Chuyên đề hóa học

PGD & ĐT DUYÊN HẢI
TRƯỜNG THCS LONG HỮU
Chuyên Đề Cấp Huy?n:
GIÚP HỌC SINH PHÁT HIỆN VÀ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ KHI GIẢI BÀI TẬP HÓA HỌC
GV: Tr?n Th? C?m Nhung
Năm Học: 2010 - 2011
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
I-ĐẶT VẤN ĐỀ
Như chúng ta đã biết môn hóa học là một môn học rất khó đối với học sinh THCS, nhất là các dạng bài tập. Vì thời gian luyện tập tương đối ít và cũng là môn học có liên quan đến môn học khác như : Toán học, vật lí, sinh học,..bài tập hóa học rất phong phú và đa dạng, nên học sinh rất lúng túng khi làm bài tập. Nếu giáo viên biết cách giúp học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề nhằm giúp các em củng cố vững chắc các kiến thức lý thuyết và tự hoàn thiện các kỹ năng phân tích đề, rèn luyện cho các em kỹ năng nhạy bén khi chọn câu trả lời đúng trong các bài tập trắc nghiệm khách quan và bài tập tự luận.
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Rèn luyện tính chính xác khoa học nâng cao lòng yêu thích môn học. Vì vậy “Giúp học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học”. Đó là lí do tôi chọn chuyên đề này.
II- GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
Trong dạy học nêu vấn đề không chỉ coi trọng việc truyền thụ kiến thức mà còn coi trọng cả việc hướng dẫn cho học sinh độc lập tìm ra con đường dẫn đến kiến thức mới. Những vấn đề trong học tập, luôn tồn tại một cách khách quan nhưng không phải lúc nào học sinh cũng nhận ra nó. Vì khả năng nhận thấy vấn đề là một phẩm chất, một thành phần quan trọng của tư duy sáng tạo.
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Bài tập có rất nhiều khả năng rèn luyện cho học sinh năng lực phát hiện vấn đề và giải quyết vấn đề. Ở bất cứ công đoạn nào của quá trình dạy học đều có thể sử dụng bài tập. Khi dạy bài mới có thể dùng bài để vào bài, để tạo tình huống có vấn đề, để chuyển tiếp phần này sang phần kia, để củng cố bài, để hướng dẫn học sinh học bài ở nhà, khi ôn tập củng cố, luyện tập và kiểm tra đánh giá thì nhất thiết phải dùng bài tập.
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
1- CÁC BÀI TẬP HOÁ VÔ CƠ
Bài tập 1:
Hoà tan hỗn hợp gồm có 0,4 mol Fe và 0,2 mol Fe2O3 trong dung dịch HCl dư được dung dịch A. Cho dung dịch A tác dụng với dung dịch NaOH dư, kết tủa thu được đem nung trong không khí đến khối lượng không đổi. Tính khối lượng chất rắn thu được ?
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
* Cách giải thông thường
Fe + 2HCl  FeCl2+ H2
0,4 mol 0,4 mol
Fe2O3+ 6HCl 2FeCl3+ 3H2O
0,2 mol 0,4 mol
HCldư + NaOH NaCl + H2O
FeCl2 + 2NaOH  Fe(OH)2 + 2NaCl
0,4mol 0,4mol
4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3
0,4mol 0,4mol
2Fe(OH)3  Fe2O3 + 3H2O
Khối lượng chất rắn thu được : 160.0,4 = 64 gam
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
* Cách giải nhanh
Phát hiện vấn đề : Chỉ có 0,4 mol Fe là có biến đổi thành Fe2O3
Giải quyết vấn đề : Chỉ cần tính lượng Fe2O3 sinh ra từ Fe để cộng với lượng Fe2O3 đã có từ đầu.
2Fe  Fe2O3
0,4mol 0,4mol
mFe2O3= 160. (0,2 + 0,2) = 64 gam
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Bài tập 2:
Cho 20 gam hỗn hợp Mg và Fe tác dụng hết với dung dịch HCl thu được 1 gam khí hiđro. Tính khối lượng muối tạo ra trong dung dịch ?
