SKKN Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn nguyên tố giải nhanh bài tập định lượng hóa học THCS

Nội dung text: SKKN Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn nguyên tố giải nhanh bài tập định lượng hóa học THCS

1. S¸ng kiÕn kinh nghiÖm “VËn dông ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng, ®Þnh luËt b¶o toµn nguyªn tè gi¶i nhanh bµi tËp ®Þnh l­îng hãa häc THCS” MỤC LỤC A. ĐẶT VẤN ĐỀ 2 I. LÍ DO CHỌN ĐỀ TÀI. II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU. B. NỘI DUNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ 4 I. TỔNG QUAN II. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG III. PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ IV. KẾT HỢP HAI PHƯƠNG PHÁP BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG VÀ BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ V. BÀI TẬP ÁP DỤNG C. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 23 I. THỰC NGHIỆM SƯ PHẠM II. ĐIỀU KIỆN ÁP DỤNG. III. ĐỀ XUẤT, KIẾN NGHỊ. IV. KẾT LUẬN CHUNG 1 §µm Ngäc Th¹ch – THCS T©n Quang - N¨m häc 2011 – 2012
2. S¸ng kiÕn kinh nghiÖm “VËn dông ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng, ®Þnh luËt b¶o toµn nguyªn tè gi¶i nhanh bµi tËp ®Þnh l­îng hãa häc THCS” A. ĐẶT VẤN ĐỀ I- Lí do chọn đề tài 1. Cơ sở lí luận. Hóa học là bộ môn khoa học quan trọng trong nhà trường phổ thông. Môn hóa học cung cấp cho học sinh một hệ thống kiến thức phổ thông cơ bản và thiết thực đầu tiên về hóa học, giáo viên bộ môn hóa học cần hình thành ở các em một kĩ năng cơ bản, phổ thông và thói quen học tập và làm việc khoa học làm nền tảng cho việc giáo dục xã hội chủ nghĩa, phát triển năng lực nhận thức, năng lực hành động. Có những đức tính cẩn thận, kiên trì, trung thực, tỉ mỉ, chính xác, yêu chân lí khoa học, có ý thức trách nhiệm với bản thân, gia đình và xã hội, có thể hòa nhập với môi trường thiên nhiên chuẩn bị cho học sinh học lên hoặc đi vào cuộc sống lao động. Đối với một số dạng bài tập nếu học sinh chỉ áp dụng theo phương pháp thông thường thì mất rất nhiều thời gian làm bài, hơn nữa lại trình bày dài dòng và khó hiểu; hơn nữa để giải nhanh bài tập nhất là bài tập trắc nghiệm định lượng cần đòi hỏi phải tiết kiệm thời gian mà đề thi trắc nghiệm trong các bài kiểm tra định kì chiếm khoảng từ 20% đến 50%, thi Đại học 100% Xuất phát từ thực tế giảng dạy, nhiều năm ôn thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh tôi thấy giải nhanh bài tập hóa học có ý nghĩa rất quan trọng: Thứ nhất: Học sinh tìm ra phương pháp giải nhanh rất hiệu quả đặc biệt trong dạng bài tập trắc nghiệm khách quan Thứ hai: Đòi hỏi học sinh không những nắm rõ bản chất, kĩ năng tính toán mà còn tìm hướng giải quyết nhanh, ngắn gọn, tiết kiệm thời gian. Thứ ba: Trong thời gian ngắn nhất đưa ra kết quả chính xác nhất và đó chính là mục tiêu chung của giáo viên học sinh sẽ tận dụng tốt thời gian kiểm tra, thi cử. Thứ tư: Học sinh có cách kiểm tra nhanh kết quả rèn luyện tư duy cho học sinh đích đến, điểm đến. Vậy để nâng cao chất lượng giáo dục, tập trung mũi nhọn đội tuyển thi học sinh giỏi cấp huyện, cấp tỉnh. Tôi mạnh dạn đưa và chọn đề tài “ Vận dụng định luật bảo toàn khối lượng và định luật bảo toàn nguyên tố giải nhanh bài tập định lượng hóa học THCS” 2 §µm Ngäc Th¹ch – THCS T©n Quang - N¨m häc 2011 – 2012
