Tài liệu Skkn sáng kiến kinh nghiệm một số phương pháp nâng cao kĩ năng lập công thức và cân bằng phương trình hóa học

SỞ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐỒNG NAI Đơn vị: Trường PT DTNT liên huyện Tân Phú - Định Quán Mã số: ................................ (Do HĐTĐSK Sở GD&ĐT ghi) SÁNG KIẾN KINH NGHIỆM MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO KĨ NĂNG LẬP CÔNG THỨC VÀ CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC Người thực hiện: Quách Thị Huế Lĩnh vực nghiên cứu: - Quản lý giáo dục  - Phương pháp giáo dục  - Phương pháp dạy học bộ môn: Hóa học  - Lĩnh vực khác: .......................................................  SƠ LƯỢC LÝ LỊCH KHOA HOCK Có đính kèm: Các sản phẩm không thể hiện trong bản in sáng kiến  Mô hình  Đĩa CD (DVD)  Phim ảnh  Hiện vật khác (các phim, ảnh, sản phẩm phần mềm) Năm học: 2016 - 2017 –––––––––––––––––– I. THÔNG TIN CHUNG VỀ CÁ NHÂN 1. Họ và tên: Quách Thị Huế 2. Ngày tháng năm sinh: 16/11/1988 3. Nam, nữ: Nữ 4. Địa chỉ: Khu 10 – Thị trấn Tân Phú – Tân Phú – Đồng Nai 5. Điện thoại: 0984 866 346 6. Fax: E-mail: [email protected] 7. Chức vụ: Giáo viên 8. Nhiệm vụ được giao: - Dạy hóa, phụ đạo hóa khối 8,9 - Dạy ngoài giờ lên lớp 8b - Chủ nhiệm lớp 8b 9. Đơn vị công tác: Trường PT DTNT liên huyện Tân Phú – Định Quán II. TRÌNH ĐỘ ĐÀO TẠO - Học vị cao nhất: Đại học sư phạm - Năm nhận bằng: 2010 - Chuyên ngành đào tạo: Hóa học III. KINH NGHIỆM KHOA HỌC - Lĩnh vực chuyên môn có kinh nghiệm: Giảng dạy môn Hóa học - Số năm có kinh nghiệm: 6 - Các sáng kiến đã có trong 5 năm gần đây: 1. Tạo hứng thú và lòng yêu thích môn Hóa học thông qua hóa học vui và hóa học thực tiễn 2. Phát triển năng lực tính toán của học sinh thông qua các dạng bài tập vô cơ hóa học 9 2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP NÂNG CAO KĨ NĂNG LẬP CÔNG THỨC VÀ CÂN BẰNG PHƯƠNG TRÌNH HÓA HỌC I. LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Môn hóa học trong trường Trung học cơ sở là một trong những môn có vai trò quan trọng trong việc hình thành và phát triển tư duy của học sinh. Mục đích nhằm trang bị cho học sinh hệ thống kiến thức cơ bản, bao gồm kiến thức về cấu tạo, phân loại và tính chất và ứng dụng của chất. Từ đó vận dụng để giải thích các hiện tượng xảy ra trong cuộc sống, các ứng dụng phù hợp với tính chất của chất để mang lại nhiều lợi ích nhất cho con người, môi trường sống. Trong quá trình dạy học, học sinh thích thú nhất là các thí nghiệm. Tuy nhiên, với môn Hóa học, chỉ quan sát thôi chưa đủ. Mà sâu xa hơn, học sinh phải biết được cấu tạo và tính chất của chất. Từ việc hiểu cặn kẽ nguồn đó, cộng với những thực nghiệm mà các em quan sát được thì các em mới thực sự sẽ say mê, bị cuốn hút và muốn khám phá nhiều, sâu hơn nữa. Thế nhưng, khi học sâu vào chương trình các em sẽ cảm nhận được độ khó của môn học, từ đó rất dễ nảy sinh tư duy chản nản. Các em dễ bị mất các kiến thức căn bản ban đầu, khó cho việc tiếp thu kiến thức ở các lớp cao hơn. Hóa học 8 là tiền đề ban đầu cho học sinh tiếp thu những khái niệm quan trọng như nguyên tố hóa học, công thức hóa học, phương trình hóa học, tính toán hóa học. Việc lập được công thức hóa học và các phương trình hoá học là một việc cần thiết để học sinh có thể giải các bài toán hoá học sau này. Với thực trạng hiện nay thì môn Hoá học vẫn là môn học khó, khi nói đến vấn đề lí thuyết thì học sinh có thể học thuộc nhưng khi liên quan đến phương trình, công thức và chạm đến các con số thì những học sinh yếu kém về môn toán sẽ rất dễ nản chí và không muốn học. Và từ đó việc giải các bài toán theo phương trình sau này sẽ rất khó khăn. Bên cạnh đó thì để bồi dưỡng khả năng sáng tạo, giải quyết vấn đề thông qua các bài toán lập công thức hóa học, phương trình hóa học đối với học sinh khá, giỏi cũng không phải là vấn đề dễ. Làm thế nào để học sinh phát triển được năng lực tư duy, sáng tạo, gây hứng thú