Skkn - phương pháp giải bài toán về co2 (so2) tác dụng với kiềm dạng r(oh)2

  • Số trang: 20 |
  • Loại file: DOC |
  • Lượt xem: 12 |
  • Lượt tải: 0
hoanggiang80

Đã đăng 24000 tài liệu

Mô tả:

Sáng kiến kinh nghiệm MỤC LỤC Nội dung đề tài Trang A- Phần mở đầu............................................................................................. 2 I- Lý do chọn đề tài.......................................................................................... 2 II- Mục đích nghiên cứu................................................................................... 2 III- Đối tượng nghiên cứu............................................................................... 3 IV- Phương pháp nghiên cứu........................................................................... 3 V- Giới hạn của đề tài...................................................................................... 3 VI- Phạm vi và kế hoạch nghiên cứu............................................................... B- Nội dung đề tài 3 IIThực trạng của vấn đề nghiên cứu .......................................................................................................................... 6 4 4 I- Cơ sở lý luận................................................................................................. III- Kinh nghiệm vận dụng đề tài vào thực tiễn............................................... 7 Dạng 1: Xác định được số mol của CO2 (hoặc SO2) và R(OH) 2................ Dạng 2: Chỉ biết số mol của một chất CO2 (SO2) hoặc kiềm 8 Dạng 4: CO2 (SO2) tác dụng với hỗn hợp kiềm X(OH) 2 và YOH .......................................................................................................................... 11 15 12 Dạng 3: Biết khối lượng của một muối hoặc khối lượng chung................ IV- Kết quả đạt được và bài học kinh nghiệm................................................. 17 1- Kết quả đạt được.......................................................................................... 17 2- Bài học kinh nghiệm.................................................................................... 18 C- Kết luận...................................................................................................... 19 Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 1 Sáng kiến kinh nghiệm A- PHẦN MỞ ĐẦU: I- LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI: Mục tiêu chính của đổi mới phương pháp dạy học là nhằm góp phần thực hiện mục tiêu đổi mới nền giáo dục nước nhà. Theo luật Giáo dục Việt Nam: "Phương pháp giáo dục phổ thông phải phát huy tính tích cực, tự giác chủ ñộng sáng tạo của học sinh phù hợp với đặc điểm của từng lớp học, từng môn học, bồi dưỡng phương pháp tự học, rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức vào thực tiễn tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui hứng thú học tập cho học sinh". Muốn đổi mới giáo dục thì phải tích cực đổi mới cách dạy