* Cách giải thông thường
Gọi x, y lần lượt là số mol Mg và Fe
Mg + 2HCl MgCl2 + H2
x mol x mol x mol
Fe + 2HCl  FeCl2 + H2
y mol y mol y mol
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Hệ phương trình : 24x + 56y = 20 (a)
x + y = 0,5 (b)
Giải hệ phương trình : x = 0,25
y = 0,25
Khối lượng MgCl2 = 95 . 0,25 = 23,75 gam
Khối lượng FeCl2 = 127.0,25 = 31,75 gam
Tổng khối lượng muối thu được là 55,5 gam
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
* Cách giải nhanh
Phát hiện vấn đề : Từ công thức HCl ta thấy cứ 1 mol nguyên tử H thoát ra thì cũng có 1 mol nguyên tử Cl tạo muối
Giải quyết vấn đề: Muốn tìm khối lượng muối thì lấy khối lượng kim loại cộng với khối lượng gốc axit
Khối lượng muối = 20 + 35,5 . 1 = 55,5 gam
Bài tập 3:
Khử hoàn toàn 5,8 gam oxit sắt bằng CO ở nhiệt độ cao, sản phẩm khí dẫn vào dung dịch Ca(OH)2 dư tạo ra 10 gam kết tủa. Xác định công thức oxit sắt ?
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Phát hiện vấn đề :
Số mol O của oxit = nCO= nCO2
= nCaCO3 = 0,1mol
CO2 + Ca(OH)2CaCO3 + H2O
0,1 mol 0,1 mol
Giải quyết vấn đề :
nFe = 5,8 – (16 . 0,1) = 4,2 gam
nFe : nO= 0,075 : 0,1 = 3 : 4
Công thức oxit sắt là Fe3O4
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Bài tập 4:
Nhúng lá nhôm vào dung dịch CuSO4, sau một thời gian lấy lá nhôm ra khỏi dung dịch thấy khối lượng dung dịch giảm 1,38 gam. Tính khối lượng nhôm tham gia phản ứng ?
Phát hiện vấn đề:
Khối lượng dung dịch giảm nghĩa là khối lượng lá nhôm sau phản ứng tăng 1,38 gam


Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Giải quyết vấn đề:
Từ độ tăng của lá nhôm (do lượng Cu bám vào lớn hơn lượng Al mất đi) mAl tham gia
2Al + 3CuSO4  Al2(SO4)3 + 3Cu
x mol 1,5x mol
1,5x . 64 – 27x = 1,38
x = 0,02 mAl = 0,54 gam
Bài tập 5:
Cho hỗn hợp dung dịch axit gồm 0,1 mol H2SO4 và 0,2 mol HCl vào hỗn hợp kiềm lấy vừa đủ gồm 0,3 mol NaOH và 0,05 mol Ca(OH)2. Tính khối lượng muối tạo thành sau phản ứng ?
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Phát hiện vấn đề:
Muối tạo thành sau phản ứng là do sự kết hợp của các kim loại trong kiềm với các gốc trong axit
Giải quyết vấn đề:
Khối lượng muối tạo thành:
mNa + mCa + mSO4 + mCl
= 23 . 0,3 + 40 . 0,05 + 96 . 0,1 + 0,2 . 35,5 =25,6gam
Bài tập 6:
Cho 4,64 gam hỗn hợp FeO, Fe2O3, Fe3O4 (trong đó số mol FeO = số mol Fe2O3) tác dụng vừa đủ với V lít dung dịch HCl 1M. Tính V ?
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Phát hiện vấn đề:
Do Fe3O4 là hỗn hợp của FeO, Fe2O3;
mà mFe2O3= mFe nên có thể coi hỗn hợp chỉ gồm Fe3O4
Giải quyết vấn đề:
Fe3O4 + 8HCl FeCl2 + 2FeCl3 + 4H2O
0,02 mol 0,02 mol
Vdd HCl = 0,16 lít
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Bài tập 7:
Cho 3,44 gam hỗn hợp Fe và Fe3O4 tác dụng hết với dung dịch HCl thu được dung dịch A. Cho NaOH dư vào dung dịch A, lọc lấy kết tủa nung đến khối lượng không đổi cân nặng 4 gam. Tính khối lượng mỗi chất trong hỗn hợp đầu ?