học tập cho học sinh là điều tôi và các đồng nghiệp giảng dạy bộ môn luôn lưu tâm Trong thời gian giảng dạy ở trường Phổ thông Dân tộc nội trú, tôi nhận thấy tầm quan trọng của việc vận dụng kiến thức lý thuyết để giải quyết các dạng bài lập công thức hóa học và phương trình hóa học là rất quan trọng. Lập công thức hóa học, phương trình hóa học còn là yếu tố tiên quyết quan trọng trong việc giải bài tập tính theo phương trình hóa học, dạng bài tập xuất hiện trong toàn bộ chương trình hóa học từ lớp 8 đến hết lớp 12. Tuy nhiên với học sinh dân tộc thiểu số, khả năng tiếp thu, tính toán của các em chậm hơn rất nhiều so với các học sinh cùng lứa tuổi ở các trường khác. Từ những vấn đề trên, với mong muốn góp phần nhỏ bé của mình vào việc tìm tòi phương pháp dạy học thích hợp cho đối tượng học sinh, đơn giản hóa nhất những gì có thể, tạo tiền đề cho việc phát triển tư duy của các em ở hiện tại và sau này là cấp cao hơn nên tôi đã chọn đề tài: "Một số 3 phương pháp nâng cao kĩ năng lập công thức và cân bằng phương trình hóa học" II. CƠ SỞ LÝ LUẬN VÀ THỰC TIỄN 1. Về cơ sở lý luận: Trong quá trình xây dựng đề tài bản thân nhận thấy, để giúp học sinh lập được công thức hóa học và phương trình hóa học đòi hỏi mỗi giáo viên cần phải trang bị cho học sinh những kiến thức cơ bản, đồng thời khắc sâu cho học sinh từng dạng với các phương pháp đặc trưng. Đề tài nhằm xây dựng và phát triển các kĩ năng cần thiết cho học sinh như: Kĩ năng: - Rèn kĩ năng xác định công thức hóa học. - Rèn kĩ năng tính theo công thức hóa học và kĩ năng tính theo phương trình hóa học… Thái độ: - Học sinh có hứng thú, có tinh thần say mê môn học. - Tích cực, chủ động tìm kiếm kiến thức. Các năng lực hình thành và phát triển: - Phát triển các năng lực tư duy cụ thể, tư duy logic, tư duy hệ thống, tư duy trừu tượng. - Phát triển năng lực tính toán hóa học. - Phát triển năng lực tìm tòi nghiên cứu khoa học, năng lực vận dụng kiến thức. - Phát triển năng lực hợp tác, chia sẽ trong nhóm…. Với mục tiêu đó, chương trình sách giáo khoa và nhiều tác giả cũng đã đưa ra các giải pháp để nâng cao chất lượng dạy và học, giúp học sinh phát triển toàn diện về “đức- trí- thể mĩ”. Tuy nhiên, để đạt hiệu quat tối ưu thì không phải là điều dễ dàng. 2. Về cơ sở thực tiễn: Môn hóa học là một môn học mới đối với học sinh, bắt đầu được đưa vào học ở chương trình lớp 8, là môn học mà học sinh được tiếp cận muộn nhất so với tất cả các môn. Điều đó phần nào khẳng định đây không phải là một môn học dễ dàng. Công thức hóa học và phương trình hóa học là nền tảng và tiền đề của bộ môn. Hiện nay đại đa số khi học sinh học môn hóa và đặc biệt làm quen với các công thức hóa học, phương trình hóa học, còn nhiều bỡ ngỡ, chưa định hình các bước cần làm. SGK lớp 8 cũng có nêu ra các ví dụ, các bước làm cho học sinh nhưng chỉ là dạng chung nhất. Trong khi đó kiến thức thì vô vàn với nhiều chất, nhiều dạng. Ví dụ như với dạng bài tập lập phương trình hóa học, SGK hướng dẫn: Bước 1: Viết sơ đồ phản ứng, gồm công thức hóa học của các chất phản ứng và sản phẩm. Bước 2: Cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố: Tìm hệ số thích hợp đặt trước các công thức. Bước 3: Viết phương trình hóa học. 4 Qua thực tế giảng dạy tôi thấy, phương trình hóa học có rất nhiều dạng với các phương pháp cân bằng đặc trưng khác nhau, không phải phương trình nào cũng có thể tính nhẩm được các hệ số, mà nếu nhẩm được thì cũng rất mất rất nhiều thời gian. Vì vậy học sinh rất lúng túng ở bước 2. Việc tìm ra được hệ số thích hợp một cách nhanh chóng để đặt trước các công thức trong quá trình cân bằng không phải là một điều dễ dàng với học sinh. Hoặc như dạng bài tập lập công thức hóa học dựa vào hóa trị hay thành phần nguyên tố. SGK có đưa ra các bước nhưng khá dài và khó nhớ, học sinh dễ quên và khi làm bài tập còn sai rất nhiều Trong khi đó, nền tảng kiến thức cơ bản của môn hóa học