và cách học, thay đổi nhận thức về chất lượng dạy và học. Như vậy, đổi mới phương pháp dạy học phải chống thói quen áp đặt, “rót kiến thức” và tạo ra cơ hội cho học sinh tiếp cận và phát hiện kiến thức, biết giải quyết các vấn đề một cách linh hoạt và sáng tạo. Ngày nay, việc đổi mới trong các bài giảng lý thuyết đã được áp dụng một cách rộng rãi và có hiệu quả. Tuy nhiên, đổi mới trong phương pháp bồi dưỡng kỹ năng giải bài tập cho học sinh vẫn còn nhiều hạn chế (nhất là trong công tác bồi dưỡng học sinh giỏi); giáo viên vẫn còn sử dụng theo lối mòn (giáo viên giải mẫu, học sinh làm theo), chưa phát huy hết tiềm lực về tư duy, tính sáng tạo và trí thông minh của học sinh. Trong nhiều năm làm nhiệm vụ bồi dưỡng học sinh giỏi cho trường và phòng và thi vào trường chuyên, tôi nhận thấy học sinh giỏi vẫn còn nhiều lúng túng khi giải các bài toán phức tạp. Sự lúng túng này càng thể hiện rõ khi các em tham gia giải các bài toán có liên quan đến phản ứng giữa CO 2 hoặc SO2 tác dụng với kiềm dạng R(OH)2. Trong khi loại bài tập này hầu như không thể thiếu trong các kỳ thi học sinh giỏi. Từ những sai lầm và rất lúng túng của học sinh, tôi đã kiểm tra, phân tích thực trạng và tìm nguyên nhân chính là do các em chưa hiểu bản chất của phản ứng giữa oxit axit với kiềm ( trong nó có phản ứng của CO2 (hoặc SO2) tác dụng với R(OH)2). Với những lý do trên tôi đã tìm tòi nghiên cứu, tham khảo tư liệu và áp dụng đề tài: “Phương pháp giải bài toán về CO2 hoặc SO2 tác dụng với kiềm dạng R(OH)2” nhằm giúp cho các em HS giỏi khắc phục những sai lầm; biết giải các bài tập loại này Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 2 Sáng kiến kinh nghiệm một cách tự tin và hiệu quả. II- MỤC ĐICH NGHIÊN CỨU: Đề tài nhằm mục đích làm rõ bản chất của phản ứng CO 2 hoặc SO2 tác dụng với kiềm của kim loại hóa trị II, qua đó giúp học sinh hình thành kỹ năng giải các bài toán có liên quan đến phản ứng hóa học này. Đề tài còn nhằm phát huy tính tích cực, sáng tạo trong giải toán hóa học của học sinh, góp phần nâng cao chất lượng đội tuyển học sinh giỏi. III- ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: Đề tài này nghiên cứu bản chất của phản ứng phản ứng CO 2 (hoặc SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 và các phương pháp giải các bài toán hóa học có liên quan đến phản ứng này. IV- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU: 1. Phương pháp chủ yếu: Để thực hiện đề tài, tôi sử dụng phương pháp chủ yếu là tổng kết kinh nghiệm, được thực hiện theo các bước: Xác định đối tượng: Xuất phát từ những khó khăn vướng mắc trong công tác bồi dưỡng HS giỏi, tôi xác định cần phải có một đề tài nghiên cứu về các phương pháp giải bài toán về phản ứng giữa CO2 (hoặc SO2) với kiềm. Thể nghiệm và đúc kết kinh nghiệm: Trong quá trình vận dụng đề tài, tôi đã áp dụng nhiều biện pháp, như: trao đổi cùng giáo viên có kinh nghiệm, trò chuyện cùng học sinh; kiểm tra, đánh giá và so sánh kết quả. 