›
›
›

Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập hóa học theo định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố

           Trong những năm gần đây, vấn đề bồi dưỡng học sinh dự thi học sinh giỏi cấp huyện được trường THCS Hoài Hương đặc biệt quan tâm, được các bậc cha mẹ học sinh nhiệt tình ủng hộ. Giáo viên được phân công dạy bồi dưỡng đã có nhiều cố gắng trong việc nghiên cứu để hoàn thành nhiệm vụ được giao. Nhờ vậy số lượng và chất lượng đội tuyển học sinh giỏi 6, 7, 8, 9 của nhà trường đạt cấp huyện khá cao. Tuy nhiên trong thực tế dạy bồi dưỡng học sinh giỏi còn nhiều khó khăn cho cả thầy và trò. 

          Là một giáo viên được nhà trường phân công bồi dưỡng học sinh giỏi môn hóa học 8, 9, tôi đã có dịp tiếp xúc với một số đồng nghiệp, khảo sát từ thực tế và đã thấy được nhiều vấn đề mà trong đội tuyển nhiều học sinh còn lúng túng, nhất là khi giải quyết các bài toán có liên quan đến định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố. Trong khi loại bài tập này hầu như năm nào cũng có trong các đề thi HSG hóa học lơp 8, 9 cấp huyện. Từ những khó khăn vướng mắc tôi đã tìm tòi nghiên cứu tìm ra nguyên nhân (nắm kỹ năng chưa chắc; thiếu khả năng tư duy hóa học,…) và tìm ra được biện pháp củng như đúc rút những kinh nghiệm giảng dạy để giúp học sinh giải quyết tốt các bài toán thuộc các dạng trên.

Với những lý do đó tôi đã tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tư liệu và áp dụng đề tài: PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC THEO ĐỊNH LUẬT BẢO TOÀN KHỐI LƯỢNG VÀ BẢO TOÀN NGUYÊN TỐ. Nhằm giúp cho các em HS giỏi có kinh nghiệm trong việc giải toán nói chung và giải theo phương pháp bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố nói riêng. Qua nhiều năm vận dụng đề tài các thế hệ HS giỏi  đã tự tin hơn và giải quyết có hiệu quả khi gặp những bài tập loại này.

2. Ý nghĩa và tác dụng của giải pháp mới.

Những kinh nghiệm nêu trong đề tài đã phát huy rất tốt năng lực tư duy, độc lập suy nghĩ cho đối tượng HS giỏi. Các em đã tích cực hơn trong việc tham gia các hoạt động xác định hướng giải và tìm kiếm hướng giải cho các bài tập.Qua đề tài này, kiến thức, kỹ năng của HS được củng cố một cách vững chắc, sâu sắc; kết quả học tập của HS luôn được nâng cao. Từ chỗ rất lúng túng khi gặp các bài toán, thì nay phần lớn các em đã tự tin hơn , biết vận dụng những kỹ năng được bồi dưỡng để giải thành thạo các bài tập mang tính phức tạp.

doc 26 trang mianlien 05/03/2023 7460
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập hóa học theo định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên.

File đính kèm:

  • docsang_kien_kinh_nghiem_phuong_phap_giai_bai_tap_hoa_hoc_theo.doc

Nội dung text: Sáng kiến kinh nghiệm Phương pháp giải bài tập hóa học theo định luật bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố

  1. Sáng kiến kinh nghiệm năm 2011 - 2012 Khối lượng SO3: 0,25x80 = 20(g) Khối lượng H2SO4 mới tạo thành: 0,25 x 98 = 24,5(g) Khối lượng dung dịch H2SO4 60%: 57,2 x 1,5 = 85,8(g) Khối lượng H2SO4 : 85,8 x 60/ 100 = 51,48(g) Áp dụng ĐLBTKL ta có Khối lượng dung dịch sau khi hòa tan SO3: 85,8 + 20 = 105,8(g) 24,5 51,48 Nồng độ dung dịch sau khi hòa tan SO3: C% .100% 71,8% ddH 2 SO 4 105,8 Ví dụ 2: (bài 5/2 đề thi HSG lớp 8 cấp huyện năm 2010) Cho 27,4 gam một kim loại X hóa trị II vào 73ml nước, thấy có khí H2 thoát ra và thu được dung dịch Y co nồng độ 34,2%. Xác định kim loại đem phản ứng. biết khối lượng riêng của nước 1g/ml. Hướng dẫn: PTHH: X + 2H2O -> X(OH)2 + H2. Mol: 27,4 27,4 27,4 X X X 27,4(X 34) m (g) X (OH )2 X Áp dụng ĐLBTKL ta có: 27,4 100,4X 54,8 m 27,4 1.73 .2 (g) ddX (OH )2 X X Theo giả thiết ta có: 27,4(X 34) X 0,342 . Giải phương trình trên ta được X = 137. 100,4X 54,6 X Vậy X là Bari (Ba). Ví dụ 3: (bài 5/2 đề thi HSG lớp 8 cấp huyện năm 2008 - 2009) Cho 13,7 gam một kim loại X vào 86,5ml nước thấy có khí H 2 thoát ra và dung dịch Y có nồng độ 17,1%. Xác định kim loại đem phản ứng và nồng độ mol của dung dịch Y. biết thể tích dung dịch thay đổi không đáng kể. Hướng dẫn: Người thực hiện: Nguyễn Tấn Anh – Trường THCS Hoài Hương – Hoài Nhơn –Bình Định. 12
  2. Sáng kiến kinh nghiệm năm 2011 - 2012 Áp dụng ĐLBTKL ta có: mH2O + mdd axit 98% = mddaxit 89,91%. Suy ra: mH2O = mdd89,91%- mdd 98% = 54,5 – 50 = 4,5(g) 4,5.80 Theo PTHH: 20(g) mCuO 18 Ví dụ 5: Hòa tan hoàn 9,41 gam hỗn hợp hai kim loại Al, Zn vào 395 ml dung dịch HNO3 2M thu được dung dịch A và 2,464 lit hỗn hợp hai khí N 2O và NO có tỉ khối so với H 2 là 19.454. Tính khối lượng muối khan thu được sau khi cô cạn dung dịch. Hướng dẫn: Lập sơ đồ.  Al  Al(NO3) HNO 3 3    N2O NO H 2O Zn Zn(NO3)2 Gọi x, y lần lượt là số mol của N2O và NO (0<x, y<2,464/22,4 = 0,11) Theo đầu bài ta có; 44x 30y 19,454(*) (x y)2 giải hệ (*)(, ) ta có x = 0,07; y =0,04 x y 0,11( ) Vậy khối lượng hỗn hợp khí : 0,07 x 44 + 0,04 x 30 = 4,28 (g) 1 1 1 0,395 2 0,392(mol) n H 2O 2 n H 2 nHNO 3 2 Suy ra mH2O = 0,395 x 18 = 7,11(g) Áp dụng ĐLBTKL ta có; 9,41 0,79 63 4,28 7,11 47,79(g) mmuoi m(honhopkimloai) m HNO3 mhhkhi m H 2O .Nguyên tắc và phương pháp áp dụng ٭ Khi làm bài tập áp dụng định luật bảo toàn khối lượng dạng này học sinh phải nắm vững kiến thức về nồng độ, xác định rõ chất tham gia và sản phẩm của phản ứng, trạng thái của chất tạo thành là rắn, lỏng hay chất khí từ đó tính toán chính xác khối lượng dung dịch sau phản ứng. Tuy nhiên trong nhiều bài toán nếu không yêu cầu viết phương trình hóa học thì học sinh củng có thể không viết phương trình hóa học để khỏi tốn thời gian. Tự luyện và nâng cao ٭ Người thực hiện: Nguyễn Tấn Anh – Trường THCS Hoài Hương – Hoài Nhơn –Bình Định. 14