là công thức, phương trình và tính toán hóa học. Các bài tập tính toán cơ bản của hóa học là tính theo công thức hóa học và tính theo phương trình hóa học thì lại không thể thiếu công thức và phương trình hóa học. Viết công thức và phương trình hóa học không đúng dẫn đến kết quả bài toán sẽ sai hoàn toàn. Chính vì điều đó mà trong khi giải các bài tập tính toán, giáo viên phải hướng dẫn lại học sinh cách viết công thức hóa học, cân bằng phương trình, điều đó rất mất thời gian Các giải pháp đưa ra trong sáng kiến kinh nghiệm là giải pháp thay thế một phần giải pháp đã có 5 III. TỔ CHỨC THỰC HIỆN CÁC GIẢI PHÁP 1. Giải pháp 1: Hướng dẫn học sinh một số phương pháp lập công thức hóa học (CTHH) CTHH dùng để biểu diễn chất, gồm một kí hiệu hóa học (đơn chất) hay hai, ba… kí hiệu (hợp chất) và chỉ số ở chân mỗi kí hiệu. Như vậy, khi lập CTHH, học sinh cần xác định được 2 yếu tố cơ bản là kí hiệu hóa học của nguyên tố tạo ra chất và chỉ số. a. Phương pháp 1: Lập nhanh CTHH của chất khi biết nguyên tố và số nguyên tử của mỗi nguyên tố. Đây là dạng bài tập lập CTHH dễ nhất, vì 2 yếu tố cơ bản được xác định một cách dễ dàng thông qua dữ kiện đề bài. - Các bước tiến hành: + Bước 1: Viết CTHH cần lập gồm kí hiệu hóa học của các nguyên tố. + Bước 2: Chuyển số nguyên tử đề bài cho trước các kí hiệu hóa học của nguyên tố thành chỉ số (Vì chỉ số được hiểu là số nguyên tử của mỗi nguyên tố). Ví dụ : Viết CTHH của các hợp chất sau: a. Canxi oxit, biết trong phân tử có 1 Ca, 1 O b. Axit sunfuric, biết trong phân tử có 2 H, 1 S, 4 O c. Natri sunfit, biết trong phân tử có 2 Na, 1 S, 3 O Cách làm: a. Canxi oxit + Viết CTHH cần lập là CaO + Chuyển số nguyên tử đề bài cho trước các kí hiệu hóa học của nguyên tố thành chỉ số: Ca1O1. Tuy nhiên, theo quy ước chỉ số bằng 1 thì không ghi nên ta bỏ các số 1, CTHH cần lập là CaO Tương tự ta có công thức cần lập ở câu b, c là b. Axit sunfuric: H2SO4 c. Natri sunfit: Na2SO3 Bài tập vận dụng: Viết CTHH của các chất sau: a. Khí clo, biết trong phân tử có 2 Cl b. Natri clorua ( muối ăn), biết trong phân tử có 1 Na, 1 Cl c. Canxi cacbonat ( đá vôi), biết trong phân tử có 1 Ca, 1 C, 3 O d. Nhôm oxit, biết trong phân tử có 2 Al, 3O Giải: a. Khí clo: Cl2 b. Natri clorua ( muối ăn): NaCl c. Canxi cacbonat ( đá vôi): CaCO3 d. Nhôm oxit: Al2O3 Hạn chế của phương pháp là học sinh chưa hình dung được cách gom các nguyên tố thành nhóm nguyên tử, mà chủ yếu áp dụng cho các CTHH đơn giản gồm các nguyên tố độc lập, hoặc có nhóm nguyên tử nhưng chỉ số của nhóm bằng 1. 6 Ví dụ : Viết CTHH của hợp chất sau: Canxi photphat, biết trong phân tử có 3 Ca, 2 P, 8 O Nếu theo phương pháp trên, học sinh sẽ lập được CTHH của canxi photphat là: Ca3P2O8. Trong khi đó, CTHH đúng phải là Ca3(PO4)2 b. Phương pháp 2: Lập nhanh CTHH của hợp chất khi biết hóa trị của nguyên tố Lập CTHH của hợp chất theo hóa trị đã được sách giáo khoa đưa vào phần “II.2. Vận dụng” của Bài 10: Hóa trị ( SGK Hóa học 8, trang 36, 37) với 4 bước cơ bản: a b Bước 1: Viết công thức dạng chung: AxBy Bước 2: Viết biểu thức quy tắc hóa trị: x . a = y . b x b b'   Bước 3: Chuyển thành tỉ lệ y a a ' → x = b hay b’, y = a hay a’ (nếu a’, b’ là những số nguyên đơn giản hơn so với a, b) Bước 4: Viết CTHH hoàn chỉnh Ví dụ: Lập CTHH của hợp chất tạo bởi các nguyên tố: Al (III) và O Giải III II - Bước 1: Công thức dạng chung của hợp chất: AlxOy - Bước 2: Theo quy tắc hóa trị ta có: x . III = y . II - Bước 3: x II  y III => x = 2, y = 3 - Bước 4: Công thức hoá học: Al2O3 Tuy nhiên, từ 4 bước mà sách giáo khoa đưa ra, ta có thể nhận thấy nhanh một hệ quả được suy ra ở bước 3. Đó là, chỉ số của nguyên tố A chính là hóa trị của nguyên tố B ( x = b) và ngược lại. Đo đó ta có thể lập nhanh CTHH của hợp chất khi biết hóa trị. Cụ thể như sau: - Các bước tiến hành: + Bước 1: Viết công thức hóa học cần lập gồm kí hiệu hóa học của các nguyên tố, viết hóa trị (bằng bút chì) lên trên đầu các nguyên tố + Bước 2: Chuyển hóa trị của của nguyên tố thành chỉ số này thành chỉ số của nguyên tố kia và ngược lại, nếu cặp chỉ số chưa tối giản thì rút gọn về tối giản nhất Ví dụ: Lập nhanh công thức hóa học của hợp chất tạo bởi các nguyên tố: Al (III) và O Cách làm III II + Bước 1: CTHH cần lập: AlO + Bước 2: Chuyển hóa trị của của nguyên tố thành chỉ số này thành chỉ số của nguyên tố kia và ngược lại, ta được CTHH Al2O3 7 Bài tập vận dụng: Lập nhanh các công thức hóa học của các hợp chất tạo bởi các nguyên tố, nhóm nguyên tử sau: a) Fe (II) và O (II) b) Ca (II) và PO4 (III) c) S (VI) và O (II) d) Al (III) và OH (I) Giải: a) Fe (II) và O (II) → CTHH: FeO b) Ca (II) và PO4 (III) → CTHH: Ca3(PO4)2 c) S (VI) và O (II) → CTHH: SO3 d) Al (III) và OH (I) → CTHH: Al(OH)3 Phương pháp này khắc phục được hạn chế của phương pháp 1 là học sinh có thể hình dung được nhóm nguyên tử, cách lập công thức của hợp chất có chứa các nhóm nguyên tử với chỉ số khác 1. Tuy nhiên phương pháp này có hạn chế là chỉ áp dụng được cho hầu hết các hợp chất vô cơ ( trừ hidro peoxit H2O2, hidrazin N2H4….) nhưng gần như không thể áp dụng cho hợp chất hữu cơ. Vì công thức lập được chỉ là công thức đơn giản nhất, không phải là công thức phân tử của hợp chất hữu cơ. c. Phương pháp 3: Lập nhanh CTHH của hợp chất khi biết thành phần nguyên tố, khối lượng mol phân tử Cách lập CTHH của chất khi biết thành phần (phần trăm) các nguyên tố đã được SGK Hóa học 8 đưa ra ở Bài 21: Tính theo công thức hóa học, phần 2/ trang 70, 71 với 3 bước có bản: + Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất mA  mB  %mA .M Ax By 100 %mB .M Ax By 100 + Bước 2: Tính số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất nA  mA MA nB  mB MB => Số mol chính là số nguyên tử (chỉ số) của nguyên tố trong một phân tử + Bước 3: Viết CTHH hoàn chỉnh Ví dụ: Hợp chất B có thành phần % các nguyên tố như sau: 80%C và 20% H. Xác định công thức hoá học của hợp chất B, biết khối lượng mol của B bằng 30g/mol. 8 Giải + Bước 1: Tính khối lượng mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất %mC .M B 80.30   24( g ) 100 100 %mH .M B 20.30 mH    6( g ) 100 100 mC  + Bước 2: Tính số mol nguyên tử của mỗi nguyên tố có trong 1 mol hợp chất nC  mC 24   2(mol ) M C 12 nH  mH 6   6(mol ) MH 1 + Bước 3: CTHH hoàn chỉnh: C2H6 Phương pháp SGK đưa ra có ưu điểm là giúp học sinh hiểu rõ ý nghĩa và bản chất của CTHH, giúp sinh sau này dễ dàng tính các đại lượng như số mol, khối lượng, số nguyên tử của mỗi nguyên tố….. trong một lượng chất của phân tử. Tuy nhiên nếu chỉ phục vụ cho mục đích lập CTHH thì phương pháp SGK đưa ra hơi dài, nhiều bước, học sinh khó nhớ được các công thức tính.Trong khi đó nếu quan sát kĩ bước 1 và bước 2, ta có thể gom chung vào một công thức cho 1 nguyên tố. Các nguyên tố còn lại làm tượng tự, như vậy học sinh dễ ghi nhớ hơn. Cụ thể như sau: - Các bước tiến hành + Bước 1: Gọi CTHH cần lập là AxByCz + Bước 2: x  nA  %mA .M PT M A .100 Tương tự với B và C, thay dữ kiện tương ứng của B, C (thay cho A) vào công thức, tìm được y, z + Bước 3: Viết CTHH hoàn chỉnh Ví dụ: Hợp chất B có thành phần % các nguyên tố như sau: 80%C và 20% H. Xác định công thức hoá học của hợp chất B, biết khối lượng mol của B bằng 30g/mol. Cách làm: + Bước 1: Gọi CTHH cần lập là CxHy + Bước 2: x  nC  %mC .M PT 80.30  2 M C .100 12.100 y  nH  %mH .M PT 20.30  6 M H .100 1.100 + Bước 3: CTHH: C2H6 Bài tập tự luyện: 9 Bài 1: Hợp chất A có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau: 82, 35% N và 17,65% H. Xác định công thức hoá học của hợp chất A, biết tỉ khối của A đối với H2 là 8,5. (ĐS: CTHH: NH3) Bài 2: Hợp chất X có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau: 43,4% Na, 11,3% C, 45,3% O. Xác định công thức hoá học của hợp chất X, biết khối lượng mol phân tử là 106g/mol . (ĐS: CTHH: Na2CO3) d. Phương pháp 4: Lập