2. Các phương pháp hỗ trợ: Ngoài ra, tôi còn dùng một số phương pháp hỗ trợ khác như phương pháp nghiên cứu tài liệu, điều tra nghiên cứu… V- GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI: - Đề tài này chỉ nghiên cứu và áp dụng cho đối tượng học sinh khá, giỏi, học sinh thi vào trường chuyên tỉnh, chuyên bộ - Về mặt kiến thức kỹ năng, đề tài chỉ nghiên cứu một số phương pháp giải toán có liên quan ñến phản ứng CO2 (hoặc SO2) tác dụng với kiềm của kim loại hóa trị II. VI- PHẠM VI VÀ KẾ HOẠCH NGHIÊN CỨU: - Kế hoạch thực hiện đề tài: Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 3 Sáng kiến kinh nghiệm + Đề tài bắt đầu nghiên cứu từ tháng 9 năm 2012 + Được thử nghiệm trong năm học 2012 - 2013 và học kỳ I năm học 2013 - 2014 + Đề tài đã được tổng kết, rút kinh nghiệm vào tháng 12 năm 2014. B- NỘI DUNG ĐỀ TÀI I- CƠ SỞ LÝ LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẢI BÀI TOÁN VỀ PHẢN ỨNG CO2 (SO2) TÁC DỤNG VỚI KIỀM DẠNG R(OH)2. Giải toán hóa học là sự kết hợp nhuần nhuyễn giữa hiện tượng và bản chất hóa học với các kỹ năng về toán học. Tuy nhiên, muốn giải chính xác một bài toán hóa học (loại tính theo phương trình hóa học) thì trước tiên phải viết đầy đủ và chính xác các phương trình hóa học xảy ra, đây là “chìa khóa” để mở đáp án của một bài toán hóa học. Chỉ cần một nhầm lẫn nhỏ trong việc viết phương trình hóa học thì mọi nổ lực trong giải toán đều trở nên vô nghĩa. Trong hệ thống các bài tập hóa học nâng cao có rất nhiều loại bài tập mà bản chất của phản ứng rất phức tạp, học sinh thường viết thiếu phương trình phản ứng hoặc xác định sai về chất sản phẩm, do đó không thể nào có được lời giải và đáp số chính xác. Một trong các loại bài tập phức tạp đó là dạng toán về CO 2 tác dụng với kiềm hóa trị II dạng R(OH)2. Để giải tốt loại bài toán này thì học sinh phải hiểu được bản chất của phản ứng. Vậy bản chất của phản ứng này như thế nào ? 1. Bản chất phản ứng giữa CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2. Giả sử dẫn b (mol) CO2 (hoặc SO2) vào dung dịch chứa a (mol) kiềm Ca(OH) 2 hoặc Ba(OH)2 thì phản ứng xảy ra theo trình tự như sau: Đầu tiên, phản ứng tạo muối trung hoà, đến khi n RCO3  n R (OH)2  a thì kết tủa đạt cự đại (với R là kim loại kiềm hoá trị II): CO2 + R(OH)2  RCO3  + H2O a a a (1) (mol) Nếu tiếp tục bơm CO2 thì kết tủa RCO3 bị tan dần và chuyển thành muối R(HCO3)2. Khi n CO 2  2a thì kết tủa tan hoàn toàn CO2 a + H2O + RCO3  R(HCO3)2 a (1') (mol) Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 4 Sáng kiến kinh nghiệm Tổng hợp (1) và (1') ta có PTHH chung 2CO2 + R(OH)2  R(HCO3)2 2a a a (2) (mol) Như vậy, tùy thuộc vào tỷ lệ số mol của oxit axit và kiềm mà muối tạo thành có thể là muối trung hòa hoặc muối axit hoặc cả hai muối. Để đơn giản trong việc giải các bài toán có liên quan, giáo viên có thể rút ra nhận xét tương đối về mặt định tính nhưng giúp học sinh giải toán vừa nhanh, vừa chính xác: * Nếu chỉ tạo muối trung hòa thì coi như chỉ xảy ra phản ứng (1) * Nếu chỉ tạo muối axit thì coi như chỉ xảy ra phản ứng (2) * Nếu tạo đồng thời hai muối thì coi như chỉ xảy ra cả (1) và (2). 