  3. Sáng kiến kinh nghiệm năm 2011 - 2012  Mg MgO  MgCl 2 A Zn  O2 B ZnO  HCl H 2O   ZnCl 2  Al  Al 2O3 AlCl 3  44,6 28,6 Theo BTNT oxi: n n 1(mol) O ( H 2O ) O (oxit ) 16 2 2(mol) Theo BTNT hidro: H (H 2O) O nH ( HCl ) n n 2(mol) Theo BTNT clo: Cl(HCl) H nCl ( muoi ) n n Theo ĐLBTKL: 2.35,5 28,6 99,6(g) mmuoi mCl(HCl) m( A) Ví dụ 2: Cho 2,13g hỗn hợp X gồm 3 kim loại Mg, Cu, Al ở dạng bột tác dụng hoàn toàn với oxi thu được hỗn hợp Y gồm các oxit có khối lượng 3,33g. Tính thể tích dung dịch HCl 2M vừa đủ để phản ứng hết với Y. Hướng dẫn:  Mg MgO  MgCl 2 X Cu  O2 Y CuO  HCl H 2O   CuCl 2  Al  Al 2O3 AlCl 3  3,33 2,13 Theo BTNT oxi: n n 0,075(mol) O ( H 2O ) O (oxit ) 16 2 2.0,075 0,15(mol) Theo BTNT hidro: H (H 2O) O nHCl ( phanung ) n n n 0,15 Vậy: 0,075(l) 75(ml) V ddHCl 2 C M Ví dụ 3: (bài 3/1 đề thi HSG lớp 8 cấp huyện năm 2010) Dẫn chậm dòng khí hidro đi qua ống sứ có chứa hỗn hợp X gồm 3 oxit sắt với tỉ lệ mol của ba oxit có phần trăm theo khối lượng của Fe (từ nhiều nhất đến ít nhất) là: 1:2:3 nung nóng. Đến khi phản ứng hoàn toàn thấy có 32,4g hơi nước thoát ra. Tính khối lượng của oxit có phần trăm theo khối lượng của sắt ít nhất trong X. Hướng dẫn: Sơ đồ hóa. FeO   H2 Fe H 2O Fe3O 4 Fe2O3 Người thực hiện: Nguyễn Tấn Anh – Trường THCS Hoài Hương – Hoài Nhơn –Bình Định. 16
  4. Sáng kiến kinh nghiệm năm 2011 - 2012 Ví dụ 6: Cho một luồng CO đi qua ống sứ đựng 0,04 mol hỗn hơpk A gồm FeO và Fe2O3 nung nóng, sau khi kết thúc thí nghiệm ta thu được 4,784 gam chất rắn B gồm 4 chất. khí đi ra khỏi ống sứ cho hấp thụ vào dung dịch Ba(OH) 2 dư thì thu được 9,062 g kết tủa. Tính % khối lượng các chất trong A. Hướng dẫn: lập sơ đồ. Fe  FeO  CO FeO    CO2 Fe2O3 Fe3O4 Fe2O3 A B CO2 + Ba(OH)2 -> BaCO3 + H2O Mol: 0,046 0,046 Số mol BaCO3: 9,602:197 = 0,046(mol) Ta thấy : cư 0,046mol O + 0,046 mol CO -> 0,046mol CO2. Vậy khối lượng nguyên tố oxi trong A bị CO khử : 0,046 x 16 = 0,736(g) Áp dụng ĐLBTKL: 4,784 0,736 5,52(g) m A m B mO Đặt x, y lần lượt là mol của FeO, Fe2O3 (0<x, y <0,04) Theo đầu bài ta có: x + y = 0,04 (*) 72x + 160y = 5,52 ( ) Giải hệ (*), ( ) ta được: x = 0,01; y = 0,03. 0,01 72 %FeO 100% 13% Vậy: 5,52 % 100% 13% 87% Fe2O3 Ví dụ 7: Hỗn hợp rắn A gồm 0,1 mol Fe2O3 và 0,1 mol Fe3O4. Hòa tan hoàn toàn A bằng dung dịch HCl dư thu được dung dịch B. Cho NaOH dư vào dung dịch B thu được kết tủa C, lọc kết tủa rửa sạch rồi nung trong không khí đến khối lượng không đổi thu được m gam chất rắn D. tính khối lượng chất rắn D. Hướng dẫn: lập sơ đồ. Fe2O3 HCl FeCl2 NaOH Fe(OH )2  to       Fe2O3 Fe3O4 FeCl3 Fe(OH )3 A B C D Người thực hiện: Nguyễn Tấn Anh – Trường THCS Hoài Hương – Hoài Nhơn –Bình Định. 18