nhanh CTHH của hợp chất khi biết thành phần nguyên tố (không biết khối lượng mol phân tử) Cũng trong dạng bài tập lập công thức hóa học khi biết thành phần nguyên tố, có những bài tập không cho khối lượng mol phân tử và cũng không cho dữ kiện để có thể tính được khối lượng mol phân tử. Với bài toán dạng này, không thể áp dụng phương pháp SGK đưa ra và cũng không thể áp dụng phương pháp 3 mà phải dùng tỉ lệ tối giản, cụ thể: - Các bước tiến hành + Bước 1: Đặt công thức tổng quát: AxBy + Bước 2: Rút ra tỉ lệ : x: y  % A %B : M A M B (tối giản) + Bước 3: Chọn x, y và viết thành công thức hóa học Ví dụ 1: Hợp chất X có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau: 80% Cu, 20% O. Xác định công thức hoá học của hợp chất X. Cách làm: + Bước 1: Đặt công thức tổng quát: CuxOy + Bước 2: Rút ra tỉ lệ: x: y  %Cu %O 80 20 :  :  1:1 M Cu M O 64 16 + Bước 3: CTHH: CuO Ví dụ 2: Hợp chất Y có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau: 40% Cu, 20% S, 40% O. Xác định công thức hoá học của hợp chất Y. Cách làm: + Bước 1: Đặt công thức tổng quát: CuxSyOz + Bước 2: Rút ra tỉ lệ: x: y:z  %Cu %S %O 40 20 40 : :  : :  1:1: 4 M Cu M S M O 64 32 16 + Bước 3: CTHH: CuSO4 Bài tập tự luyện: Bài 1: Hợp chất A có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau: 5,88% H, 94,12% S. Xác định công thức hoá học của hợp chất A. (ĐS: H2S) 10 Bài 2: Hợp chất B có thành phần % theo khối lượng của các nguyên tố như sau: 3,06% H, 31,63% P, còn lại là O. Xác định công thức hoá học của hợp chất B. (ĐS: H3PO4) e. Phương pháp 5: Lập CTHH của chất dựa theo phương trình hóa học. Cở sở của phương pháp là dựa trên bài tập tính theo phương trình hóa học. Tuy nhiên ở bước 4 thay vì tính khối lượng hoặc thể tích như thông thường thì dạng bài tập này đi tính khối lượng mol M hoặc biện luận tìm mối quan hệ khối lượng mol M và hóa trị, từ đó tìm ra nguyên tố. - Các bước tiến hành: + Bước 1: Tính số mol + Bước 2: Viết PTHH + Bước 3: Đặt số mol lên tỉ lệ phương trình, từ đó suy ra số mol chất cần tìm + Bước 4: Tính M mA nA Ví dụ 1: Cho 7,2g một kim loại hoá trị II phản ứng hoàn toàn với dung dịch HCl, thu được 0,3 mol H2 ở đktc. Xác định tên kim loại đã dùng. Cách làm n  0,3( mol ) - Theo bài ra: H 2 - Phương trình hóa học: A + 2HCl –> ACl2 + H2 Br: 0,3 ← 0,3 mol 7, 2 => MA = 0,3 = 24(g/mol). Vậy A là kim loại Mg Ví dụ 2: Dẫn luồng khí H2 dư qua 16 gam một oxit kim loại hóa trị III. Sau phản ứng thu được 11,2 gam kim loại. Xác định CTHH của oxit trên. Cách làm Gọi kim loại hóa trị III là A => công thức của oxit cần tìm là A2O3 nA  11, 2 (mol ) MA 0 t  2 A + 3 H2O PTHH : A2O3 + 3 H2  Br: mA2O3 5, 6 MA ← 11, 2 MA (mol) 5, 6  n.M 16 = M A . (2MA + 48) => MA = 56 (g/mol) ( A: Fe) 11 Vậy oxit cần tìm là Fe2O3 Ví dụ 3: Hoà tan hoàn toàn 3,6 g một kim loại bằng dung dịch HCl, sau phản ứng thu được 3,36 lít một chất khí ở đktc. Hãy xác định kim loại. Cách làm: 3,36 - Theo đề bài : nH 2 = 22,4 = 0,15 (mol) - Gọi kim loại cần tìm là R, hoá trị của kim loại là a  - PTHH : 2R + 2aHCl  2RCla + aH2 BR: 0,3 a ← 0,15 mol 0,3  mR = n . M  a . MR = 3,6 (g)  MR = 12a Vì R là kim loại nên a có thể nhận các giá trị 1, 2, 3. Xét bảng sau : a 1 2 3 MR 12 24 36 - Theo bảng trên ta thấy chỉ có kim loại Mg có hoá trị II và nguyên tử khối bằng 24 g là phù hợp. - Vậy kim loại cần tìm là magie Mg. Các phương pháp đưa ra trong giải pháp 1 góp phần hệ thống lại dạng bài tập lập công thức hóa học theo từng loại dữ kiện đề cho. Học sinh ghi nhớ cách làm bài một cách ngắn gọn, đơn giản, hơn hẳn so với các kiến thức được đưa ra trong sách giáo khoa, giúp học sinh nắm kiến thức và làm bài tập rất hiệu quả. 2. Giải pháp 2: Hướng dẫn học sinh một số phương pháp lập (cân bằng) nhanh phương trình hóa học( PTHH) a. Phương pháp 1: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp “bội chung nhỏ nhất” (BCNN) - Các bước tiến hành: + Bước 1: Chọn nguyên tố xuất