2. Phương pháp xác định nhanh loại muối tạo thành: Căn cứ vào bản chất của phản ứng, chúng ta có thể kết luận nhanh loại muối tạo n CO2 (SO2 ) thành dựa theo tỷ lệ số mol Nếu đặt T  n R (OH)2 n CO2 (SO2 ) n R (OH)2  . b thì có 5 trường hợp tạo muối như sau: a Giá trị T Quan hệ mol Muối tạo thành Chất dư T >2 b > 2a R(HCO3)2 CO2 T=2 b = 2a R(HCO3)2 vừa ñủ 1< T < 2 a < b < 2a Cả 2 muối vừa ñủ T=1 b= a vừa ñủ RCO3 T<1 b nkết tủa thì luôn tại hỗn hợp 2 muối. Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 14 Sáng kiến kinh nghiệm Ví dụ 3: Hấp thụ V (lít) SO 2 (đktc) vào 150 ml dung dịch Ba(OH) 2 0,2M. Sau phản ứng, cô cạn hỗn hợp sản phẩm thu ñược 8,15 gam muối. Tìm V. *Phát hiện vấn đề: Vì đề cho có 8,15 gam muối chung nên chưa biết muối nào. Nên giả sử phản ứng tạo 2 muối, nếu muối nào có số mol bằng 0 thì coi như không được sinh ra. *Bài giải: * Cách 1: Phương pháp biện luận theo 3 trường hợp. Trường hợp 1: Phản ứng chỉ tạo ra muối trung hòa BaSO3 nBa(OH)2 n Ba(OH)2  0,15 � 0,2  0,03 (mol) SO2 + Ba(OH)2 0,03 BaSO3  + H2O 0,03 (mol) m BaSO3 (max)  0,03 � 217  6,51 (gam)  8,15 (vô lý) Trường hợp 2: Phản ứng chỉ tạo muối axit Ba(HSO3)2. 2SO2 + Ba(OH)2 Ba(HSO3)2 0,03 0,03 (mol) m BaSO3 (max)  0,03 � 299  8,97 (gam)  8,15 (vô lý) Trường hợp 3: Phản ứng tạo hai muối. SO2 + x 2SO2 Ba(OH)2 x + y BaSO3  + H2O x Ba(OH)2 0,5y (mol) Ba(HSO3)2 0,5y �x  0,5y  0,03 giải ra được 217x  149,5 y  8,15 � Ta có hệ phương trình: � (mol) �x  0,01 � �y  0,04 VSO2  (0,01  0,04) � 22, 4  1,12 lít. * Cách 2: Ta giả sử phản ứng tạo ra 2 muối và giải ra đáp số như lời giải trường hợp 3 (Nếu bài toán tạo ra một muối thì có một ẩn bằng 0). Dạng 4: CO2 (hoặc SO2) tác dụng với hỗn hợp kiềm X(OH)2 và YOH Phương pháp giải: Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 15 Sáng kiến kinh nghiệm Khi sục khí CO2 ( SO2 ) vào dung dịch chứa hỗn hợp kiềm X(OH)2 và YOH thì muối trung hòa tạo ra trước. Trình tự các phản ứng như sau: CO2 + Y(OH)2  YCO3  + H2O (1) CO2 + 2XOH  X2CO3  + H2O (2) CO2 + H2O + X2CO3  2XHCO3 (3) CO2 + H2O + YCO3  Y(HCO3)2 (4) Nhận xét: Nếu lượng kết tủa cực đại (n YCO3  n Y(OH)2 ) thì chắc chắn không có phản ứng (4). Bài toán có 3 trường hợp: chỉ xẩy ra (1); xẩy ra (1) và (2); xẩy ra (1), (2), (3). Nếu kết tủa không cực đại (n YCO3  n Y(OH) 2 ) thì có 2 trường hợp: + TH1: Chỉ xẩy ra (1) và Y(OH)2 chưa hết. + TH2: Đã xẩy ra (4) và kết tủa bị hoà tan một phần. b) Các ví dụ: Ví dụ 1: Sục V lít CO2 (đktc) tác dụng với 4 lít dung dịch A chứa NaOH 0,05M và Ba(OH)2 0,02M thu được 5,91 gam kết tủa. Tìm V. * Phát hiện vấn đề: n BaCO3  n Ba (OH)2 nên kết tủa chưa cực đại, bài toán có 2 trường hợp: hoặc chỉ xẩy ra (1) hoặc đã xẩy ra (4). * Bài giải: CO2 + Ba(OH)2  BaCO3  + H2O (1) CO2 + 2NaOH  Na2CO3 + H2O (2) Na2CO3 + CO2 + H2O  2NaHCO3 