  5. Sáng kiến kinh nghiệm năm 2011 - 2012 (A) Theo BTNT: a 0,15 0,1 0,05 a 0,3 n S (Fe2(SO4)3) n S (H 2SO4) n S (SO2) n S (S ) n S (H 2S ) 2a 2a 0,1 n H (H 2O) n H (H 2S ) Áp dụng ĐLBTKL ta có: a 0,3 2a 0,1 30 95a 400 0,15 64 0.1 32 0,0534 18 3 2 Giải phương trình trên ta được a = 1,0575(mol) Khối lượng của Fe2(SO4)3: a 0,3 1,0575 0,3 m 400 400 101(g) Fe2(SO4)3 3 3 .Nguyên tắc và phương pháp áp dụng ٭ Tương tự như phương pháp áp dụng định luật bảo toàn khối lượng, khi làm bài tập áp dụng định luật bảo toàn nguyên tố, học sinh không cần thiết phải viết phương trình hóa học nếu bài toán không yêu cầu, các em chỉ cần lập sơ đồ hợp thức, xác định đúng chiều hướng phản ứng và bản chất của quá trình. Vì vậy muốn làm được điều này học sinh phải nắm vững cơ sở lí thuyết, khái quát hóa tất cả các đơn vị kiến thức trong bài, xác định được mục đích của bài làm. Tự luyện và nâng cao ٭ 1. Cho V lit (đktc) khí H2 đi qua bột CuO đun nóng thu được 32 gam Cu. Nếu cho V lit H2 đi qua FeO nung nóng thì lượng Fe thu được là bao nhiêu. 2. Đốt cháy hoàn toàn một lượng Fe đã dùng hết 2,24 lit oxi (đktc), thu được hỗn hợp A gồm các oxit sắt và Fe dư. Khử hoàn toàn A bằng CO dư, khí đi ra sau phản ứng được dẫn vào bình nước vôi trong dư. Tính khối lượng kết tủa thu được. 3. Hỗn hợp A gồm Fe và các oxit sắt, có khối lượng 2,6 gam. Cho khí CO đi qua A nung nóng, khí đi ra sau phản ứng dẫn vào bình đựng dung dịch nước vôi trong dư, thu được 10 gam kết tủa. Tính khối lượng Fe thu được. 4. Khử 3,48 gam một oxit của kim loại M cần dùng 1,344 lit H 2 (đktc). Toàn bộ lượng kim loại M cho tác dụng với dung dịch HCl dư, cho 1,008 lit H2 (đktc). Tìm công thức hóa học của oxit. Người thực hiện: Nguyễn Tấn Anh – Trường THCS Hoài Hương – Hoài Nhơn –Bình Định. 20
  6. Sáng kiến kinh nghiệm năm 2011 - 2012 hóa 8,9 nhiều năm liền có nhiều bài tập nếu áp dụng phương pháp bảo toàn khối lượng và bảo toàn nguyên tố các em sẽ giải quyết các bài tập hết sức đơn giản. Đây chỉ là một phần nhỏ trong hệ thống bài tập hóa học nâng cao. Để trở thành một học sinh giỏi hóa thì học sinh còn phải rèn luyện nhiều phương pháp khác. Tuy nhiên, muốn giải bất cứ một bài tập nào, học sinh cũng phải nắm thật vững kiến thức giáo khoa về hóa học. Không ai có thể giải đúng một bài toán nếu không biết chắc phản ứng hóa học nào xảy ra, hoặc nếu xảy ra thì tạo sản phẩm gì, điều kiện