hiện ít nhất trong sơ đồ phản ứng, chỉ số của nguyên tố ở hai vế khác 1 + Bước 2: Tìm BCNN của hai chỉ số. Lấy BCNN chia cho chỉ số, kết quả tìm được chính là hệ số. + Bước 3: Cân bằng các nguyên tố còn lại theo hệ số vừa tìm được, với thứ tự từ nguyên tố xuất hiện ít nhất đến nguyên tố xuất hiện nhiều nhất, ta có PTHH hoàn chỉnh Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau : o P + O2 -- t --> P2O5 Cách làm: 12 + Bước 1: Nguyên tố xuất hiện ít nhất trong sơ đồ phản ứng, chỉ số của nguyên tố ở hai vế khác 1: O + Bước 2: Chỉ số của O ở hai vế là 2 và 5. Vậy BCNN là 10. Lấy 10 chia cho 2 và 5 ta lần lượt được các hệ số 5 và 2 o P + 5O2 -- t --> 2P2O5 + Bước 3: Cân bằng số nguyên tử P, ở sản phẩm có 4 P, chất tham gia có 1 P. Vậy thêm hệ số 4 vào trước công thức hóa học P, có PTHH hoàn chỉnh t 4P + 5O2   2 P2O5 Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: P2O5 + H2O -----> H3PO4 Cách làm: + Bước 1: Nguyên tố xuất hiện ít nhất trong sơ đồ phản ứng, chỉ số của nguyên tố ở hai vế khác 1: H + Bước 2: Chỉ số của H ở hai vế là 2 và 3. Vậy BCNN là 6. Lấy 6 chia cho 2 và 3 ta lần lượt được các hệ số 3 và 2 P2O5 + 3H2O -----> 2H3PO4 0 + Bước 3: Cân bằng số nguyên tử P và O, ta thấy số nguyên tử của mỗi nguyên tố ở hai bên đã bằng nhau, viết lại PTHH hoàn chỉnh P2O5 + 3H2O → 2H3PO4 o Ví dụ 3: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau Fe + O2 -- t --> Fe3O4 Cách làm: + Bước 1: Nguyên tố xuất hiện ít nhất trong sơ đồ phản ứng, chỉ số của nguyên tố ở hai vế khác 1: O + Bước 2: Chỉ số của O ở hai vế là 2 và 4. Vậy BCNN là 4. Lấy 4 chia cho 2 và 4 ta lần lượt được các hệ số 2 và 1 o Fe + 2O2 -- t --> Fe3O4 + Bước 3: Cân bằng số nguyên tử Fe, chất tham gia có 1 Fe, sản phẩm có 3 Fe, vậy thêm hệ số 3 trước công thức hóa hock Fe, có PTHH hoàn chỉnh t  Fe3O4 3Fe + 2O2  Ví dụ 4: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau Al + HCl ----> AlCl3 + H2 Cách làm: + Bước 1: Nguyên tố xuất hiện ít nhất trong sơ đồ phản ứng, chỉ số của nguyên tố ở hai vế khác 1: không có. Tuy nhiên xét công thức hóa hock HCl, chỉ số của H và Cl bằng nhau nên trong PTHH, số nguyên tử H luôn luôn bằng số nguyên tử Cl. + Bước 2: Xét sản phẩm, chỉ số Cl là 3, H là 2. Vậy BCNN là 6. Lấy 6 chia cho 1, 3 và 2 ta lần lượt được các hệ số 6, 2 và 3 Al + 6HCl ----> 2AlCl3 + 3H2 + Bước 3: Cân bằng số nguyên tử Al ở chất tham gia, có PTHH hoàn chỉnh 2Al + 6HCl → 2AlCl3 + 3H2 Bài tập tự luyện: Cân bằng các sơ đồ sau để có PTHH hoàn chỉnh: o a. Al + O2 -- t --> Al2O3 o b. C2H4 + O2 -- t --> CO2 + H2O 0 13 o c. C2H6O + O2 -- t --> CO2 + H2O b. Phương pháp 2: Cân bằng phương trình phản ứng bằng phương pháp “Chẵn - Lẻ” - Các bước tiến hành: + Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng, tìm nguyên tố có số nguyên tử trong công thức hóa học ở một bên của sơ đồ luôn luôn là số chẵn (chỉ số là các số chẵn) và một bên là số lẻ ( hệ số là số lẻ) + Bước 2: Thêm các hệ số chẵn (2, 4, 6...) trước công thức hóa học mà chỉ số nguyên tố đã chọn là số lẻ. Lưu ý thử từ hệ số nhỏ, nếu không cân bằng được thì thử dần lên các hệ số lớn + Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại theo hệ số đã chọn - Các ví dụ cụ thể o Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: Al + O2 -- t --> Al2O3 Cách làm: + Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng, nguyên tố O ở một bên của sơ đồ luôn luôn là số chẵn (chỉ số là các số chẵn) và một bên là số lẻ ( hệ số là số lẻ) + Bước 2: Thêm hệ số 2 trước công thức hóa học Al2O3 o Al + O2 -- t --> 2Al2O3 + Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại O, Al, có PTHH hoàn chỉnh t 4Al + 3O2   2Al2O3 Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: o FeS + O2 -- t --> Fe2O3 + SO2 Cách làm: + Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng, nguyên tố O ở một bên của sơ đồ luôn luôn là số chẵn (chỉ số là các số chẵn) và một bên là số lẻ ( hệ số là