này bắt buộc học sinh phải biện luận. Từ cách hỏi của mỗi bài toán mà có cách biện luận khác nhau: - Biện luận dựa vào biẻu thức liên hệ giữa khối lượng mol nguyên tử (M) và hoá trị ( x ) : M = f (x) (trong đó f(x) là biểu thức chứa hoá tri x). Từ biểu thưc trên ta chọn cặp nghiệm M và x hợp lý. - Nếu bài cho không đủ dữ kiện, hoặcc chưa xác định từ các đăc điểm của các phản ứng, hoăc chưa biết loại các sản phẩm tạo thành thì đòi hỏi người giải phải hiểu sâu sắc nhiều mặt của các dữ kiện hoặc các vấn đề đó nêu ra. Trong trường hợp này người giải phải khéo léo sử dụng những cơ sở biện luận thích hợp để giải quết .Chẳng hạn : Tìm giới hạn của ẩn (chặn trên và chặn dưới ), họăc chia bài toán ra nhiều trường hợp để biện luận, loại những trường hợp không phù hợp.v.v. Tôi nghĩ, giáo viên sẽ không đạt được mục đích nếu như không chọn lọc, nhóm các bài tập cơ bản cho học sinh rèn luyện dần sau đó biện luân theo từng dạng biện , nêu đặc điểm của dạng và xây dựng hướng giải cho mỗi dạng. Đây là khâu có ý nghĩa quyết định trong công tác giảng dạy và nó là cẩm nang giúp HS tìm ra được hướng giải một cách dễ dàng, hạn chế tối đa những sai lầm trong quá trình giải bài tập, đồng thời phát triển được tìêm lực trí tuệ cho những học sinh khá giỏi ( thông qua các bài tập tương tự và các bài tập vượt mẫu ). Trong phạm vi của đề tài này, tôi xin được mạn phép trình bày kinh nghiệm giảng dạy một số dạng bài tập biện luận tìm công thức hoá học. Nội dung đề tài được sắp xếp theo dạng, với nhiều ví dụ đặc trưng mỗi dạng nhỏ khác nhau, nêu phương pháp và cách áp dụng,bài tập minh hoạ. II Một số dạng bài tập thường gặp và phương pháp giải: + Dạng 1: Bài tập xác định công thức phân tử hợp chất vô cơ đơn giản: 1.Lập CTHH của hợp chất khi biết % nguyên tố và khối lượng mol chất (PTK): a. Phương pháp chung: - Đưa công thức về dạng chung AxBy hoặc AxByCz (x, y, z nguyên dương) Năm học: 2009-2010 3
4. Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận - Tìm MA, MB, MC M M M M - Có tỷ lệ: A B C chat % A % B %C 100 x, y, z CTHH của hợp chất cần tìm. b. Ví dụ: Xác định CTPT của hợp chất A biết thành phần % về khối lượng các nguyên tố là: %Ca = 40%; % C = 12%; %O = 48% và MA = 100 g. Giải: Đặt CTPT là CaxCyOz . Ta có tỷ lệ sau: M M M M Ca C O A %Ca %C %O 100 40 x 12 y 16 z 100 Thay số vào ta có x = 1; y = 1; z = 3 40% 12% 48% 100 % Vậy CTPT là: CaCO3. 2.Lập CTHH dựa vào khối lượng mol chất (PTK) và tỉ lệ về khối lượng nguyên tố. a. Phương pháp giải chung: - Đưa công thức về dạng chung AxByCz tỷ lệ khối lượng nguyên tố: a, b, c (x, y, z nguyên dương). - Tìm MA, MB, MC, Mchất. M M M M - Đặt đẳng thức: A B C chat a b c a b c - Tìm x, y, z CTHH hợp chất. b. Ví dụ: Ví dụ 1: Xác định CTPT của hợp chất biết hợp chất này gồm 2 nguyên tố C và H, tỷ lệ khối lượng của các nguyên tố là 3: 1 và phân tử khối là 16. Giải: Đặt công thức là CxHy. M M M Ta có tỷ lệ sau: C H chat 3 1 3 1 12 x y 16 Thay số vào ta có: x = 1; y = 4. 3 1 4 Vậy CTPT là CH4. Năm học: 2009-2010 4
5. Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận Ví dụ 2: Đốt cháy 23 gam chất hữu cơ A thu được sản phẩm gồm 44 gam CO2 và 27 gam H2O. a, Hỏi trong A gồm những nguyên tố nào? b, Xác định công thức phân tử A,biết tỉ khối hơi của A so với hidro là 23. Giải: 44 Tính: nCO = = 1 (mol) 2 44 -> Khối lượng cacbon có trong 23 gam chất hữu cơ A là: 1 x 12 = 12 (gam) 27 nCO = = 1.5 (mol) 2 18 -> Khối lượng hiđrô trong 23 gam chất A là: 1.5 x 2 = 3 (gam) Khối lượng oxi có trong 23 gam A là: 23 – (12 + 3) = 8 gam a. Vậy trong A có: C, H, O b. Giải sử A có công thức là: CxHyOz (x, y, z là các số nguyên dương) Ta có: 12 3 6 x : y : z = : : = 2 : 6 : 1 12 1 16 Vậy công thức của A là: (C2H6O)k : (k nguyên, dương) Vì: MA = 23 x 2 = 46 Ta có: M A = ( 12 x 2 + 6 + 16 x 1) k = 46 -> k = 1. Vậy công thức phân tử của A là: C2H6O. 3.Lập CTHH dựa vào thành phần % khối lượng nguyên tố. a. Phương pháp giải chung: - Đưa công thức về dạng chung AxByCz (x, y , z nguyên dương) - Tìm MA; MB; MC. - Đặt tỉ lệ: MA : MB : MC = %A : %B : %C - Tìm x, y, z công thức đơn giản của hợp chất. b. Ví dụ: Xác định CTPT của hợp chất biết thành phần % các nguyên tố lần lượt là: % H= 2,04%; % S = 32,65%; % O =65,31%. Giải: Đặt CTPT là: HxSyOz. Ta có tỷ lệ sau: MH : MS : MO = %H : %S : %O %H %S %O Hay: x : y : z : : 1 32 16 Năm học: 2009-2010 5
6. Rèn luyện kỹ năng giải bài tập tìm công thức Hoá học bằng phương pháp biện luận 2,04% 32,65% 65,31% Thay số vào ta có: x: y: z = 1 32 16 Rút ra được x= 2; y = 1; z = 4 CTPT dạng đơn giản nhất là: H2SO4. 4/ Lập CTHH dựa vào PTHH. a. Phương pháp giải chung: - Đọc kỹ đề, xác định số mol của chất tham gia và sản phẩm. - Viết PTHH - Dựa vào lượng của các chất đã cho tính theo PTHH. Tìm M nguyên tố. b. Ví dụ: Ví dụ 1:Cho 16 gam một oxit của Sắt tác dụng hoàn toàn với khí H2 ở điều kiện nhiệt độ cao thấy dùng hết 6,72 lit khí H2 ( ở đktc). Tìm CTPT của oxit sắt. Giải: Theo đề: nH2 = 6,72/22,4 = 0,3 mol. Đặt CTPT của oxit sắt là: FexOy. Ta có phương trình hoá học sau: t 0 FexOy + y H2  xFe + y H2O. Theo PTHH : nFexOy = 1/y . nH2 = 0,3/y mol. 16 16 0,3 Theo đề: nFexOy = = 56x 16y 56x 16y y x 11,2 2 Từ đó => 16y= 16,8x+ 4,8y => 11,2 y = 16, 8 x. hay y 16,8 3 Vậy CTPT của oxit sắt là : Fe2O3. Dạng 2:Xác định công thức phân tử hợp chất vô cơ bằng cách biện luận Ví dụ 1: Hòa tan một kim loại chưa biết hoá trị trong 500ml dd HCl thì thấy thoát 3 ra 11,2 dm H2 (đktc). Phải trung hòa axit dư bằng 100ml dd Ca(OH)2 1M. Sau đó cô cạn dung dịch thu được thì thấy còn lại 55,6 gam muối khan. Tìm nồng độ M của dung dich axit đã dùng. Xác định tên kim loại đã dùng. * Gợi ý HS : Cặp ẩn cần biện luận là nguyên tử khối R và hoá trị x 55,6 gam là khối lượng của hỗn hợp 2 muối RClx và CaCl2 * Giải : Gứa sử kim loại R có hoá trị là x 1 x 3 ( x, nguyên) số mol Ca(OH)2 = 0,1 1 = 0,1 mol Năm học: 2009-2010 6