phản ứng như thế nào?. Như vậy, nhiệm vụ của giáo viên không những tạo cơ hội cho HS rèn kỹ năng giải bài tập hóa học, mà còn xây dựng một nền kiến thức vững chắc, hướng dẫn các em biết kết hợp nhuần nhuyễn những kiến thức, kỹ năng hóa học với năng lực tư duy toán học. c. Khả năng áp dụng ở đơn vị hoặc trong ngành: Giáo viên bồi dưỡng hóa học có thể sử dụng như một tài liệu giảng dạy để bồi dưỡng học sinh giỏi. 3. Lợi ích kinh tế- xã hội - Với học sinh: Khi tiếp xúc với đề tài này các em được trang bị một hệ thống kiến thức logic về phương pháp giải bài tập hóa học, làm nền tản để nghiên cứu ngững đơn vị kiến thức cao hơn. Ngoài ra các em khi tìm mua những tài liệu viết về vấn đề này sẽ rất khó khăn vì nội dung đề cập rất ít, các em có thể sử dụng nội dung đề tài làm tư liệu học tập. - Với giáo viên: Có thể áp dung đề tài như một tài liệu dùng để bồi dưỡng học sinh giỏi hóa học nói chung và những học sinh khá giỏi nói riêng, tạo cho các em niềm tin khi tiếp xúc với bài tập hóa học. - Khi áp dụng nội dung đề tài thời gian giải bài tập hóa học theo dạng này được rút ngán đáng kể, ít tốn thời gian, hạn chế sai sót vì bài giải ngán gọn. - Khi đã húng thú học tập các em sẽ tự giác, chủ động , tự tin, sáng tạo, từ đó chất lượng học tập đạt ngày càng cao, làm cho cha mẹ học sinh tin tưởng, nhiệt tình ủng hộ, tích cực phối hợp với nhà trường thực hiện thắng lợi nhiệm vụ năm học. C. KẾT LUẬN *Trong quá trình bồi dưỡng học sinh giỏi, tôi đã vận dụng đề tài này và rút ra một số kinh nghiệm thực hiện như sau: - Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho mỗi dạng bài tập cần bồi dưỡng cho HS. Xây dựng được nguyên tắc và phương pháp giải các dạng bài toán đó. - Tiến trình bồi dưỡng kỹ năng được thực hiện theo hướng đảm bảo tính kế thừa và phát triển vững chắc. Tôi thường bắt đầu từ một bài tập mẫu, hướng dẫn phân tích Người thực hiện: Nguyễn Tấn Anh – Trường THCS Hoài Hương – Hoài Nhơn –Bình Định. 22
  7. Sáng kiến kinh nghiệm năm 2011 - 2012 1. Hệ thống đề thi học sinh giỏi hóa 8 cấp huyện các năm. 2. Sách giáo khoa, sách bài tập hóa học lớp 8. 9. 3. Những chuyên đề hóa học THCS của Nguyễn Thành Chung. 4. Bồi dưỡng học sinh giỏi THCS hóa học của Nguyễn Viết Tạo. 5. Phương pháp giải bài tập hóa học của Đặng Thị Oanh. 6. Phương pháp giải bài tập hóa học của Ngô Ngọc An. MỤC LỤC. NỘI DUNG TRANG A - TÊN ĐỀ TÀI: 1 B- CẤU TRÚC, NỘI DUNG ĐỀ TÀI: 1 Người thực hiện: Nguyễn Tấn Anh – Trường THCS Hoài Hương – Hoài Nhơn –Bình Định. 24
  8. Sáng kiến kinh nghiệm năm 2011 - 2012 . . Người thực hiện: Nguyễn Tấn Anh – Trường THCS Hoài Hương – Hoài Nhơn –Bình Định. 26