số lẻ) + Bước 2: Thêm các hệ số chẵn (2) trước công thức hóa học Fe2O3 o FeS + O2 -- t --> 2Fe2O3 + SO2 + Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại Fe, S, O, có PTHH hoàn chỉnh t 4FeS + 7O2   2Fe2O3 + 4SO2 0 0 o Ví dụ 3: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau: Cl2 + FeCl2 -- t --> FeCl3 Cách làm: + Bước 1: Xét các chất trước và sau phản ứng, nguyên tố Cl ở một bên của sơ đồ luôn luôn là số chẵn (chỉ số là các số chẵn) và một bên là số lẻ ( hệ số là số lẻ) + Bước 2: Thêm hệ số 2 trước công thức hóa học FeCl3 o Cl2 + FeCl2 -- t --> 2FeCl3 + Bước 3: Cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố còn lại Fe, Cl, có PTHH hoàn chỉnh t Cl2 + 2FeCl2   2FeCl3 0 14 c. Phương pháp 3: Cân bằng phương trình phản ứng theo phương pháp: “Đại số” - Các bước tiến hành: + Bước 1: Chọn 2 nguyên tố ít xuất hiện nhất trong các công thức hóa học. Đặt hai hệ số a và b vào trước CTHH chứa nguyên tố đã chọn. Cân bằng các nguyên tố có thể theo 2 ẩn đã đặt + Bước 2: Lập phương trình dựa trên sự cân bằng số nguyên tử của các nguyên tố đó. Giải phương trình vừa lập để tìm các hệ số hoặc tỉ lệ các hệ số. + Bước 3: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng. Ví dụ 1: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau o Fe2O3 + CO -- t --> Fe + CO2 Cách làm: + Bước 1: Chọn nguyên tố Fe, C. Đặt các hệ số a, b lần lượt vào các công thức Fe2O3, CO. Dựa vào số nguyên tử Fe và C, ta tìm được hệ số tương ứng cho Fe và CO2 o aFe2O3 + bCO -- t --> 2aFe + bCO2 + Bước 2: Tìm mối liên liên hệ giữa các ẩn số thông qua việc cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố. Cụ thể: a 1  O: 3a + b = 2b → 3a = b → b 3 → a = 1, b = 3 + Bước 3: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng. t Fe2O3 + 3CO   2Fe + 3CO2 0 Ví dụ 2: Cân bằng sơ đồ phản ứng sau Cu + H2SO4 (đ, nóng) -----> CuSO4 + SO2 + H2O Cách làm: + Bước 1: Chọn nguyên tố Cu, H. Đặt các hệ số a, b lần lượt vào các công thức Cu, H2SO4. Dựa vào số nguyên tử Cu, H, S, và O, ta tìm được hệ số tương ứng cho các chất còn lại: aCu + bH2SO4 (đ, nóng) -----> aCuSO4 + (b - a)SO2 + bH2O + Bước 2: Tìm mối liên liên hệ giữa các ẩn số thông qua việc cân bằng số nguyên tử của mỗi nguyên tố. Cụ thể: a 1  O: 4b = 4a + 2b -2a + b → 2a = b → b 2 → a =1, b = 2 + Bước 3: Đưa các hệ số vừa tìm vào phương trình phản ứng. Cu + 2H2SO4 (đ, nóng) → CuSO4 + SO2 + 2H2O Bài tập tự luyện Cu + HNO3 -----> Cu(NO3)2 +NO2 + 2H2O MnO2 + HCl -----> MnCl2 + Cl2 + 2 H2O Các phương pháp đưa ra trong giải pháp 2 góp phần hệ thống lại dạng bài tập lập phương trình hóa học theo từng loại phản ứng. Học sinh dễ dàng nhận dạng và 15 chon được hệ số thích hợp một cách nhanh chóng, góp phần nâng cao kĩ năng giải bài tập của học sinh. 16 IV. HIỆU QUẢ CỦA SÁNG KIẾN Sau khi áp dụng sáng kiến, tôi nhận thấy: - Việc áp dụng các giải pháp của đề tài đã đem lại kết quả nhất định - Trong quá trình học tập, học sinh đã hứng thú hơn rất nhiều. Thay vì đi theo con đường cũ trong sách giáo khoa, các em đã có những trải nghiệm sáng tạo thú vị, được thử sức mình với nhưng con số, những phép tính, góp phần nâng cao cả tư duy toán hock. Từ chỗ là “sợ” môn Hóa hock, chản nản thì giờ đây, mức độ hứng thú của các em đã tăng lên rất nhiều - Kết quả chất lượng các bài kiểm tra của hock sinh được nâng lên rõ rệt. Khi dạy đến các dạng tính toán hóa hock, các em đã được bỗ trợ rất nhiều kiến thức như viết đúng và nhanh các công thức hóa hock, phương trình hóa hock, từ đó việc giải một bài toán được rút lại thời gian rất ngắn. - Thông qua việc vận dụng kiến thức lập công thức hóa hock và phương trình hóa học vào bài tập, học sinh sẽ nắm vững kiến thức một cách sâu sắc hơn, nhớ lâu hơn, rèn luyện trí thông minh, phát triển tư duy sáng tạo cho học sinh. Trên cơ sở đó học sinh tiếp thu bài mới nhanh hơn, hứng thú hơn, phát huy được tính tích cực trong học tập và yêu thích bộ môn hơn, thấy