3. S¸ng kiÕn kinh nghiÖm “VËn dông ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng, ®Þnh luËt b¶o toµn nguyªn tè gi¶i nhanh bµi tËp ®Þnh l­îng hãa häc THCS” 2. Cơ sở thực tiễn a. Thực trạng chung Khi chuẩn bị thực hiện đề tài, năng lực giải các bài toán hóa học của học sinh trong trường tôi còn rất yếu. Mặc dù đa số các em đều có sách tham khảo thậm chí một số em có rất nhiều sách tham khảo nhưng các em lại chưa biết lựa chọn mua các loại sách phù hợp, chủ yếu là sử dụng các sách “Học tốt hoặc bài tập nâng cao”. Việc giáo viên mở rộng kiến thức cho học sinh đặc biệt là kiến thức khó trong các giờ học còn hạn chế. Học sinh thường rất lúng túng khi gặp phải các bài tập phức tập như: các dạng có dữ kiện không cơ bản (tổng quát), hoặc các bài tập quá nhiều phản ứng, hoặc các bài tập dữ kiện đề cho không rõ b. Điểm mới của đề tài - Học sinh nắm được bản chất của phản ứng hóa học nên các em cảm thấy dễ hiểu, hiểu sâu sắc vấn đề, giải thích được nguyên nhân dẫn đến các trường hợp của bài toán. - Sử dụng linh hoạt định luật bảo toàn khối lượng, đinh luật bảo toàn nguyên tố trong phản ứng hóa học. - Có thể áp dụng cho nhiều học sinh khối cấp II: với học sinh đại trà, các đối tượng học sinh khá giỏi. - Tài liệu này có thể dùng cho các học sinh khối THPT hoặc giáo viên có thể tham khảo. c. Điểm hạn chế của đề tài - Đề tài khó áp dụng vào việc giảng dạy trực tiếp trên lớp mà chủ yếu áp dụng vào việc bồi dưỡng, phụ đạo học sinh ngoài giờ hoặc bồi dưỡng đội tuyển HSG. - Đề tài chỉ đề cập tới một số phương pháp giải nhanh cơ bản. II. MỤC ĐÍCH VÀ NHIỆM VỤ CỦA ĐỀ TÀI 1. Mục đích : - Nâng cao chất lượng và hiệu quả dạy – học hóa học. - Giúp cho học sinh nắm chắc được phương pháp làm nhanh một số dạng bài tập. Từ đó rèn kĩ năng giải nhanh một số dạng bài tập hóa học. - Phát huy tính tích cực và tạo hứng thú cho học sinh trong học tập đặc biệt 3 §µm Ngäc Th¹ch – THCS T©n Quang - N¨m häc 2011 – 2012
4. S¸ng kiÕn kinh nghiÖm “VËn dông ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng, ®Þnh luËt b¶o toµn nguyªn tè gi¶i nhanh bµi tËp ®Þnh l­îng hãa häc THCS” là trong giải bài tập hóa học. - Là tài liệu rất cần thiết cho việc ôn HSG khối 9 và giúp giáo viên hệ thống hóa được kiến thức, phương pháp dạy học. 2. Nhiệm vụ: - Nêu được những cơ sở lí luận về phương pháp giải nhanh các bài toán hóa học, nêu ra một số phương pháp cụ thể và nguyên tắc áp dụng cho mỗi phương pháp. - Thực trạng về trình độ và điều kiện học tập của học sinh lớp 9, đặc biệt là học sinh trong đội tuyển HSG lớp 8, lớp 9 trước và sau khi vận dụng đề tài. - Từ việc nghiên cứu vận dụng đề tài, rút ra bài học kinh nghiệm để phát triển thành diện rộng, góp phần nâng cao chất lượng giảng dạy đặc biệt là việc bồi dưỡng HSG. - Một số bài tập minh họa. III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Để hoàn thành tốt đề tài này, tôi đã vận dụng các phương pháp nghiên cứu khoa học như: - Phân tích lí thuyết, điều tra cơ bản, tổng kết kinh nghiệm sư phạm và sử dụng một số phương pháp thống kê toán học trong việc phân tích kết quả thực nghiệm sư phạm v.v - Nghiên cứu kĩ SGK hóa học 9 và các sách nâng cao về phương pháp giải bài tập, tham khảo các tài liệu đã được biên soạn và phân tích, hệ thống các dạng bài toán hóa học theo nội dung đã đề ra. - Đúc rút kinh nghiệm của bản thân trong quá trình dạy học. - Tham khảo, học hỏi kinh nghiệm một số đồng nghiệp. - Áp dụng đề tài vào chương trình giảng dạy đối với học sinh lớp 9 đại trà và ôn thi HSG. B. NỘI DUNG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ I. TỔNG QUAN Về nguyên tắc, muốn giải nhanh và chính xác một bài toán hóa học thì nhất thiết học sinh phải hiểu sâu sắc nội dung và đặc điểm của bài toán đó. Nắm vững các mối quan hệ giữa các lượng chất cũng như tính chất của các chất, viết đúng các 4 §µm Ngäc Th¹ch – THCS T©n Quang - N¨m häc 2011 – 2012