Phát hiện vấn đề:
Khi cho hỗn hợp tác dụng với dung dịch HCl rồi lấy sản phẩm thu được tác dụng với dung dịch NaOH và lọc kết tủa đem nung ta thấy toàn bộ hỗn hợp đầu đã chuyển thành
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Fe  Fe2O3 ; Fe3O4  Fe2O3
Giải quyết vấn đề:
Tính mFe trong 4 gam Fe2O3 = 2,8 gam
mO trong Fe3O4 : 3,44 – 2,8 = 0,64 gam
mFe3O4= 2,32 gam
mFe = 3,44 – 2,32 = 1,12 gam
Bài tập 8 :
Nhúng một miếng nhôm nặng 10 gam vào 500 ml dung dịch CuSO4 0,4M. Sau một thời gian lấy miếng nhôm ra, rửa sạch, sấy khô, cân nặng 11,38 gam. Tính khối lượng đồng thoát ra bám vào miếng nhôm
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Phát hiện vấn đề:
Al phản ứng thì khối lượng miếng Al bị giảm, còn Cu tạo thành bám vào miếng Al nên khối lượng tăng lên
Giải quyết vấn đề:
2Al + 3CuSO4 Al2(SO4)3 + 3Cu
2x mol x mol 3x mol
10 – 2x . 27 + 3x . 64 = 11,38 x = 0,01 mol
mCu thoát ra : 3x . 64 = 3. 0,01 = 1,92 gam
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Bài tập 9:
Cho 0,3 mol FexOy tham gia phản ứng nhiệt nhôm thấy tạo ra 0,4 mol Al2O3. Xác định công thức oxit sắt ?
Phát hiện vấn đề :
Al lấy đi oxi của FexOy để tạo ra Al2O3. Vì vậy số mol nguyên tử O trong Al2O3 và trong FexOy phải bằng nhau
Giải quyết vấn đề:
0,3y = 0,4 . 3 = 1,2  y = 4 Fe3O4
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Bài tập 10:
Khử hoàn toàn 32 gam hỗn hợp CuO và Fe2O3 bằng khí H2 thấy tạo ra 9 gam nước. Tính khối lượng hỗn hợp kim loại thu được ?
Phát hiện vấn đề:
Khử 2 oxit, H2 lấy oxi của 2 oxit để tạo ra H2O , mH2O= mO của oxit
Giải quyết vấn đề:
Từ nH2O tìm được số mol của nguyên tử O trong hỗn hợp 2 oxit mO = 16 . 0,5 = 8 gam, lấy mhh hai oxit trừ mO2 mkim loại = 32 – 8 = 24 gam
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
2- CÁC BÀI TẬP HOÁ HỮU CƠ
Bài tập 1:
Cho 10 lít hỗn hợp metan và axetilen tác dụng với 10 lít hiđro. Sau khi phản ứng xảy ra hoàn toàn thu được 16 lít hỗn hợp khí (thể tích các khí đo cùng điều kiện). Tính thể tích mỗi khí trước phản ứng ?
Phát hiện vấn đề:
Chỉ có C2H2 phản ứng và thể tích hỗn hợp giảm sau phản ứng bằng thể tích hiđro tham gia
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Giải quyết vấn đề: Vì các khí đo cùng điều kiện nên tỉ lệ mol chính là tỉ lệ về thể tích
C2H2 + 2H2  C2H6
1V 2V 1V
x lít 4 lít
2 lít C2H2 và còn lại 8 lít CH4
Bài tập 2:
Đốt cháy hoàn toàn 1 lít hợp chất hữu cơ A cần 5 lít oxi thu được 3 lít CO2 và 4 lít hơi nước. Xác định công thức phân tử A ?. Biết các khí đo ở cùng điều kiện.
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Phát hiện vấn đề:
Trong một phản ứng hoá học, có bao nhiêu nguyên tử của nguyên tố trước phản ứng thì có bấy nhiêu nguyên tử của nguyên tố đó sau phản ứng
Giải quyết vấn đề:
CxHyOz + 5O2  3CO2 + 4H2O
Vì các khí đo ở cùng điều kiện nên ta so sánh số nguyên tử các nguyên tố ở 2 vế
x = 3 ; y = 8 ; z = 0 . Vậy công thức phân tử A: C3H8
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Bài tập 3:
X là este của glyxerol và axit hữu cơ Y. Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X rồi cho hấp thụ tất cả sản phẩm cháy vào dung dịch Ca(OH)2 dư thu được 60 gam kết tủa. Xác định công thức cấu tạo của X ?