BaCO3 + CO2+ H2O  Ba(HCO3)2 n BaCO3  0,05 � 4  0,2mol ; n BaCO3  (3) (4) n Ba (OH)2  4 � 0,02  0,08 (mol) 5,91  0,03mol  0,08 � bài toán có 2 trường hợp: 197 Trường hợp 1: Chỉ xẩy ra (1) và Ba(OH)2 dư n CO2  n CaCO3  0,03(mol) � VCO2  0,03 �22,4  0,672 lít Trường hợp 2: Đã xẩy ra (1), (2), (3), (4) n CO2  n Ba (OH)2  n NaOH  n BaCO3 (hoà tan)  0,08  0,2  (0,08  0,03)  0,33 (mol) Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 16 Sáng kiến kinh nghiệm VCO2  0,33 � 22,4  7,392 lít VCO2  (0,1  0,2  0,03) �22,4  7,392 lít Ví dụ 2: Sục V lít CO2 (đktc) vào 5 lít dung dịch Ca(OH)2 0,01M và KOH 0,04M thu được 5 gam kết tủa và dung dịch B. Tìm V. * Phát hiện vấn đề: Vì n Ca (OH)2  n CaCO3 nên kết tủa đã cực đại  không xẩy ra phản ứng (4) * Bài giải: n Ca (OH)2  0,05(mol); n CaCO3  0,05(mol);n KOH  0,2(mol) CO2 + Ca(OH)2 CaCO3  + H2O (1) CO2 + 2KOH K2CO3 (2) K2CO3 + CO2 + H2O + H2O 2KHCO3 (3) Vì n CaCO3  n Ca (OH)2 nên kết tủa cực đại  có 3 trường hợp: Trường hợp 1: Chỉ xẩy ra (1) vừa đủ => n CO2  n CaCO3  0,05 VCO2  0,05 � 22,4  1,12 lít Trường hợp 2: Nếu chỉ có (1) và (2) thì: 1 0,2 n CO2 (max)  n Ca (OH)2  � n KOH  0,05   0,15 (mol) 2 2 VCO2 (max)  0,15 � 22,4  3,36 lít Vậy 1,12 lít < VCO2  3,36 lít. Trường hợp 3: Nếu có cả phản ứng (1), (2), (3) thì: n CO2 (max)  n Ca(OH)2  n KOH  0,05  0,2  0,25 (mol) VCO2 (max)  0,25 � 22,4  5,6 lít Vậy 3,36 lít �VCO2  5,6 lít. IV - KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC VÀ BÀI HỌC KINH NGHIỆM 1. Kết quả đạt được: Đề tài này đã góp phần nâng cao rất đáng kể chất lượng bồi dưỡng học sinh giỏi bộ môn Hóa học tại trường THCS và đội tuyển học sinh giỏi thi vào trường chuyên Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 17 Sáng kiến kinh nghiệm năm học 2012 - 2013 và 2013 - 2014. Đề tài đã giúp các em tích cực và tự tin hơn trong hoạt động tìm kiếm hướng giải cho các bài tập. Từ chỗ rất lúng túng khi gặp các bài toán dạng CO2 (hoặc SO2) tác dụng với kiềm của kim loại hóa trị II, thì nay phần lớn các em đã biết vận dụng những kỹ năng được bồi dưỡng để giải thành thạo nhiều bài toán phức tạp. Điều đáng mừng là có nhiều em đã biết sáng tạo trong giải toán hóa học, có nhiều cách giải nhanh và thông minh. Qua đề tài này, kiến thức, kỹ năng của HS được củng cố một cách vững chắc, sâu sắc; kết quả học tập của học sinh luôn được nâng cao. * Số liệu về kết quả thực hiện đề tài: Học sinh giỏi cấp tỉnh và Năm học Học sinh giỏi cấp huyện 2011 - 2012 11/13 em dự thi 04 em 2012 - 2013 10/10 em dự thi 06 em 2013 - 2014 10/10 em dự thi 09 em dự thi đậu vào trường chuyên 2. Bài học kinh nghiệm: Trong quá trình vận dụng đề tài, tôi rút ra một số kinh nghiệm như sau: Giáo viên phải chuẩn bị thật kỹ nội dung cho mỗi dạng bài tập cần bồi dưỡng cho HS, xây dựng được phương pháp giải các dạng bài toán đó. Việc hình thành các kỹ năng giải các dạng bài toán nêu trong đề tài phải được thực hiện theo hướng đảm bảo tính kế thừa và phát triển. Tôi thường