5. S¸ng kiÕn kinh nghiÖm “VËn dông ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng, ®Þnh luËt b¶o toµn nguyªn tè gi¶i nhanh bµi tËp ®Þnh l­îng hãa häc THCS” phương trình phản ứng xảy ra. Thực tế có rất nhiều bài toán phức tạp: các dữ kiện đề bài cho ở dạng tổng quát hoặc không rõ, hoặc thiếu nhiều dữ kiện tưởng chừng như không bao giờ giải được. Muốn giải chính xác và nhanh chóng các bài toán loại này thì phải chọn một phương pháp phù hợp nhất (phương pháp giải thông minh). Vì vậy học sinh phải biết nhận dạng bài tập, xác định hướng giải có phù hợp với phương pháp bảo toàn khối lượng, phương pháp bảo toàn nguyên tố hay không? Đây là khâu quan trọng nhất của quá trình giải bài tập. Để làm được điều đó học sinh đọc kĩ bài, tóm tắt được đầu bài theo sơ đồ tư duy: điều đã biết, điều chưa biết, sử dụng phương pháp nào nhanh và hiệu quả nhất.Trong đề tài này tôi khai thác định luật bảo toàn khối lượng khi có n chất nếu biết định lượng n-1 chất, n-2, n-3 chất thì qua mối quan hệ tỉ lệ hệ số phương trình vẫn khai thác được định luật bảo toàn khối lượng. Trong phạm vi của đề tài này, tôi xin được trình bày 2 phương pháp giải nhanh các bài tập hóa học. 1. Phương pháp áp dụng định luật bảo toàn khối lượng. 2. Phương pháp áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố. II. Phương pháp bảo toàn khối lượng 1. Nội dung định luật bảo toàn khối lượng - Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng luôn bằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành. 2. Nguyên tắc áp dụng : Ví dụ: Trong phản ứng A + B C + D Ta có: mA + mB = mC + mD - Trong phản ứng hóa học, tổng khối lượng các chất tham gia phản ứng luôn bằng tổng khối lượng các sản phẩm tạo thành.(Dù phản ứng vừa đủ hay dư, hiệu suất phản ứng nhỏ hơn 100%) - Tổng khối lượng các chất đem phản ứng luôn bằng tổng khối lượng các chất sản phẩm. - Trong phản ứng của kim loại với dung dịch axit: Khối lượng muối thu được bằng tổng khối lượng kim loại cộng khối lượng gốc axit tạo muối. 5 §µm Ngäc Th¹ch – THCS T©n Quang - N¨m häc 2011 – 2012
6. S¸ng kiÕn kinh nghiÖm “VËn dông ®Þnh luËt b¶o toµn khèi l­îng, ®Þnh luËt b¶o toµn nguyªn tè gi¶i nhanh bµi tËp ®Þnh l­îng hãa häc THCS” - Tổng khối lượng dung dịch sau phản ứng bằng tổng khối lượng của dung dịch trước phản ứng cộng khối lượng chất tan vào dung dịch trừ đi khối lượng chất kết tủa, chất bay hơi. 3. Một số chú ý : a. Kim loại + axit không có tinh oxi hóa mạnh như HCl, H2SO4 loãng + Số mol HCl phản ứng = 2 số mol H2 sinh ra + Số mol H2SO4 phản ứng = số mol H2 sinh ra + Khối lượng muối = khối lượng kim loại + khối lượng gốc axit b. Oxit kim loại + axit không có tính oxi hóa mạnh như HCl, H2SO4 loãng + Số mol HCl phản ứng = 2 số mol H2O sinh ra + Số mol H2SO4 phản ứng = số mol H2O sinh ra + Số mol O trong oxit = số mol H2O sinh ra c. Oxit kim loại + CO kim loại + CO2 + Số mol O trong oxit = số mol CO = số mol CO2 (tương tự cho oxit kim loại tác dụng với H2, C, ) d. Kim loại + H2O dd bazơ kiềm + H2 + Số mol OH = 2 số mol H2 thoát ra Nếu kim loại hóa trị I thì: số mol kim loại = số mol OH Nếu kim loại hóa trị II thì: số mol kim loại = số mol H2 4. Các ví dụ minh họa Bài 1: Cho 0,52 gam hỗn hợp hai kim loại Mg và Fe tan hoàn toàn trong dung dịch H2SO4 loãng, dư thấy thoát ra 0,336 lít khí (đktc). Tính tổng khối lượng muối sunfat thu được sau phản ứng? Phân tích: - Dạng toán hỗn hợp ( hai kim loại Mg và Fe cùng tác dụng với HCl) - Biết khối lượng hỗn hợp, số mol khí → tính được số mol Mg, Fe → tính được tổng khối lượng hai muối theo phương trình. 6 §µm Ngäc Th¹ch – THCS T©n Quang - N¨m häc 2011 – 2012