Phát hiện vấn đề:
nCO2 = nCaCO3 = 0,6 mol
Đốt cháy hoàn toàn 0,1 mol X 0,6 mol CO2. Vậy X có 6 nguyên tử C
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Giải quyết vấn đề:
Vì X là este của glyxerol và axit hữu cơ, riêng glyxerol có 3 nguyên tử C còn 3 nguyên tử ở gốc axit  Công thức cấu tạo của axit là HCOOH và công thức cấu tạo của este X là (HCOO)3C3H5
Bài tập 4:
Khi đốt cháy hoàn toàn một thể tích hiđrocacbon X thu được thể tích khí CO2 bằng với thể tích hiđrocacbon X khi đem đốt (đo trong cùng điều kiện). Xác định công thức phân tử hiđrocacbon ?
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Phát hiện vấn đề:
Khi đốt cháy hoàn toàn thì số nguyên tử C trong CO2 sinh ra luôn bằng số nguyên tử C trong X
Giải quyết vấn đề:
Trong những hiđrocacbon chỉ có CH4 là khi đốt cháy cho VCO2 = Vhiđrocacbon
CH4 + 2O2  CO2 + 2H2O
V lít V lít
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Bài tập 5:
Một ankan X và một anken Y có tỉ lệ số mol (1:1). Số nguyên tử C của ankan gấp 2 lần số nguyên tử C của anken. Lấy m gam hỗn hợp thì làm mất màu vừa đủ dung dịch chứa 0,1 mol Br2. Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp thì thu được 0,6 mol CO2. Xác định công thức phân tử của X và Y ?
Phát hiện vấn đề:
Vì số nguyên tử C của ankan gấp 2 lần số nguyên tử C của anken, nghĩa là số mol CO2 của ankan gấp đôi số mol CO2 của anken
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Giải quyết vấn đề:
nBr2 = n anken = n ankan = 0,1 mol
nCO2 của anken = 0,2 mol
Phân tử anken có 2 nguyên tử C, phân tử ankan có 4 nguyên tử C
Vậy công thức phân tử X: C4H10 và Y: C2H4
Bài tập 6:
Đốt cháy hoàn toàn m gam hỗn hợp gồm CH4, C3H6 và C4H10 thu được 17,6 gam CO2 và 10,8 gam nước. Tính m ?
Phát hiện vấn đề:
Khi đốt cháy hiđrocacbon thì cacbon tạo ra CO2 và hiđro tạo ra H2O. Tổng khối lượng C và H trong CO2 và H2O phải bằng khối lượng của hiđrocacbon
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Giải quyết vấn đề:
mhỗn hợp = mC + mH =17,6:44.12+10,8:18.2=6gam
Bài tập 7:
Đốt cháy hoàn toàn hỗn hợp gồm một ankan và một anken. Cho sản phẩm cháy lần lượt đi qua bình 1 đựng P2O5 dư và bình 2 đựng KOH rắn dư, thấy bình 1 tăng 4,14 gam, bình 2 tăng 6,16 gam. Tính số mol ankan có trong hỗn hợp ?
Phát hiện vấn đề:
Khi đốt cháy ankan thu được số mol H2O lớn hơn số mol CO2 và số mol ankan cháy bằng hiệu số của số mol H2O và số mol CO2
C2H2n + (3n+1) :2 O2  nCO2 + (n + 1)H2O
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Giải quyết vấn đề:
nH2O= 4,14:18 = 0,23 mol ; nCO2 =6,16:44 = 0,14mol
nankan = nH2O – nCO2 = 0,23 – 0,14 = 0,09 mol
Bài tập 8:
Cho a gam C2H5OH tác dụng với 6 gam CH3COOH (có H2SO4 đặc xúc tác và nhiệt độ; giả sử hiệu suất phản ứng là 100%) thu được b gam este. Tính b ?
Phát hiện vấn đề:
Đốt cháy 2 chất hữu cơ, phân tử có cùng số nguyên tử C, được cùng số mol CO2 thì 2 chất hữu cơ đem đốt có cùng số mol
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Giải quyết vấn đề:
nC2H5OH= nCH3COOH =1/2 nCO2 = 0,1 mol
nCH3COOC2H5 = 0,1 mol  mEste= b = 0,1 . 88
= 8,8 gam
Bài tập 9:
Hỗn hợp A gồm một axit no đơn chức và một este no đơn chức. Lấy a gam hỗn hợp này thì phản ứng vừa đủ với 200 ml dung dịch NaOH 0,5M. Đốt cháy a gam hỗn hợp này thì thu được 0,4 mol CO2. Tính số gam nước thu được?