được sự gần gũi của hóa học trong đời sống. Để đánh giá định lượng hiệu quả của sáng kiến, tôi đã làm 2 phiếu điều tra để so sánh thực trạng, kết quả trước và sau khi áp dụng sáng kiến: * Kết quả phiếu điều tra mức độ hứng thú của học sinh với dạng bài tập cân bằng phương trình hóa học đối khi chưa áp dụng và sau khi áp dụng với học sinh lớp 8 năm 2016 – 2017 (65 học sinh) Mức độ Thích Bình thường Không thích SL % SL % SL % 12 18,5 23 35,4 30 46,1 Trước khi áp dụng Sau khi áp dụng 20 30,8 31 47,7 14 21,5 * Bảng so sánh kết quả bài kiểm tra 15 phút của học sinh khối 8 trước và sau khi áp dụng đề tài: Chất lượng Giỏi Khá Trung bình Yếu Kém Điểm (8-10) 6,5 – 7,8 5 - 6,3 3,5 – 4,8 < 3,5 Trước khi áp dụng 8 12 33 17 3 Sau khi áp dụng 12 20 26 11 0 17 V. ĐỀ XUẤT, KHUYẾN NGHỊ KHẢ NĂNG ÁP DỤNG - Đề tài có thể áp dụng cho mọi đối tượng học sinh. Học sinh yếu có thể vận dụng để nắm chắc kiến thức cơ bản, học sinh khá giỏi có thể củng cố và nâng cao kiến thức. Quan trọng hơn, nội dung của đề tài mặc dù nằm trong nội dung kiến thức của chương trình hóa học 8 nhưng đề tài này không chỉ dành cho học sinh lớp 8, mà rất bổ ích và cần thiết, là tiền đề cho các em sau này học ở các lớp cao hơn. - Kĩ năng lập nhanh công thức hóa học và phương trình hóa học có tính kế thừa từ lớp dưới (lớp 8), các lớp trên học sinh sẽ tiếp nhận và phát triển ở mức độ cao hơn và thành thạo hơn. Kĩ năng này cũng là kiến thức bổ trợ cực kì hiệu quả trong quá trình các em học các dạng bài tập hóa học khác - Để đạt được hiệu quả như mong muốn, đòi hỏi người giáo viên phải có năng lực chuyên môn, nghiệp vụ sư phạm vững vàng, phải nghiên cứu kĩ chương trình hóa học THCS, sách giáo khoa, sách bài tập, sách tham khảo, các tài liệu liên quan, kể cả chương trình hóa học của THPT. Ngoài yêu cầu chung là giáo viên phải có năng lực chuyên môn, nghiệp vụ sư phạm vững vàng còn đòi hỏi mỗi giáo viên phải có lòng say mê nhiệt tình, tâm huyết với nghề, dành thời gian đầu tư cao cho công tác soạn giảng như: nghiên cứu chương trình, kiến thức nâng cao mở rộng, chọn lọc hệ thống những bài tập phù hợp, rút ra phương pháp giải cho mỗi dạng bài tập cụ thể sẽ giúp giáo viên định hướng tốt hơn trong việc hướng dẫn thực hiện lập nhanh phương trình hóa học cho học sinh, để giúp cho học sinh có cái nhìn tổng quan bao quát toàn diện và định hướng giải đúng đắn cho những bài tập cụ thể, phát huy được tích tích cực chủ động, sáng tạo của học sinh . - Bộ phận chuyên môn thường xuyên mở các chuyên đề để giáo viên có thể trao đổi học hỏi kinh nghiệm - Những nơi có điều kiện nên tổ chức những buổi học tăng thêm, phụ đạo, bồi dưỡng tại trường nhằm giúp học sinh củng cố kiến thức, rèn luyện các kĩ năng, kĩ xảo nhằm nâng cao chất lượng dạy và học. 18 VI. DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2011). Hóa học 8, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 2. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2011). Hóa học 9, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 3. Bộ Giáo dục và Đào tạo (2011). Hóa học 10, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 4. Quan Hán Thành (2001). Câu hỏi gióa khoa Hóa đại cương và vô cơ lớp 10 – 11-12 luyện thi tú tài và đại học. Nhà xuất bản Trẻ, TP Hồ Chí Minh 5. Từ Vọng Nghi (2005). Nắm vững kiến thức và rèn luyện kĩ năng hóa học 8. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 6. Đỗ Thị Lâm. Bài tập chọn lọc hóa học 8. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 7. Trần Trung Ninh, Nguyễn Thị Kim Thành (2010). Bài tập bồi dưỡng hóa học 8. Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội. 8. Các tài liệu trực tuyến trên google, youtube, hoahoc247.com……. 19 VII. Phụ lục 1. Phiếu thăm dò ý kiến học sinh Hãy đánh dấu x vào ô trống mà em cho là phù hợp với bản thân Mức độ hứng thú của em với dạng bài tập cân bằng phương trình hóa học: Thích  Bình thường  Không thích 20