bắt đầu từ một bài tập mẫu, hướng dẫn phân tích đề bài để học sinh xác định hướng giải và tự giải, từ đó các em có thể rút ra phương pháp chung để giải các bài toán cùng loại. Sau đó tôi tổ chức cho học sinh giải bài tập tương tự mẫu; phát triển vượt mẫu và cuối cùng nêu ra các bài tập tổng hợp. Cách làm này giúp cho giáo viên dễ dàng phát hiện sai lầm trong nhận thức của học sinh, giúp học sinh hiểu lý thuyết sâu sắc Mỗi dạng bài toán tôi đều xây dựng phương pháp giải, nhằm giúp các em dễ dàng nhận dạng và vận dụng các kiến thức, kỹ năng một cách chính xác; hạn chế được những nhầm lẫn có thể xảy ra trong cách nghĩ và cách làm của học sinh. Sau mỗi dạng Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 18 Sáng kiến kinh nghiệm tôi luôn chú trọng đến việc kiểm tra, đánh giá kết quả, sửa chữa rút kinh nghiệm và nhấn mạnh những sai sót mà HS thường mắc phải. C- KẾT LUẬN: Phân loại bài tập hóa học và xây dựng hướng giải hợp lý là một trong các yêu cầu quan trọng của giáo viên, để kích thích học sinh học tập một cách say mê và hứng thú, đồng thời vận dụng những hiểu biết của mình vào cuộc sống. Muốn làm được điều này, đòi hỏi giáo viên phải có trình độ chuyên môn vững vàng, có sự hiểu biết sâu sắc bao quát hết toàn bộ nội dung chương trình hóa học của toàn cấp học. Những kinh nghiệm nêu trong đề tài nhằm mục đích bồi dưỡng và phát triển kiến thức kỹ năng cho học sinh vừa bền vững, vừa sâu sắc; phát huy tối đa sự tham gia tích cực của người học. Học sinh có khả năng tự tìm ra kiến thức, tự mình tham gia các hoạt động để vừa làm vững chắc kiến thức, vừa rèn luyện kỹ năng. Đề tài này còn tác động rất lớn đến việc phát triển tiềm lực trí tuệ, nâng cao năng lực tư duy độc lập và khả năng tìm tòi sáng tạo cho học sinh giỏi. Tuy nhiên cần biết vận dụng các kỹ năng một cách hợp lý và biết kết hợp các kiến thức cơ bản hoá học, toán học cho từng bài tập cụ thể thì mới đạt được kết quả cao. Đề tài này có thể mở rộng và phát triển quy mô hơn, rất mong được các cấp lãnh ñạo triển khai đề tài thành diện rộng. Trong khi viết đề tài này chắc chắn tôi chưa thấy hết được những ưu điểm và tồn tại trong tiến trình áp dụng, tôi rất mong muốn được sự góp ý của các đồng nghiệp để đề tài ngày càng hoàn thiện hơn. Tôi xin chân thành cảm ơn ! Hà Tĩnh, ngày 25 tháng 3 năm 2014 Chủ nhiệm đề tài: Bùi Thị Lan Trường THCS Nguyễn Tuấn Thiện – Hương Sơn – Hà Tĩnh Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 19 Sáng kiến kinh nghiệm PHỤ LỤC Tài liệu tham khảo: * Ngô Ngọc An : 400 BTHH lớp 9 - NXB ĐHQG TP Hồ Chí Minh 2004. * Cao Thị Thặng : Hình thành kỹ năng giải BTHH - NXB GD 1999. * Cao Thị Thặng: Đổi mới phương pháp dạy học THCS - NXB GD 2002 (Nhiều tác giả). * Nguyễn Xuân Trường : Bài tập nâng cao Hoá học 9 - NXB GD 2005. * Vũ Anh Tuấn: Bồi dưỡng hóa học THCS - NXBGD 2004. * Đào Hữu Vinh : 250 BTHH lớp 9 - NXBGD 2001. Phương pháp giải bài toán về CO2 (SO2) tác dụng với kiềm dạng R(OH)2 20
- Xem thêm -