Phát hiện vấn đề:
Công thức chung của axit no đơn chức và este no đơn chức có dạng CnH2nO2 nên khi đốt cháy đều cho số mol CO2 bằng số mol H2O.
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Giải quyết vấn đề:
nCO2 = nH2O = 0,4 mol 
mH2O = 0,4 . 18 = 7,2 gam
Bài tập 10:
Trộn hai thể tích metan với một thể tích hiđrocacbon X thu được hỗn hợp khí (đktc) có tỉ khối so với hiđro bằng 15. Xác định công thức phân tử X ?
Phát hiện vấn đề:
Vì trộn 2 khí là đồng thể nên có thể sử dụng phương pháp đường chéo
Giải quyết vấn đề:
M = 15 . 2 =30
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
2V : 16 MX – 30
30
1V : MX 30 – 16

MX = 58
Với 12x + y = 58. Xét bảng chỉ có nghiệm x = 4 ; y =10 Công thức phân tử là C4H10
Trên đây là một số bài tập mang tính chất điển hình để hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề. Vì vậy khi rèn luyện kĩ năng giải một dạng bài tập nào đó, cần cho học sinh giải từ 2 đến 3 bài tập cùng dạng thì mới có thể hình thành được kĩ năng. Mặt khác cần xây dựng bài tập theo mẫu có sẵn, để không lặp lại nguyên si ta có thể thay đổi lượng chất, thay đổi chất, thay đổi cách hỏi.
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Ví dụ: Bài tập có sẵn là
Cho một lượng hỗn hợp CuO và Fe2O3 tác dụng hết với dung dịch HCl thu được hai muối có tỉ lệ mol (1:1). Tính phần trăm khối lượng mỗi oxit trong hỗn hợp ?
Bài tập tương tự
Cho hỗn hợp CuO và Fe2O3 (mỗi chất chiếm 50% khối lượng) tác dụng hết với dung dịch HCl. Tính tỉ lệ mol của hai muối thu được ?
Cách giải các bài tập trong từng ví dụ trên thì giống nhau, nhưng dữ kiện của mỗi đề bài thì khác nhau. Như vậy vừa hình thành được kĩ năng giải bài tập vừa đào sâu mở rộng được kiến thức sẽ không là cho học sinh nhàm chán
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
III- KẾT LUẬN
Như vậy ngoài những kiến thức cơ bản về lý thuyết mà giáo viên cần thiết phải trang bị cho học sinh, thì việc hướng dẫn cho học sinh phát hiện và giải quyết những tình huống nảy sinh trong học tập bộ môn, đặc biệt là trong các bài tập hoá học là vấn đề không thể thiếu được trong xu hướng đổi mới cách kiểm tra đánh giá học sinh.
Giải các bài tập hoá học là biện pháp rất quan trọng, để củng cố và nắm vững khái niệm, tính chất hoá học các chất. Căn cứ vào thực trạng học tập và khả năng giải các bài tập hoá học của học sinh khối trung học cơ sở cũng như trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi hiện nay. Tôi thiết nghĩ với mỗi loại bài tập hoá học, dưới sự hướng dẫn của giáo viên bộ môn cùng với trình độ tiếp thu kiến thức của học sinh.
Hướng dẫn học sinh phát hiện và giải quyết vấn đề khi giải bài tập hóa học
Người giáo viên bộ môn hoá học cần nổ lực nghiên cứu, tham khảo tìm ra biện pháp tối ưu nhất để giảng dạy, hướng dẫn học sinh học tập tích cực, chủ động sáng tạo, rèn luyện cho học sinh tính chính xác khoa học nâng cao lòng yêu thích bộ môn
Trên đây là những suy nghĩ, kinh nghiệm mà tôi đã tích luỹ được qua quá trình làm công tác giảng dạy cũng như trong việc bồi dưỡng học sinh giỏi. Chuyên đề này thực hiện chắc chắn sẽ có nhiều điều cần bổ sung. Rất mong nhận được những ý kiến đóng góp quý báu của quý đồng nghiệp.


Báo cáo chuyên đề đến đây kết thúc.
Xin ý kiến đóng góp của quý thầy cô để chuyên đề hoàn thành tốt hơn
Chúc quý thầy cô dồi dào sức khỏe và luôn hoàn thành xuất sắc nhiệm vụ được giao

Xin trân trọng kính chào!